一种应用于三维智能辅助设计的信息模型构建方法与流程

本发明涉及电网信息模型辅助设计领域，更具体地说是一种应用于三维智能辅助设计的信息模型构建方法。

背景技术：

为实现电网数字化设计构想，建立了企业内部数字化框架体系，现多数电网在设计中采用高度真实的三维建模，使用该建模方式的模型包含的属性信息、模型颗粒度等数据。采用高度真实的三维模型（以下简称高真三维模型）不仅工作量大、建模难度高，导致增加较多设计工作量和设计成本，在后续工程施工阶段、运维阶段等全寿命周期环节中应用度较低。而且每个电网工程重复性建模，工作量较大，效率低。

因此，急需解决如何让高度真实的三维模型数据在后续工程中得到有效利用，以及在后续电网工程建模中的再利用的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种应用于三维智能辅助设计的信息模型构建方法。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案得以实现：一种应用于三维智能辅助设计的信息模型构建方法，用于构建电网模型，所述电网模型由多个子模型构建而成，所述子模型在不同的设计阶段或不同工程阶段呈现与该阶段对应的模态，该模态包括真象模态、具象模态和抽象模态；所述真相模态包括高真三维模型和低真三维模型；所述高真三维模型具有和实物相同的结构、材料属性、及表面纹理，通过三维软件对实物建模、渲染生成；所述低真三维模型具有和实物相同的结构，通过建模或者对高真三维模型轻量化处理后生成；所述具象模态由线条结构呈现，通过对低真三维模型线条化处理后生成；所述抽象模态是由带立体结构的符号或图形构成，通过对具象模态简化后生成；所述电网模型内诸多子模型的低真三维模型、及其对应的具象模态和抽象模态构建成标准模型库；所述用于辅助电网模型设计的方法包括，通过电网模型内各子模型的高真三维模型来构建或扩充标准模型库；通过运用标准模型库来辅助电网设计并转化成对应电网模型的高真三维模型。

上述技术方案，通过将电网模型内各子模型的高真三维模型转化成低真三维模型、具象模态和抽象模态，构建标准模型库，一方面能够有效利用高真三维模型的数据，为后续工程阶段生成其他模态的模型，让高度真实的三维模型数据在后续工程中得到有效利用；另一方面，构建的标准模型库，能够为下一电网工程设计提供帮助，辅助电网模型设计过程，减少电网模型在建立高真三维模型时的工作量。

本发明进一步优选方案为：所述通过电网模型内子模型的高真三维模型来构建或扩充标准模型库的步骤包括,步骤a1:将构成电网模型的子模型的高真三维模型分别转化成低真三维模型；步骤a2:对转化后的各子模型的低真三维模型进行多级分类并按照分类级别进行标记；步骤a3:在标准模型库中按照对应的分类级别分别搜索步骤2中各低真三维模型的分类标记；若标准模型库中没有该分类标记，则进行步骤a4，直到标准模型库中包含电网模型中所有子模型的低真三维模型，完成对标准模型库的构建或扩建；步骤a4:在标准模型库中新增该级别分类标记并收录对应该标记的低真三维模型。

本发明进一步优选方案为：所述高真三维模型是通过3dmax软件实景建模与渲染而成，在储存是分别形成模型文件hreal.aim及材质报表文件；所述低真三维模型是通过3dmax软件对高真三维模型轻量化处理而成，在储存时形成模型文件lreal.aim。

本发明进一步优选方案为：通过3dmax软件对高真三维模型或低三维模型轻量化处理时还生成代表具象模态的模型文件rep.aim和代表抽象模态的模型文件abs.aim。

本发明进一步优选方案为：所述模型文件lreal.aim配合材质报表文件在3dmax软件中能反向转化成模型文件hreal.aim。

综上所述，本发明具有以下有益效果：一方面能够有效利用高真三维模型的数据，为后续工程阶段生成其他模态的模型，让高度真实的三维模型数据在后续工程中得到有效利用；另一方面，构建的标准模型库，能够为下一电网工程设计提供帮助，辅助电网模型设计过程，减少电网模型在建立高真三维模型时的工作量。

附图说明

图1是本发明中各模型构建路径示意图。

图2是一种变电设备的高真三维模型。

图3是一种变电设备的低真三维模型。

图4是一种变电设备的具象模态。

图5是一种变电设备的抽象模态。

图6是本发明中构建的标准模型库的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

本发明提供了一种应用于三维智能辅助设计的信息模型构建方法，用于构建电网模型，电网模型由多个子模型构建而成，子模型包括站点设备模型和输电线路模型。

子模型在不同的设计阶段或不同工程阶段呈现与该阶段对应的模态，该模态包括真象模态、具象模态和抽象模态。

真相模态包括高真三维模型和低真三维模型。高真三维模型具有和实物相同的结构、材料属性、及表面纹理，通过三维软件对实物建模、渲染生成。低真三维模型具有和实物相同的结构，通过建模或者对高真三维模型轻量化处理后生成。具象模态由线条结构呈现，通过对低真三维模型线条化处理后生成。抽象模态是由带立体结构的符号或图形构成，通过对具象模态简化后生成。

电网模型内诸多子模型的低真三维模型、及其对应的具象模态和抽象模态构建成标准模型库。用于辅助电网模型设计的方法包括通过电网模型内各子模型的高真三维模型来构建或扩充标准模型库，以及通过运用标准模型库来辅助电网设计并转化成对应电网模型的高真三维模型。

通过电网模型内子模型的高真三维模型来构建或扩充标准模型库的步骤包括,

步骤a1:将构成电网模型的子模型的高真三维模型分别转化成低真三维模型；

步骤a2:对转化后的各子模型的低真三维模型进行多级分类并按照分类级别进行标记；

步骤a3:在标准模型库中按照对应的分类级别分别搜索步骤2中各低真三维模型的分类标记；若标准模型库中没有该分类标记，则进行步骤a4，直到标准模型库中包含电网模型中所有子模型的低真三维模型，完成对标准模型库的构建或扩建；

步骤a4:在标准模型库中新增该级别分类标记并收录对应该标记的低真三维模型。

如图1-5所示，在上述步骤中，高真三维模型是通过3dmax软件实景建模与渲染而成，在储存是分别形成模型文件hreal.aim及材质报表文件。低真三维模型是通过3dmax软件对高真三维模型轻量化处理而成，在储存时形成模型文件lreal.aim。

通过3dmax软件对高真三维模型或低三维模型轻量化处理时还生成代表具象模态的模型文件rep.aim和代表抽象模态的模型文件abs.aim。

模型文件lreal.aim配合材质报表文件在3dmax软件中能反向转化成模型文件hreal.aim。

在后续设计过程中，可通过3dmax软件将模型轻量化处理形成lreal.aim（低真三维模型）或rep.aim（具象模态）并导出dwg，导出的模型及hreal.aim级别材质报表文件共同用于其它平台如revit进行三维设计。三维设计完毕后，设计成果包括材质报表文件可通过dwg或fbx格式导入3dmax软件进行自动渲染，方便后续施工、运维等阶段应用。

如图6所示，示出了高真三维模型、低真三维模型、具象模态和抽象模态之间的关系。每个子模型能形成三个模态，工程aim（电网模型）是多个子模型通过转化轻量化进行设计，形成整体（即形成电网模型的模型文件lreal.aim）然后再转化成模型文件hreai.aim。

例如变压器在抽象模态下以带立体结构的符号或图形表示，（如图5），由于采用带立体结构的符号或图形来表示，其电缆能够在空间内按照高度分层，当多个设备之间的线路需要交叉时，也能够在空间上分层走线，因此相比于平面图纸能够显示更多的信息。

在不同电压等级、不同工作类型下变压器的具象模态也不同，同样的变压器因设备厂商不用，即使同一型号，外貌也存在略微差别，因此同一具象模态下的变压器，其低真三维模型和高真三维模型也相同。同理，其他设备也是如此，因此各设备之间不同模态下对应关系参考图2-5。

通过运用标准模型库来辅助电网设计并转化成对应电网模型的高真三维模型的步骤包括，

步骤b1：在标准模型库中选取构建电网模型所需的子模型的具象模态或抽象模态并将其组成具象模态或抽象模态的电网模型；

步骤b2：根据工程需求确定各子模型的类型及参数，逐一在标准模型库中选择符合该类型及参数的低真三维模型替换电网模型中子模型的具象模态或抽象模态；若标准模型库准缺失该类型及参数的低真三维模型，则对标准模型库中缺失的低真三维模型进行建模；直至电网模型中各子模型的具象模态或抽象模态均被替换；

步骤b3：对电网模型中各子模型的低真三维模型的零部件设定材料属性、及表面纹理参数后，进行高精度渲染生成高真三维模型。

在步骤b2中符合的含义包括完全符合和近似符合，近似符合是指类型和参数的重合度达到规定的数值；完全符合时，直接用标准库中的低真三维模型替换对应的具象模态或抽象模态；近似符合时，选择标准库中重合度最高的低真三维模型，对其进行修改。

对步骤b2中建模或修改的低真三维模型，在标准模型库中逐一新增对应该分类级别的标记并录入低真三维模型。

其中，输电线路模型包括电缆模型和铁塔模型。对输电线路模型的低真三维模型线条化处理方法如下，

步骤c1：忽略低真三维模型中各零部件的色彩；

步骤c2：对线缆模型简化，多个相互平行且间距在x范围内的一组线缆，以一条线缆替代；

步骤c3：对铁塔模型简化，将构成铁塔的钢材线条化，以线段等长的线段替代具有体积的钢材，忽略体积小于y的零部件。

对输电线路模型的的具象模态简化处理方法如下，

步骤d1：对铁塔的具象模态再精简，以竖直的线段替代；

步骤d2：对铁塔上的各线缆具象模态进行分组，各组线缆的具象模态于竖直方向上依次排列。