基于BIM技術的既有管線快速建模研究與應用

潘飛 上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司

1.引言

隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，既有地下管線的改遷成為城市基礎設施更新中面臨著的一個重要難題。而對于老城區(qū)而言，地下管線更是密布，錯綜復雜，再加上權屬單位的不同，給管線的管理帶來了嚴重的困擾。另一方面，由于傳統(tǒng)二維物探管線成果的精確性問題，常常給施工過程帶來各種誤判，造成停水停電等事故，嚴重影響了居民的生活和工作，也嚴重影響了主體工程的實施進度。

本文以徐州市奎河綜合整治項目為例，基于物探工作所獲取的各類管線數(shù)據(jù)，通過商業(yè)程序和二次開發(fā)兩種方法快速創(chuàng)建既有管線三維信息模型，從而為現(xiàn)狀管線的遷改提供安全可靠、經(jīng)濟合理以及施工簡便的可視化指導依據(jù)，同時也為關聯(lián)工程的設計、施工和管理提供參考依據(jù)。

2.工程概況

徐州市奎河綜合整治項目位于徐州市云龍區(qū)及泉山區(qū)，河道長度約9.325km?，F(xiàn)狀兩岸市政管線齊全，管線布置密集，包括電力、路燈、通信、燃氣、熱力、供水、雨水、污水等八大類管線，通過物探技術，測得各類地下管線共計約112.1km，如表1所示。

3.基于BIM技術的快速建模原理

本文中的既有管線快速建模首先建立在物探工作的基礎上，通過物探工作獲得現(xiàn)狀管線的基本數(shù)據(jù)，如管線起點終點坐標、高程、埋深以及管徑等，一般此類數(shù)據(jù)以Excel表格形式存放；在此基礎上，然后進行數(shù)據(jù)的預處理，即數(shù)據(jù)復核與修改，復核主要通過篩選異常值進行，修改可通過相鄰點插值進行計算；將經(jīng)過預處理的數(shù)據(jù)導入模型創(chuàng)建模塊，可選擇商業(yè)程序或二次開發(fā)來進行管線的創(chuàng)建；最后應用各種模型檢查手段對管線模型進行糾偏，進而進行最終的綜合展示。實現(xiàn)原理如圖1 所示。

4.快速建模

4.1 基于商業(yè)程序的實現(xiàn)

鴻業(yè)管立得是一款三維智能管線設計系統(tǒng)，包括給排水、燃氣、電力、熱力、通信等模塊。三維管線成果可以進行漫游操作和三維發(fā)布，實現(xiàn)三維漫游交互、場景管理、施工模擬等功能，滿足規(guī)劃設計人員在概念設計、初步設計和詳細設計等不同設計階段的需求。本文中以管立得2018為建模平臺，通過自動布管模塊將Excel數(shù)據(jù)導入，進而創(chuàng)建三維管線模型，如圖2中所示。

表1 奎河現(xiàn)狀管線統(tǒng)計

圖1 既有管線快速建模實現(xiàn)原理

圖2 鴻業(yè)管線BIM模型成果

圖3 Dynamo自定義節(jié)點展示

圖4 Dynamo二次開發(fā)模型成果

圖5 結合傾斜攝影的管線綜合展示

4.2 基于二次開發(fā)的實現(xiàn)

Revit Dynamo是一款集成了數(shù)據(jù)和邏輯環(huán)境的圖形算法編輯器，它能夠擴展Revit創(chuàng)建建筑信息建模的能力。設計人員可以通過定義程序流程以及編寫程序代碼，實現(xiàn)參數(shù)化方案設計、自動化模型創(chuàng)建以及模型自我檢查的工作流，從而大大的提高設計效率，節(jié)約設計成本。根據(jù)第二節(jié)中的實現(xiàn)原理，本文以Dynamo為二次開發(fā)平臺，通過定義相應的節(jié)點，創(chuàng)建了管線自動化建模流程，最終完成了模型成果的創(chuàng)建，后續(xù)再進行模型的碰撞檢查與修改，如圖3和圖4所示。

5.綜合展示

綜合展示主要是對項目設計過程中不同成果進行綜合集成后進行展示，可用于項目匯報、復雜節(jié)點剖析等場合。隨著三維設計的不斷普及，綜合展示的應用場景也越來越多。本工程中，現(xiàn)階段成果主要涉及現(xiàn)狀管線模型、設計管線模型以及傾斜攝影模型。結合本文中兩種不同的方法所創(chuàng)建的管線模型，主要有以鴻業(yè)HY3DView三維漫游模塊為平臺的綜合展示集成方案和以歐特克InfraWorks為平臺的綜合展示集成方案。

在此基礎上，結合施工條件、建筑布置、環(huán)境影響等因素，對工程的設計以及后續(xù)施工給予更深入的分析指導及支持。

6.結語

既有管線的遷改不僅涉及各個不同的管理部門還涉及眾多的沿線用戶，對居民生活、社會經(jīng)濟等有著重要的影響。本文以實際工程為例，基于BIM技術，將物探數(shù)據(jù)通過商業(yè)程序和二次開發(fā)兩種方法快速創(chuàng)建出既有管線三維信息模型，不僅為設計人員帶來了更直觀的三維管線模型，而且為管線的梳理和布置提供了統(tǒng)一的環(huán)境，從而也為工程的設計、施工和管理提供了更有價值的參考依據(jù)。