[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

摘要

本发明公开了一种基于BIM的地下综合管线非标准矩形连接件的确定方法，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，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；步骤3、获取管线的空间坐标；步骤4、确定非标准矩形连接件所连接的两个端口；步骤5、计算两条管线对应端口四个顶点的空间坐标；步骤6、根据各个顶点确定四个平面，得到连接该两条管线的非标准矩形连接件立体模型即成。本发明的方法在BIM平台中，根据两条管线的空间位置，快速、准确地自动生成矩形连接件，提高设计效率，加快施工进度。

主权项

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： Length 1 = ( sx 1 - sx ) 2 + ( sy 1 - sy ) 2 + ( sz 1 - sz ) 2 Length 2 = ( ex 1 - sx ) 2 + ( ey 1 - sy ) 2 + ( ez 1 - sz ) 2 Length 3 = ( ex - sx 1 ) 2 + ( ey - sy 1 ) 2 + ( ez - sz 1 ) 2 Length 4 = ( ex - ex 1 ) 2 + ( ey - ey 1 ) 2 + ( ez - ez 1 ) 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 ( ( ez 1 - sz 1 ) / Lengt h 2 - ( ey 1 - sy 1 ) 2 , 因此，得点P1(px1,py1,pz1)坐标值为： px 1 = sx + 0.5 * Height * sin ( α ) * cos ( β ) + 0.5 * Width * sin ( β ) py 1 = sy - 0.5 * Height * sin ( α ) * sin ( β ) + 0.5 * Widthl * cos ( β ) pz 1 = sz + 0.5 * Height * cos ( α ) , P2(px2,py2,pz2)坐标值为： px 2 = sx + 0.5 * Height * sin ( α ) * cos ( β ) - 0.5 * Width * sin ( β ) py 2 = sy - 0.5 * Height * sin ( α ) * sin ( β ) - 0.5 * Widthl * cos ( β ) pz 2 = sz + 0.5 * Height * cos ( α ) , P3(px3,py3,pz3)坐标值为： px 3 = sx - 0.5 * Height * sin ( α ) * cos ( β ) - 0.5 * Width * sin ( β ) py 3 = sy + 0.5 * Height * sin ( α ) * sin ( β ) - 0.5 * Widthl * cos ( β ) pz 3 = sz - 0.5 * Height * cos ( α ) , P4(px4,py4,pz4)坐标值为： px 4 = sx - 0.5 * Height * sin ( α ) * cos ( β ) + 0.5 * Width * sin ( β ) py 4 = sy + 0.5 * Height * sin ( α ) * sin ( β ) + 0.5 * Widthl * cos ( β ) pz 4 = 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。