一种基于数字孪生的数据轻量化的BIM建筑模型管理方法及其管理系统

技术领域

本发明属于BIM建筑技术领域，具体涉及一种基于数字孪生的数据轻量化的BIM建筑模型管理方法及其管理系统。

背景技术

当前建筑行业中利用BIM建筑模型对建筑施工的进度进行管理的方法是比较普遍的，但是现有的管理使用软件门槛比较高，只用对于专业的人员经过相关培训才能使用，但实际情况是，在现场实际施工中，常常会遇到各种突发状况或者不可避免的干扰因素，因此需要对模型进行微调，比如位置和尺寸，那这时候常规的建模软件不仅耗比较慢，而且需要对图纸相当熟悉，才能快速找到对应的结构进行修改，然后再次生成整体的三维模型，这样的方式不仅耗费大量的人力物力，而且不能单独显示需要的结构进行单独分析。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于数字孪生的数据轻量化的BIM建筑模型管理方法及其管理系统。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于数字孪生的数据轻量化的BIM建筑模型管理方法，其中：包括下步骤：

步骤S1：导入根据建筑施工图设计的不同格式的源文件，所述格式包括*.rvt、*.rfa、*.ifc；

步骤S2：在后台对源文件进行构造划分和功能区划分，提取结构化数据、非结构化数据和半结构化数据并分类存储；

步骤S3：根据用户需求选择对应的构造和/或功能区导入移动终端，构建需求模型，并对需求模型进行渲染并通过浏览器进行多个需求模型集成展示。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，步骤S1中的源文件为3D模型数据包，在将3D模型数据包统一为标准模型前，去除3D模型数据包内的冗余数据，所述冗余数据包括建立3D模型时所使用的辅助点、辅助线条和辅助平面；并对源文件进行格式统一，转化为标准模型。

进一步地，步骤S2中对标准模型进行构造划分具体为：将3D模型数据包内的3D模型的建模树状图重新排列，按照建筑的构造进行划分，生成构造分类库；所述构造包括主墙体结构、排水管道结构、通风管道结构、门窗结构、楼梯通道结构、电梯通道结构、线路布局结构。

进一步地，步骤S2中的每个构造包括结构化数据、非结构化数据和半结构化数据的几种或全部。

进一步地，步骤S2中对标准模型进行功能区划分具体为：

将标准模型划分为普通功能区和特殊功能区；

所述普通功能区和特殊功能区包括主墙体结构、排水管道结构、通风管道结构、门窗结构、楼梯通道结构、电梯通道结构、线路布局结构的几种或全部；

结合不同功能区施工要求的不同，以及每个功能区内不同构造施工要求的不同，分类存储各个构造和功能区的基本参数和施工参数，生成施工管理库。

进一步地，步骤S3具体为：

S31：结合构造分类库和施工管理库，在移动终端建立模型管理库；

S32：根据用户需求选择对应的构造和/或功能区，结合其构造和/或功能区的数据以及施工参数要求，在模型管理库内构建需求模型；

S33：查找每个构造对应的施工要求，进行构造类别渲染和同一构造不同施工要求的渲染，得到渲染展示模型，所述同一构造不同施工要求的渲染时，按照施工的精度要求按照颜色等级梯度进行排序；

S34：将渲染后的多个需求模型通过浏览器进行同时展示，结合需求模型的多种视图模式以及每个视图多个视角进行放大、缩小、平移、剖切、测量，查看每个需求模型内各个构造和/或功能区的具体信息，所述信息包括编号、分类、尺寸；所述视图模式包括二D平面视图、三D立体视图。

进一步地，还包括环境检验库，所述环境检验库存储有各种天气模拟的场景，将渲染展示模型放置于环境检验库中，检验该模型所是否满足实际需要，若不满足，则修改相应的构造的基本参数或施工要求。

一种基于数字孪生的数据轻量化的BIM建筑模型管理系统，包括3D模型处理模块、构造分类模块、施工管理模块、需求构建模块、展示模块和环境检验模块；

3D模型处理模块用于对3D模型数据包进行格式转换，将其建模过程中的冗余数据剔除，并统一为标准模型；

构造分类模块用于对标准模型进行构造划分，对不同构造的数据进行分类存储；

施工管理模块用于对标准模型进行功能区划分，结合不同功能区施工要求的不同，以及结构分类库内不同结构的施工要求的不同，分类存储各个构造和功能区的施工参数；

需求构建模块用于根据需要查看的建筑结构，调取结构分类模块的结构数据，结合施工管理模块内对应的施工参数，生成二次构建后的3D模型；

展示模块用于对渲染后的多个需求模型通过浏览器进行同时展示，结合需求模型的多种视图模式以及每个视图多个视角进行放大、缩小、平移、剖切、测量，查看每个需求模型内各个构造和/或功能区的具体信息，所述信息包括编号、分类、尺寸；所述视图模式包括二D平面视图、三D立体视图。

环境检验模块用于生成各种模拟的环境，检验二次构建后的3D模型是否符合要求。

进一步地，还包括用户管理模块，所述用户管理模块用于根据施工实际要求管理每个功能区的数据信息。

本发明的有益效果：

本发明一种基于数字孪生的数据轻量化的BIM建筑模型管理方法，对传统软件生成的3D模型数据去掉其冗余数据，并进行分割重组，对其不同构造的数据进行分类存储，并对各个构造施工要求进行存储，最后根据需要查看的构造进行单独建模显示，并对其不同施工要求的部位进行不同颜色的渲染。本发明使用简单，查阅方便快捷，且不需要对源文件修改，保护了其文件的隐秘性。

附图说明

图1是本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

如图1所示，本发明为一种基于数字孪生的数据轻量化的BIM建筑模型管理方法，包括以下步骤：

步骤S1：导入根据建筑施工图设计的不同格式的源文件，所述格式包括*.rvt、*.rfa、*.ifc：

其中：步骤S1中的源文件为3D模型数据包，在将3D模型数据包统一为标准模型前，去除3D模型数据包内的冗余数据，所述冗余数据包括建立3D模型时所使用的辅助点、辅助线条和辅助平面；并对源文件进行格式统一，转化为标准模型。

由于现有的建模软件在建立模型的时候，会建立很多的辅助点、辅助线条和辅助平面等等，但是这些辅助建模的数据在源文件中一般是不能删除的，由于后期可能会进行文件修改，所以删除会比较麻烦，因此对这些辅助建模的数据进行隐藏，但是其数据本身所占用的空间还是存在的，所以现在需要对这些多余的数据进行删除，使得文件轻量化，提高后期对建模数据的处理效率。

步骤S2：在后台对源文件进行构造划分和功能区划分，提取结构化数据、非结构化数据和半结构化数据并分类存储；

其中步骤S2中对标准模型进行构造划分具体为：将3D模型数据包内的3D模型的建模树状图重新排列，按照建筑的构造进行划分，生成构造分类库；所述构造包括主墙体结构、排水管道结构、通风管道结构、门窗结构、楼梯通道结构、电梯通道结构、线路布局结构。每个构造包括结构化数据、非结构化数据和半结构化数据的几种或全部。

现有的建模软件使用过程是这样的，它是一层一层建立的，呈树状图分布，虽然模型可以进行单独构造显示，但是常常会出现这样的情况，例如：先建立底层构造A，然后建立底层上的构造B，如果现在需要单独显示B，若是A和B是同时构造出来的，那么就无法单独显示构造B。因为建立模型的时候，不可能考虑后期种种因素。

另外，假如所有的构造是单独建立的，均可以单独显示，但是在实际操作中，需要专业的人员一个个的寻找需要显示的构造，然后一个个把其他的构造隐藏，操作繁琐，且需要专业程度高。

因此考虑实际后期施工过程中施工人员可以快速高效的看图，并进行微调修改，因此将3D模型按照构造进行分类存储为：A、B、C、D、E、F。进行分类存储，以便后期进行调用。

同时在后台按照上述方式进行构造的数据提取处理，不需要人工进行操作，且更加快速高效。

对标准模型进行功能区划分具体为，将标准模型划分为普通功能区和特殊功能区；所述普通功能区和特殊功能区包括主墙体结构、排水管道结构、通风管道结构、门窗结构、楼梯通道结构、电梯通道结构、线路布局结构的几种或全部；结合不同功能区施工要求的不同，以及每个功能区内不同构造施工要求的不同，分类存储各个构造和功能区的基本参数和施工参数，生成施工管理库。

步骤S3：根据用户需求选择对应的构造和/或功能区导入移动终端，构建需求模型，并对需求模型进行渲染并通过浏览器进行多个需求模型集成展示。

具体为：

S31：结合构造分类库和施工管理库，在移动终端建立模型管理库。

S32：选择需要查看的构造和/或功能区，结合其构造和/或功能区的数据以及施工参数要求，在模型管理库内构建需求模型；

S33：查找每个构造对应的施工要求，进行构造类别渲染和同一构造不同施工要求的渲染，得到渲染展示模型，所述同一构造不同施工要求的渲染时，按照施工的精度要求按照颜色等级梯度进行排序。

例如：首先对标准模型进行功能区划分，包括2个特殊功能区和6个普通功能区，特殊功能区为配电房，对于配电房而言，其排水管道结构、通风管道结构和门窗结构的施工要求相比其他不同功能区的施工要求更高，因此对于该部分结构在渲染的时候，颜色需要加重。假如3D模型中所有的通风管道结构渲染的颜色均为蓝色，则在该配电房内的通风管道结构采用深蓝色，其余的地方采用浅蓝色。

假如现在需要建立所有的通风管道结构的三维需求模型，则调出构造分类库内的通风管道结构，然后调出施工管理库内相应的模型参数和施工要求，根据上述方法对通风管道结构进行渲染。

S34：将渲染后的多个需求模型通过浏览器进行同时展示，结合需求模型的多种视图模式以及每个视图多个视角进行放大、缩小、平移、剖切、测量，查看每个需求模型内各个构造和/或功能区的具体信息，所述信息包括编号、分类、尺寸；所述视图模式包括二D平面视图、三D立体视图。

基于BIM建筑模型的管理方法，还包括环境检验库，所述环境检验库存储有各种天气模拟的场景，将渲染展示模型放置于环境检验库中，检验该模型是否满足实际需要，若不满足，则修改相应的构造的基本参数或施工要求。

例如：现在对于通风管道结构的参数需要修改，现有的布局结构不合理，配电房的通风效果比较差，那么可以利用配电房的参数对配电房内的通风管道结构进行修改。方便快捷，操作简单。

一种基于数字孪生的数据轻量化的BIM建筑模型管理系统，包括3D模型处理模块、构造分类模块、施工管理模块、需求构建模块、展示模块和环境检验模块；

3D模型处理模块用于对3D模型数据包进行格式转换，将其建模过程中的冗余数据剔除，并统一为标准模型；

所述构造分类模块用于对标准模型进行构造划分，对不同构造的数据进行分类存储；

所述施工管理模块用于对标准模型进行功能区划分，结合不同功能区施工要求的不同，以及结构分类库内不同结构的施工要求的不同，分类存储各个构造和功能区的施工参数；

所述需求构建模块用于根据需要查看的建筑结构，调取结构分类模块的结构数据，结合施工管理模块内对应的施工参数，生成二次构建后的3D模型；

所述展示模块用于对渲染后的多个需求模型通过浏览器进行同时展示，结合需求模型的多种视图模式以及每个视图多个视角进行放大、缩小、平移、剖切、测量，查看每个需求模型内各个构造和/或功能区的具体信息，所述信息包括编号、分类、尺寸；所述视图模式包括二D平面视图、三D立体视图。

所述环境检验模块用于生成各种模拟的环境，检验二次构建后的3D模型是否符合要求。

还包括用户管理模块，所述用户管理模块用于根据施工实际要求管理每个功能区的数据信息。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。