[发明专利]一种梁式桥三维参数化建模方法

说明书

本发明提供了一种梁式桥三维参数化建模方法，含有人机交互模块、知识库、推理机和三维参数化模型绘制模块。知识工程师通过人机交互界面编辑、管理知识库中的知识，用户通过人机交互界面浏览BIM构件族库和通过专家系统构建的三维桥梁模型。知识库包括BIM构件族库知识库、实例库、构件参数库、模型拼接库、模型绘制库，用以存储专家知识。推理机按照建模需求采用自顶向下的推理机制调用知识库中相关知识完成模型几何参数计算、拼接，而三维模型采用自底而上的方法进行绘制，将绘制的桥梁三维模型呈现给用户。相比以往的参数化建模，本发明方法更具灵活性及扩展性。通过BIM族库知识库和推理机的扩展，可以有效地避免建模过程的重复性工作。

技术领域

本发明属于道路交通设施的设计技术领域，涉及一种梁式桥三维参数化建模方法。

背景技术

近年来，基于BIM的桥梁健康检测、养护成为现代交通运输业技术发展的趋势。快速、方便并直观地构造三维桥梁模型成为桥梁BIM系统构建非常重要的一环。桥梁智能参数化建模方法采用专家系统方法，将专家的三维参数建模知识和经验转换为知识库中的规则和公式，并采用自上而下的推理方法结合自下而上的三维参数化建模方法，可以辅助快速完成梁式桥三维建模，为使用者提供更加智能、快速、灵活的桥梁建模方法。

目前常见的桥梁建模方法通常是在3DS Max或者Auto CAD中使用手工方式进行建模，这种方法需要大量的人工劳动，速度慢、效率低，而且一旦模型成型将其再次应用到其他桥梁的建模时需要大量几何形状修改。另外市场中出现一小部分桥梁参数化建模方法，其参数化设计过程固定不变，一旦确定好参数化计算方式，也不容易修改当前的建模方式，缺乏扩展的灵活性。

发明内容

本发明的目的是提供一种梁式桥三维参数化建模方法，解决了现有技术中存在的建模灵活性低、模型扩展性弱的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种梁式桥三维参数化建模方法，按照如下步骤进行：

步骤一、构建知识库，将专家知识转换为规则存入知识库中，知识库包括BIM构件族库知识库、实例库、构件参数库、模型拼接库和模型绘制库；

步骤二、构建BIM构件族库推理机和整桥拼接推理机，并将BIM构件族库推理机和整桥拼接推理机与步骤一的知识库之间分别建立数据连接；

步骤三、设立人机交互模块，在人机交互模块与步骤二的BIM构件族库推理机和整桥拼接推理机之间分别建立数据连接，并通过人机交互模块输入建模桥梁的结构信息；

步骤四、人机交互模块将建模桥梁的结构信息传输至将BIM构件族库推理机和整桥拼接推理机，由BIM构件族库推理机根据接收到的结构信息计算出建模桥梁的构件结构参数值和绘制信息，由整桥拼接推理机根据接收到的结构信息计算出建模桥梁的拼接信息，并由BIM构件族库推理机和整桥拼接推理机分别根据结构参数值和绘制信息匹配绘制函数；

步骤五、建立三维参数化模型绘制模块，并在三维参数化模型绘制模块与BIM构件族库推理机和整桥拼接推理机之间建立数据连接，将BIM构件族库推理机和整桥拼接推理机的绘制函数传输至三维参数化模型绘制模块，由三维参数化模型绘制模块完成建模。

步骤一中的专家知识以产生式规则表示结合公式表达式的方法存储在知识库中。

步骤一中的BIM构件族库知识库存储组成桥梁构件的各个部件参数组成和计算不同参数的值或规则表达式，

实例库保存桥梁构件已推理计算的具有代表性的桥梁构件或整桥的组成参数名称及其部件几何尺寸的计算结果，

模型拼接库包括整桥模型拼接库和构件模型拼接库，整桥模型拼接库中存储组成桥梁的不同构件的拼接顺序和三维空间位置信息，构件模型拼接库中存储组成桥梁构件的不同类型部件拼接顺序信息，

模型绘制库存储绘制每个构件所需要的绘制信息。