[发明专利]基于BIM的地下综合管线非标准矩形连接件的确定方法

权利要求书

1.一种基于BIM的地下综合管线非标准矩形连接件的确定方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

步骤1、创建基于BIM的地下综合管线模型

在BIM平台中，建立地下综合管线三维信息模型，包括回风、送风、新风、消防、给排水管线，当矩形管线的走向发生非90°、非180°或者非270°转折时，或者其他无法用标准连接件连接时，预留出非标准矩形连接件的空间；

步骤2、自动获取各个管线的规格

选取两条所要连接的地下综合管线模型，并分别获取该两条管线模型规格信息，规格为管线端口的高度及宽度，分别用Height、Width及Height’、Width’表示；

步骤3、获取管线的空间坐标

通过管线端口中心点的起始X坐标、起始Y坐标、起始Z坐标、终点X坐标、终点Y坐标、终点Z坐标来确定，在所确定的三维空间坐标系中，分别获取步骤2所确定的两条管线模型的起始坐标与终点坐标，起始坐标与终点坐标分别用S(sx,sy,sz),E(ex,ey，ez)及S1(sx1,sy1,sz1),E1(ex1,ey1,ez1)表示；

步骤4、确定非标准矩形连接件所连接的两个端口

两条管线距离最近的两端口应处于连接状态，且这两个端口分别为两条管线的对应连接端，

线段S-S1、S-E1、E-S1以及E-E1的长度分别用Length1、Length2、Length3、Length4表示，则长度分别表示为：

Length1=(sx1-sx)2+(sy1-sy)2+(sz1-sz)2]]>

Length2=(ex1-sx)2+(ey1-sy)2+(ez1-sz)2]]>

Length3=(ex-sx1)2+(ey-sy1)2+(ez-sz1)2]]>

Length4=(ex-ex1)2+(ey-ey1)2+(ez-ez1)2,]]>

判断Length1、Length2、Length3、Length4的最小值，通过已知的最小长度能够确定两条管线的连接方式，从而确定接件所连接的两个端口；

步骤5、计算两条管线对应端口各自四个顶点的空间坐标

S点或者E点为地下综合管线的端口的中点，每个地下综合管线矩形端口具有四个顶点，该四个顶点确定了非标准矩形连接件一端的大小、形状，以及空间位置，

依次命名该四个顶点为P1、P2、P3、P4，分别对应的空间坐标依次为：P1(px1,py1,pz1)、P2(px2,py2,pz2)、P3(px3,py3,pz1)、P4(px4,py4,pz4)，根据地下综合管线的起始坐标S(sx,sy，sz)与终点坐标E(ex,ey，ez)能够确定直线S-E的空间方程，以及管线的长度Length：

Length=(ex-sx)2+(ey-sy)2+(ez-sz)2,]]>

得直线S-E与Z轴的夹角α为：

α=arcsin((ez-es)/Length)

，

同样，得到直线S-E在平面XOY上的投影与X轴的夹角β为：

β=arcsin((ez1-sz1)/Length2-(ey1-sy1)2,]]>

因此，得点P1(px1,py1,pz1)坐标值为：

px1=sx+0.5*Height*sin(α)*cos(β)+0.5*Width*sin(β)py1=sy-0.5*Height*sin(α)*sin(β)+0.5*Widthl*cos(β)pz1=sz+0.5*Height*cos(α),]]>

P2(px2,py2,pz2)坐标值为：

px2=sx+0.5*Height*sin(α)*cos(β)-0.5*Width*sin(β)py2=sy-0.5*Height*sin(α)*sin(β)-0.5*Widthl*cos(β)pz2=sz+0.5*Height*cos(α),]]>

P3(px3,py3,pz3)坐标值为：

px3=sx-0.5*Height*sin(α)*cos(β)-0.5*Width*sin(β)py3=sy+0.5*Height*sin(α)*sin(β)-0.5*Widthl*cos(β)pz3=sz-0.5*Height*cos(α),]]>

P4(px4,py4,pz4)坐标值为：

px4=sx-0.5*Height*sin(α)*cos(β)+0.5*Width*sin(β)py4=sy+0.5*Height*sin(α)*sin(β)+0.5*Widthl*cos(β)pz4=sz-0.5*Height*cos(α),]]>

同样，得到另一条对应管线端口的四个顶点的空间坐标，这四个顶点分别用P1’、P2’、P3’、P4’表示；

步骤6、确定非标准矩形连接件的四个平面

根据顶点P1、P2、P2’、P1’按序确定平面F1，

根据顶点P1、P4、P4’、P1’确定平面F2，

根据顶点P3、P4、P4’、P3’确定平面F3，

根据顶点P2、P3、P3’、P2’确定平面F4；

最后根据四个平面F1、F2、F3、F4，得到连接该两条管线的非标准矩形连接件立体模型，即成。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的地下综合管线非标准矩形连接件的确定方法，其特征在于：所述的两条管线的空间位置为轴心线平行或轴心线垂直。