基于建筑信息模型的碰撞检查软件在水运工程中的应用

唐杰文 卢伟

【摘 要】 为提高建筑信息模型（BIM）重要应用点碰撞检查软件的精确度，减少碰撞结果分析的工作量，结合水运工程应用的教训，总结出一套碰撞模型的分类和建模中心文件的结构划分规则，得出水运工程碰撞检查的6个实施步骤：项目中心文件的结构搭建及模型的建立、模型文件的导出、“粗略”碰撞、“详细”碰撞、碰撞问题的分析、碰撞问题的反馈。

【关键词】 BIM；碰撞检查；碰撞模型分类；模型中心文件的结构

0 引 言

近年来建筑信息模型（Building Information Model，BIM）在水运工程应用中得到了较快的发展，作为BIM重要应用点碰撞检查软件能够很好地解决水运工程设计中的多专业、多建筑物相交和复杂结构设计中的错、漏、碰和缺等问题。BIM的主要建模软件Revit可以粗略地分析BIM的碰撞问题，碰撞检查软件Navisworks可以对BIM进行更为细致详实的碰撞检查。

碰撞检查软件从功能上可以分为硬碰撞和软碰撞（间隙碰撞）。硬碰撞泛指模型之间的相交和重叠，这一类碰撞比较直观，对设计的专业知识要求不高。软碰撞主要指模型之间的间距小于规定的最小间距，这类碰撞与设计规范要求和工程的实际情况等有关，对设计的专业知识要求较高。

还有一类碰撞叫动碰撞，指模型运动状态下的碰撞，如机械设备的运行、船舶的运行和预制构件的吊装等过程中可能产生的碰撞。[1] 在实际的工程中，动碰撞是碰撞检查中非常重要的关键点，因为其往往关系到设备的正常运行、船舶的正常通行和预制构件的正常施工等。[2] 碰撞检查软件已经具备非常完善的功能。

但是，BIM碰撞检查软件在实际应用中还存在以下两个主要问题：（1）缺少分类标准，一次性的碰撞会产生大量的无规律的碰撞点，不利于碰撞算法的精确和高效修改；（2）建模时，模型中心文件的链接文件和工作集划分对后期碰撞检查应用考虑不足，导致模型从Revit软件导入Navisworks软件工作量较大。为了解决以上两个问题，结合水运项目应用，总结出一套BIM碰撞检查模型的分类和模型中心文件的结构划分规则，供类似工程参考。

1 碰撞检查模型的分类

BIM是通过三维设计软件，采用数字化信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息的一种模型。[3] 运用基于BIM的协同设计方式，设计组可以更高质量地完成设计，拥有更高效的工作流程，实时共享各个设计员、各个专业设计成果。在碰撞检查实施的过程中，无规则的碰撞检查模型分类降低模型碰撞检查的精确度，消耗大量的碰撞结果的分析时间，严重影响后处理的效率。因此，进行碰撞检查模型的分类在碰撞检查中至关重要。

碰撞检查模型的分类总体原则为不同区域与不同专业组合，此分类原则将有效提高碰撞检查的精确度和降低后处理的工作量。同时，应恰当地选择分类标准，过粗的分类会降低精确度，过细的分类会增加工作量。

按区域从大到小分为项目―单体―分部工程。按不同区域分为分部工程间的碰撞、单体间的碰撞；按不同专业分为专业内的碰撞、专业间的碰撞；另外有特殊要求的模型需要进行动碰撞检查，如预制构件的吊装、机械设备的运行和船舶的航行，以及周围模型的碰撞。碰撞检查模型的分类见图1。

2 模型中心文件结构

建立模型中心文件是为了让设计团队的工作人员能够协同共享地开展工作。项目总体中心文件的结构应考虑工作的便利，能提高设计人员的工作效率，而采用链接中心文件或项目文件的方式，能够让当前建模的文件容量不太大，模型运行流畅；后期Revit软件的文件需要导入Navisworks软件进行碰撞检查，无规则的模型中心文件结构将增加模型导出的工作量。因此，符合后续碰撞检查要求的模型中心文件结构十分重要。

项目中心文件的结构分为五级目录，目录划分原则与碰撞检查分类对应，考虑按区域和按专业的划分原则。按区域建立项目总体、单体和分部工程的中心文件，中心文件采用链接的方式联系。分布工程后考虑专业划分，专业采用链接项目文件的方式联系。各个专业由构件组成，构件为建模的基本元素，并在各专业项目文件中建立，具体划分见图2。

3 碰撞检查的实施

根据项目中心文件的结构划分和碰撞检查模型的分类，可以总结出水运工程碰撞检查的实施主要分为以下6个步骤。

（1）项目中心文件的结构搭建及模型的建立。碰撞检查的准备阶段是基础阶段。模型中心文件的结构设计与碰撞检查分类拟合度不高，会增加模型的导入导出的工作量。因此，做好基础，建好模型，后续的碰撞检查将会更加顺畅，大大提高效率和准确度。

（2）模型文件的导出。按碰撞检查模型的分类，将各分类模型从Revit软件中导出，并导入Navisworks软件进行碰撞检查。

（3）“粗略”碰撞。“粗略”碰撞并不是不详细的碰撞，它是指项目的单体与单体之间、分部工程与分部工程之间的碰撞，主要任务是剔除粗大的单体间和分部工程间的碰撞问题。单体间和分部工程间的“粗略”碰撞矩阵分别见表1、表2。

（4）“详细”碰撞。“详细”碰撞是指项目分部工程的专业间和专业内的碰撞，同时也包含特殊要求的模型在动态下的碰撞，其主要任务为检查各分部工程下的专业内、专业间和特殊要求模型的动碰撞问题。分部工程间的“详细”碰撞矩阵分别见表3、表4。

（5）碰撞问题的分析。碰撞结果文件输出后，虽然已进行了碰撞检查模型的分类，但输出结果文件中仍然会有无效碰撞点。无效碰撞点是指不影响设计和施工的碰撞点，对实际工程影响非常微小，可以忽略。因此，在分析碰撞结果时可剔除无效碰撞点。

（6）碰撞问题的反馈。通过上述过程，校审人员对碰撞结果中不同的有效碰撞点提出修改意见，并反馈给相应的模型设计人员进行修改，完善BIM设计模型。

以上6个步骤是一个循环的过程，若在进行多次碰撞检查后，不再发现有效的碰撞点，可以认为模型的碰撞检查完成。

4 结 语

（1）按区域和专业划分碰撞检查模型能节约碰撞结果的分析时间，提高碰撞结果的处理效率和精确度。

（2）模型中心文件结构与碰撞检查模型的分类对应，能快速方便地导出适应碰撞检查的模型文件，提高模型的导出效率。

（3）碰撞检查实施采用先“粗”后“细”的碰撞步骤，能有效防止漏碰，同时能快速对碰撞问题作出分析，区分有效和无效碰撞点，提高碰撞检查效率。

參考文献：

[1] 曾东海，周文琼.基于BIM技术的碰撞检查软件的研究与设计[J].江西师范大学学报，2016（3）：312-317.

[2] 李广辉，邓恩华，顾晨光，等.装配式建筑结构BIM碰撞检查与优化[J].建筑技术，2016（7）：645-647.

[3] 中华人民共和国住房和城乡住建部.建筑信息模型应用统一标准（GB/T 51212―2016）[S].2001.