预制板式整体道床轨道结构BIM快速建模方法及其装置与流程

预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法及其装置
技术领域
1.本技术涉及城市轨道交通轨道工程bim建模技术领域，尤其涉及预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法及其装置。


背景技术：

2.城市轨道交通为采用轨道结构进行承重和导向的车辆运输系统，依据城市交通总体规划的要求，设置全封闭或部分封闭的专用轨道线路，以列车或单车形式，运送相当规模客流量的公共交通方式。
3.城市轨道交通是城市公共交通的骨干，轨道结构设计是城市轨道交通的第一步。然而，目前轨道结构设计仍然停留在二维设计阶段，存在以下的局限和不足：
4.1)设计图纸仍为cad绘制的二维设计图纸，不如三维模型看的直观。
5.2)当轨道结构尺寸发生改变时，平面图和立面图均需更改设计，无法进行联动修改。


技术实现要素：

6.本技术提供预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法及其装置，以解决现有技术中轨道结构设计缺乏直观性和联动性的问题。
7.为解决上述技术问题，本技术提出一种预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法，包括：根据线路平面和纵断面数据，生成空间三维线路用于轨道结构的放样；根据空间三维线路进行钢轨的建模与放样，获得钢轨三维模型；选定扣件类型，并建立扣件模型组装族；根据预制板的实际几何尺寸建立预制板模型族；根据扣件模型组装族和预制板模型族建立扣件-预制轨道板自适应构件；创建自适应点，进行全线几何构件的放样。
8.可选地，根据扣件模型组装族和预制板模型族建立扣件-预制轨道板自适应构件之后，包括：通过修改扣件-预制轨道板自适应构件的参照点来创建自适应点，在绘制模型时通过捕捉自适应点而生成的几何构件。
9.可选地，线路平面和纵断面数据包括坐标、曲线半径、断链、坡度、竖曲线半径。
10.可选地，扣件模型组装族包括弹条、轨距块、轨下垫板、铁垫板和螺栓。
11.为解决上述技术问题，本技术提出一种预制板式整体道床轨道结构bim快速建模装置，包括：空间三维线路模块，用于根据线路平面和纵断面数据，生成空间三维线路用于轨道结构的放样；钢轨三维模型模块，用于根据空间三维线路进行钢轨的建模与放样，获得钢轨三维模型；扣件模型组装族模块，用于选定扣件类型，并建立扣件模型组装族；预制板模型族模块，用于根据预制板的实际几何尺寸建立预制板模型族；输出模块，用于根据扣件模型组装族和预制板模型族建立扣件-预制轨道板自适应构件；放样模块，用于创建自适应点，进行全线几何构件的放样。
12.可选地，放样模块还用于通过修改扣件-预制轨道板自适应构件的参照点来创建自适应点，在绘制模型时通过捕捉自适应点而生成的几何构件。
13.可选地，线路平面和纵断面数据包括坐标、曲线半径、断链、坡度、竖曲线半径。
14.可选地，扣件模型组装族包括弹条、轨距块、轨下垫板、铁垫板和螺栓。
15.为解决上述技术问题，本技术提出一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器连接处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法。
16.为解决上述技术问题，本技术提出一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被执行时实现上述的预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法。
17.本技术提出预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法及其装置，首先根据线路的平面和纵断面数据，生成空间三维线路用于放样，以该线路为基准进行轨道结构中钢轨、扣件、轨道板的建模放样，最终生成完整的轨道结构模型，该模型可进一步与隧道、桥梁的bim模型进行合模，生成完整的轨道交通模型。利用该模型可直观的查看钢轨、扣件、轨道板、水沟的空间位置、构造尺寸等是否满足工程要求，而且通过更新线路数据即可完成对模型的修改，可提取任意位置的断面进行平面出图。该模型可输入设备的非几何信息，包括生产厂家、材质等，为后期运营维护提供资料支撑。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本技术预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法一实施例的流程示意图；
20.图2是本技术一实施例中60轨钢轨截面的示意图；
21.图3是本技术一实施例扣件浮置板自适应模型的示意图；
22.图4是进行全线几何构件放样完成后的效果图；
23.图5是图4效果图的局部细节图；
24.图6是本技术预制板式整体道床轨道结构bim快速建模装置一实施例的结构示意图；
25.图7是本技术电子设备一实施例的结构示意图；
26.图8是本技术计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。
具体实施方式
27.为使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术所提供预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法及其装置进一步详细描述。
28.本技术提出一种预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法，请参阅图1，图1是本技术预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法一实施例的流程示意图，在本实施例中，预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法可以包括步骤s110～s160，各步骤具体如下：
29.s110：根据线路平面和纵断面数据，生成空间三维线路用于轨道结构的放样。
30.在本步骤中，生成空间放样路径。根据线路专业的平面、纵断面数据，生成空间三维线路用于轨道结构的放样。线路数据包括坐标、曲线半径、断链、坡度、竖曲线半径等。
31.s120：根据空间三维线路进行钢轨的建模与放样，获得钢轨三维模型。
32.在本步骤中，是钢轨的建模与放样。以60轨举例，根据60轨实际截面，以轨顶为原点1(x＝0,y＝0)依次选取27个钢轨截面尺寸关键定位点，如表1所示，连接所有的点将组成一个闭合的钢轨断面，如图2所示。
33.表1 60轨钢轨截面关键定位点
[0034][0035][0036]
其中“x＝0,y＝0”代表此位置在特定里程的剖面上正好位于线路上，没有偏差。
[0037]
对于某一特定里程位置，根据线路中心线、轨道结构高度、确定设计轨顶面，再结合钢轨轨距，可确定左右钢轨与与线路中心的相对位置。
[0038]
按照线路的平面、纵断面数据形成的三维空间线路，设计好的钢轨截面按规定的路径进行扫掠放样，即可完成钢轨三维建模。
[0039]
s130：选定扣件类型，并建立扣件模型组装族。
[0040]
在本实施例中，可以在revit软件中建立扣件模型组装族。所述族中扣件类型包括城市轨道交通用弹条ⅰ、弹条ⅱ、弹条iii分开式扣件、wj-2a型扣件等，均按照实际构件组成进行建模，包括弹条、轨距块、轨下垫板、铁垫板、螺栓等。
[0041]
s140：根据预制板的实际几何尺寸建立预制板模型族。
[0042]
与步骤s130相类似，可以在revit软件中根据预制板的实际几何尺寸建立模型族。
[0043]
s150：根据扣件模型组装族和预制板模型族建立扣件-预制轨道板自适应构件。
[0044]
s160：创建自适应点，进行全线几何构件的放样。
[0045]
在revit中，建立扣件-预制轨道板自适应构件。通过修改参照点来创建自适应点，在绘制模型时通过捕捉这些点而生成的几何构件。
[0046]
沿线路中心线，确定每个单元预制板的长度为el，也即模型放样时每隔el的长度自动拾取一个断面进行计算，实现超高姿态和平面姿态的布置。所述el根据计算机的计算能力确定，el越小，模型建立越精细。
[0047]
每个单元扣件-预制板组合模型中，在线路中心线投影点(普通道床的pob点)作十字坐标系(单位取mm)，x轴为垂直于线路方向的轴线，y轴为线路敷设方向的轴线。在此十字坐标系上取(-d,0)放置自适应点1，取(d,0)放置自适应点2，用于控制扣件浮置板模型沿线路方向横向的超高姿态(平面曲线)。在此十字坐标系上取(0,d)或(0，-d)放置自适应点3，用于控制扣件浮置板模型沿线路方向纵向的平面姿态(竖曲线)，如图3所示。
[0048]
请参阅图4-图5，图4是进行全线几何构件放样完成后的效果图，图5是图4效果图的局部细节图。
[0049]
可选地，在步骤s150：根据扣件模型组装族和预制板模型族建立扣件-预制轨道板自适应构件之后，还可以包括步骤s170，具体地：
[0050]
s170：通过修改扣件-预制轨道板自适应构件的参照点来创建自适应点，在绘制模型时通过捕捉自适应点而生成的几何构件。
[0051]
实例：隔离式浮置板放样实施例：
[0052]
隔离式浮置板整体道床浮置板间距为el＝3600mm，在程序沿线路布设区段扣件浮置板模型的过程中，每3.6m自动拾取一个断面，pob点始终位于距离线路中心线-245mm处，pob点与自适应点3形成的直线与此处线路中心的切线平行，距离亦为-245mm，从而实现控制扣件浮置板模型沿线路方向纵向的平面姿态(竖曲线)的功能，自适应1和2形成的直线以pob点偏移点(-245mm)为旋转中心，点1和点2偏移h/2，从而实现控制扣件浮置板模型沿线路方向横向的超高姿态(平面曲线)的功能。程序依次读取并驱动线路区段中扣件轨枕自适应模型的3个自适应点实现在扣件浮置板沿三维开间线路方向的自动布设功能。
[0053]
在其他的一些实施例中，还可以完善非几何信息。例如，对模型的钢轨、扣件弹条、扣件垫板、轨道板等进行非几何信息的输入。非几何信息包括：钢轨型号、扣件型号、设计单位、生产单位、混凝土等级等内容。
[0054]
综上，本技术首先根据线路的平面、纵断面数据，生成空间三维线路用于放样，以该线路为基准进行轨道结构中钢轨、扣件、轨道板的建模放样，最终生成完整的轨道结构模型，该模型可进一步与隧道、桥梁的bim模型进行合模，生成完整的轨道交通模型。
[0055]
利用该模型可直观的查看钢轨、扣件、轨道板、水沟的空间位置、构造尺寸等是否满足工程要求，而且通过更新线路数据即可完成对模型的修改，可提取任意位置的断面进行平面出图。该模型可输入设备的非几何信息，包括生产厂家、材质等，为后期运营维护提供资料支撑。
[0056]
基于上述的预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法，本技术还提出一种预制板式整体道床轨道结构bim快速建模装置，请参阅图6，图6是本技术预制板式整体道床轨道结构bim快速建模装置一实施例的结构示意图，在本实施例中，预制板式整体道床轨道结构bim快速建模装置可以包括空间三维线路模块210、钢轨三维模型模块220、扣件模型组装族模块230、预制板模型族模块240和输出模块250。
[0057]
空间三维线路模块210，用于根据线路平面和纵断面数据，生成空间三维线路用于轨道结构的放样；
[0058]
钢轨三维模型模块220，用于根据空间三维线路进行钢轨的建模与放样，获得钢轨三维模型；
[0059]
扣件模型组装族模块230，用于选定扣件类型，并建立扣件模型组装族；
[0060]
预制板模型族模块240，用于根据预制板的实际几何尺寸建立预制板模型族；
[0061]
输出模块250，用于根据扣件模型组装族和预制板模型族建立扣件-预制轨道板自适应构件；
[0062]
放样模块260，用于创建自适应点，进行全线几何构件的放样。
[0063]
可选地，放样模块260还用于通过修改扣件-预制轨道板自适应构件的参照点来创建自适应点，在绘制模型时通过捕捉自适应点而生成的几何构件。
[0064]
可选地，线路平面和纵断面数据包括坐标、曲线半径、断链、坡度、竖曲线半径。
[0065]
可选地，扣件模型组装族包括弹条、轨距块、轨下垫板、铁垫板和螺栓。
[0066]
基于上述的预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法，本技术还提出一种电子设备，如图7所示，图7是本技术电子设备一实施例的结构示意图。电子设备300可以包括存储器31和处理器32，存储器31连接处理器32，存储器31中存储有计算机程序，计算机程序被处理器32执行时实现上述任一实施例的方法。其步骤和原理在上述方法已详细介绍，在此不再赘述。
[0067]
在本实施例中，处理器32还可以称为cpu(central processing unit，中央处理单元)。处理器32可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器32还可以是通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0068]
基于上述的预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法，本技术还提出一种计算机可读存储介质。请参阅图8，图8是本技术计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。计算机可读存储介质400上存储有计算机程序41，计算机程序41被处理器执行时实现上述任一实施例的方法。其步骤和原理在上述方法已详细介绍，在此不再赘述。
[0069]
进一步的，计算机可读存储介质400还可以是u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存储器(random access memory，ram)、磁带或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0070]
本技术公开了预制板式整体道床轨道结构bim快速建模方法及其装置，其中建模方法包括：根据线路平面和纵断面数据，生成空间三维线路用于轨道结构的放样；根据空间三维线路进行钢轨的建模与放样，获得钢轨三维模型；选定扣件类型，并建立扣件模型组装族；根据预制板的实际几何尺寸建立预制板模型族；根据扣件模型组装族和预制板模型族建立扣件-预制轨道板自适应构件；创建自适应点，进行全线几何构件的放样。通过上述方式，本技术结合bim技术，可实现整体道床轨道结构的精确、快速建模。具有可视化、协调性和优化性能高的特点。
[0071]
可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。文中所使用的步骤编号也仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属
于本技术保护的范围。
[0072]
本技术中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0073]
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0074]
以上所述仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。