铁路机辆检修基地室外综合管线二维成图技术研究

2019-07-03刘奥

铁路计算机应用 2019年6期

刘奥

（中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉 430063）

随着我国铁路建设的快速发展，铁路机辆检修基地的建设和设计任务也日趋增加，机辆检修基地综合管线种类多、涉及专业广、设计工作量大，传统的二维出图方式难以直观地查看管线的相互位置关系，易出现管线碰撞等问题，且数据计算量大，易出现错误，出图效率低[1-2]。

近些年，随着建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）技术的发展，越来越多的工程应用BIM技术进行设计。将BIM技术应用于铁路机辆检修基地综合管线的设计中，已成为当前发展趋势[3-5]。通过BIM技术进行综合管线的设计，可建立综合管线的三维BIM，直观地显示管线之间的相互位置关系，同时可进行碰撞检查规则等，实现管线的碰撞快速调整。然而在设计过程中，存在三维BIM难以快速生成二维图纸的问题，或是生成的图纸无法达到出图要求，从而降低了室外综合管线的BIM设计效率[6-11]。因此，本文在Bentley平台的基础上，对室外综合管线的BIM设计出图过程进行研究，实现快速生成符合要求的室外综合管线二维图纸。

1 室外综合管线BIM出图流程

1.1 前期准备

1.1.1 统一工作环境

在室外综合管线的BIM设计中，需要各个专业在同一平台下进行协同设计，因此需要对工作环境进行统一，保证各专业建立的BIM等具有同一属性信息，提高设计效率。

1.1.2 统一坐标原点

各专业的管线在建模完成后，需要将所有模型组装到一起，形成完整的室外综合管线BIM，因此需在建模前定义统一的坐标原点，各专业建立模型时严格遵照该原点进行建模，则建模完成后可快速精确组装模型。

1.1.3 统一单位

根据软件内置设计单位，在建立模型时需统一尺寸单位，本文定义单位：mm，且尺寸精度达到统一单位的小数点后两位，保证各专业模型的比例一致。

1.1.4 统一模型命名

室外综合管线专业众多，同时各专业内还存在不同种类的模型，最终形成总装模型时，模型种类极多，因此需对模型的命名建立标准，否则将会造成命名混乱。本文的模型按照“专业-类型-名称”格式进行命名。如场地-地形-场坪、给排水-污水-管道（井）、电缆-强电-电缆沟，结构-混凝土-地梁等。

1.2 自定义Part样式

在综合管线的二维图纸中，各类管线具有不同的颜色、线型、图层等，利用BIM技术进行综合管线的二维出图，需要该部分信息体现在BIM上，从而在出图时可将该部分信息转化到二维图纸中。本文通过对综合管线的二维图纸进行研究，定义BIM中不同专业管线的颜色、线型、图层，部分定义，如表1所示。

1.2.1 定义颜色

颜色是对室外综合管线最为直观的识别方式，定义颜色则是室外综合管线交付十分重要的组成部分。颜色区分的要领是鲜明，一般使用一眼能识别、不易混淆的颜色。由于打印时，CAD不识别真彩色，只识别默认的索引色颜色，因此颜色需统一使用单色，不能使用手动调整的RGB颜色。

1.2.2 定义线型

在室外综合管线图纸中，各专业管线需用不同的线型进行表示，以能够快速分辨不同专业的管线，一般以管线名字的首字母进行线型的定义。

1.2.3 定义图层

同样，将图层进行定义，使各专业的图层命名格式一致，在总装模型后可快速通过搜索图层查找所需的模型和相关信息，本文定义的室外综合管线的图层命名均以“SW-”开头，后面为专业缩写，最后为详细描述。如给水的图层命名为“SW-GPS-J”，图层一旦规定，后期均按规定好的图层进行建模。

表1 自定义part样式

1.3 编辑信息

1.3.1 编辑属性信息

将室外综合管线定义的颜色、线型、图层等定义好的属性信息，通过ABD软件赋予到对应类型的模型上，如对给排水的雨水井定义信息后，其显示信息，如图1所示。

图1 雨水井属性信息

1.3.2 编辑数据信息

在室外综合管线的出图过程中，各管线的长度、直径，井的长、宽、高等，均需要将其数据信息赋予到对应的BIM上，从而可随时查看模型的相关数据信息，最重要的是在出图时，该数据信息需要体现到图纸上。本文通过自定义数据对象，编辑所有BIM的数据信息。

1.4 建立模型库

在将综合管线BIM进行切图生成二维图纸后，井、沟、承台等二维图符往往与综合管线所需的二维图符不一致。本文对各类模型创建了复合单元，将BIM与特定的二维图符进行关联，保证BIM生成的二维图符满足图纸要求。如图2为制作的承台的复合单元（为方便查看底部二维图符，以线框模式显示），通过切图可直接生成底部所示承台的规范图符表达方式，满足综合管线图纸要求。

图2 承台的复合单元

同时，铁路机辆检修基地室外综合管线模型体量大，但模型种类有限，大多在于几何尺寸的差异及分布位置等差异，因此，本文通过对综合管线中的所有模型进行分类，建立参数化模型库，对数据不同的同一类型模型，通过输入对应的参数，即可快速生成所需模型。另外，对于常用的且模型数据类型不多的模型，建立非参数化模型库，通过直接调用即可快速建模，可对模型进行系统化管理，大幅提高建模效率。

1.5 建模及碰撞调整

1.5.1 室外综合管线建模

铁路机辆检修基地室外综合管线BIM包括站场、建筑、结构、给排水、电缆等多个专业，各专业内又包含多种不同类型的模型，各模型的特点不同，因此，使用的Bentley平台下的软件也不尽相同，各模型使用的软件，如表2所示。

表2 各模型建模使用软件

各模型利用对应的软件进行BIM的创建，创建过程中可使用上文创建的参数化和非参数化模型库，同时需将定义的属性信息、数据信息赋予到BIM中。所有模型建立完成后，即可对管线模型进行组装，形成完整的室外综合管线BIM。

1.5.2 碰撞检测

由于各专业的管线等图纸均是由各专业设计人员独立设计，互相之间并没有进行设计沟通，当所有模型建立完成后，不可避免地会出现模型之间的碰撞，碰撞不仅仅是只有管线与管线之间的碰撞，也会有管线与承台、管线与场坪、井与承台等，因此，需要对模型进行碰撞调整。通过软件的碰撞检测功能对场景内的所有模型进行碰撞检测，并生成碰撞检测报告，如图3所示。

图3 碰撞检测报告

1.6 工程量统计

在室外综合管线的二维图纸中，需要对所有的埋管、沟、井等进行种类、数量、长度的精确统计，并生成统计表格。通过前文将所有BIM的数据信息赋予到对应模型上，再使用ABD软件中的工程量统计功能，新建一个统计编排，选择需要统计的信息，最终可生成所需的Excel统计表。

1.7 制定切图规则

切图规则和Part样式一同控制模型的图纸表达。如使管线的平面图变为以中心线为基准，自定义线型为线型，图层和颜色可指定的“单线”显示样式；使井、沟等用户自定义模型以指定二维图符在图纸上重新表达。若不定义切图规则，前文定义的part样式则无法体现到切图后的二维图纸中。切图规则存储在ABD软件安装目录下的workspace中的*.rul文件中，属于一次编辑、多次调用的文件。