[发明专利]基于BIM的煤矿生产系统管路GIM数字模型建模方法

说明书

本发明提供一种基于BIM的煤矿生产系统管路GIM数字模型建模方法，涉及隧道工程、综合管廊工程、矿山工程的线路、管道、配件、阀门、附件、设备等生产系统(或称机电工程、设备安装工程)的建模方法，尤其涉及基于BIM技术的矿山生产系统相关构件的三维建模方法。本发明通过建立三维模型，实现数字化、透明化的矿上三维模型，为智慧矿山建设提供基础。

技术领域

本发明涉及一种隧道工程、综合管廊工程、矿山工程的线路、管道、配件、阀门、附件、设备等生产系统(或称机电工程、设备安装工程)的建模方法，尤其涉及基于BIM的煤矿生产系统管路GIM数字模型建模方法。

背景技术

BIM技术是指建筑信息模型(Building Information Modeling，简称BIM)是在计算机辅助设计(CAD)等技术基础上发展起来的多维模型信息集成技术，是对建筑工程物理特性和功能特性信息的数字化承载和可视化表达。随着时代发展，在煤矿行业开展三维设计，实现工程数字化现在渐渐成为不可避免的选择。GIS技术(Geographic InformationSystems地理信息系统)是多种学科交叉的产物，它以地理空间为基础，采用地理模型分析方法，实时提供多种空间和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。其基本功能是将表格型数据(无论它来自数据库，电子表格文件或直接在程序中输入)转换为地理图形显示，然后对显示结果浏览，操作和分析。GIM数字模型是指GIS技术深度融合BIM技术，通过宏观空间信息与微观数字模型，从而实现透明化数字化智慧矿山。

目前诸多矿山及其巷道(以及管廊、隧道空间式的工程)工程等采用三维建模技术，但很少有针对矿山生产系统(或称机电专业、设备安装专业)的建模工具，例如供风管路、防尘供水管路、瓦斯抽放管路、排水管路、供电电缆、通讯电缆等。大多数三维软件仅支持房屋建筑工程、道路桥梁工程等，这类软件对矿山建模支持度低，缺少专业性，如进行手动绘制建模，由于隧道空间式的工程的各个构件坐标定位复杂，导致内部管路系统难以定位，绘制效率不高，并且准确率低，质量检查耗时长。

发明内容

本发明提供了一种基于BIM的煤矿生产系统管路GIM数字模型建模方法，解决了针对矿山生产系统建模工具的问题，实现管路构件的参数化、标准化，并提高三维建模的效率，满足多种隧道空间式的工程管路建模，而现有第三方BIM软件难以建模的问题，以实现生成系统管路基于主体结构的三维坐标定位，自动生成矿山生产系统管路路由，简单快速、高效便捷，其技术方案如下所述：

一种基于BIM的煤矿生产系统管路GIM数字模型建模方法，创建模板库，在模板库中分类建模矿山生产系统中的各种三维构件，包括线状管路和点状构件；基于巷道三维定位线获取相应距离的弧长点，根据弧长点创建断面平面坐标系，进而确定线状管路和点状构件的坐标，然后分别进行线状管路模型和点状构件模型的手动放置，生成管路三维模型、管路管件三维模型、支架模型三维模型。

创建模板库是制作三维构件模板库，对线状管路和点状构件进行分类建模，线状管路指管路类，连续具有一定规则断面的构件；点状构件指非连续性按一定间距间隔放置的构件。因此，本发明的第一个步骤首先是：S1.制作三维构件模板库，对各类构件进行分类建模，主要分为线状管路和点状构件，线状管路包含管路、电缆等，能够根据煤矿设计规范或设计标准建立标准段管路的三维模型，其中涉及管路起点坐标、管路终点坐标、管路直径、管路系统、管路材质，点状构件包括管路支架、管路阀门、管路管件等，其中涉及到的分类、型号、尺寸、定位基准坐标、水平夹角等参数提供可修改的输入窗口；

基于巷道三维定位线确定线状管路和点状构件的坐标，包括下列步骤：

S2.读取巷道断面宽度和高度以及巷道底板中心线的三维定位线，导入巷道结构的三维模型作为参考；