一种给排水重力流地下管道网络自动建模方法与流程

本发明涉及地下管网领域，尤其涉及一种给排水重力流地下管道网络自动建模方法。

背景技术：

1、数字化交付，已经成为当前地下管网(即地下管道网络)工程项目的新要求。当前的给排水地下管网设计，通常由设计人员先采用cad软件绘制地下管网施工图，后期由人工手动建模的方式绘制地下管网三维模型。在施工早期，提供以cad软件绘制的地下管网施工图，在后期提交相应的地下管网三维模型，以同时满足工程项目施工及数字化交付要求。在施工后期，根据施工时所处的施工节点以及上游条件的变化，再由人工以手动方式修改与届时施工节点相对应的cad图纸及给排水地下管网三维模型，以满足整个工程项目施工完成后的数字化交付要求。

2、不过，现有的给排水地下管网模型构建方法存在不足：由于给排水地下管网三维模型(包括重力流管道)的构建均是基于施工阶段早期的cad图纸，完全依靠人工手动搭建模型，在前期阶段，各上游专业条件均不具备，使得后期存在大量的cad图纸修改工作，也将导致模型进行较大的修改；再者，人工手动搭建地下管网三维模型耗时非常长，且由于重力流管道均是坡度管，针对地下管网三维模型修改工作量及难度均较大。人工手动完成模型搭建，不仅耗时较长，且一旦采用三维软件完成建模，将导致在施工阶段的后期占用较大的工作量对给排水地下管网三维模型进行模型修改或者调整，降低设计效率，而且手动建模的方式还会致使出现cad施工图与已构建的给排水地下管网三维模型存在不一致的问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种给排水重力流地下管道网络自动建模方法。

2、本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种给排水重力流地下管道网络自动建模方法，其特征在于，包括如下步骤s1～s9：

3、步骤s1，绘制具有管网系统信息的给排水重力流地下管道网络施工图，且将该管网系统信息导入到给排水重力流地下管道网络三维模型；其中，管网系统信息包括管道信息和井表信息，管道信息包括管道长度、管道口径和管道等级，井表信息包括国标图集号、井编号、井口标高、井地面标高、井的坐标和井类型；

4、步骤s2，读取管网系统信息中的井表信息，并根据该井表信息和选定的坐标系，读取出井在该选定的坐标系内的三维模型建模坐标；

5、步骤s3，将读取到的井表信息所对应的井作为目标井，以及将位于各目标井周围且连接对应目标井的井作为周围连接井，分别形成各目标井与周围连接井之间的井映射关系；其中，每一个井映射关系为目标井与其连接的周围连接井之间的对应关系；

6、步骤s4，以形成的所有井映射关系形成井映射关系列表，且基于该井映射关系列表生成井拓扑关系；

7、步骤s5，对二通井做旋转处理，使得给排水重力流地下管道网络三维模型内各二通井的井口能与其周围连接井的井口对应连接；其中，每一个二通井对应着至少一个周围连接井；

8、步骤s6，根据生成的井拓扑关系，选取三通井的井类型并对选取后的三通井做旋转处理，使得给排水重力流地下管道网络三维模型内各三通井的井口能与其周围连接井的井口相连接；其中，每一个三通井对应着至少一个周围连接井；

9、步骤s7，对给排水重力流地下管道网络三维模型内各井的管口再次做定位与旋转处理，使得需要连接的井间的管口相对，确保管道可以成功连接；

10、步骤s8，根据导入的管网系统信息的井表信息，在smart3d井元件库中调取对应的井型，且在对应的坐标处创建井三维模型，依次重复s3～s7，直到依次绘制完成所有井的三维模型；

11、步骤s9，根据导入的管网系统信息的管道信息，调取smart3d软件管道元件库中的管道，且根据井与井之间的管口坐标，定位调取的该管道的两端坐标，并基于定位所得该管道的两端坐标绘制出三维管道模型，直到绘制完成所有井的三维管道模型。

12、改进地，在所述给排水重力流地下管道网络自动建模方法中，在步骤s1中，通过cad软件或其他二维软件绘制给排水重力流地下管道网络施工图。

13、再改进，在所述给排水重力流地下管道网络自动建模方法中，在步骤s5中，对二通井做旋转处理的过程包括如下步骤a1～a3：

14、步骤a1，根据井与井的连接关系、井的坐标方位，并结合生成的井拓扑关系，得到二通井与连接该二通井的相连井之间的井间连线以及该二通井的井管口延长线；其中，井间连线为该二通井横切面的中心点与相连井横切面的中心点之间的连线，该二通井的井管口延长线为垂直于该二通井的中轴线且经过该二通井的管口中心的直线；

15、步骤a2，计算所得井间连线与对应的井管口延长线之间的夹角；

16、步骤a3，根据计算所得夹角做出判断处理：

17、当该夹角大于45度时，说明当前井口与对应相连井的井口不满足连接条件，则沿同一旋转方向以单次旋转为90度的旋转幅度多次旋转该二通井，直到该二通井的井口与对应相连井的井口之间相互对应；否则，说明当前井口与对应相连井的井口满足连接条件，则不予旋转该二通井。

18、改进地，在所述给排水重力流地下管道网络自动建模方法中，在步骤s6中，对三通井做旋转处理的过程包括如下步骤b1～b3：

19、步骤b1，处理得到三通井与连接该三通井的相连井之间的井间连线以及该三通井的井管口延长线；其中，该井间连线为该三通井横切面的中心点与对应相连井横切面的中心点之间的连线，该三通井的井管口延长线为垂直于该三通井的中轴线且经过该三通井的管口中心的直线；

20、步骤b2，计算所得井间连线与对应的井管口延长线之间的夹角；

21、步骤b3，根据计算所得夹角做出判断处理：

22、当该夹角小于或者等于45度时，说明该井与对应的相连井满足连接条件，不予旋转该三通井；否则，执行如下步骤b31～b33：

23、步骤b31，沿同一旋转方向以单次旋转为90度的旋转幅度多次旋转该三通井；

24、步骤b32，根据多次旋转后的结果做出判断处理：

25、当该三通井在旋转达到360度之前对应的相连井满足了连接条件时，则结束针对该三通井的旋转；否则，转入步骤b33；

26、步骤b33，更换当前三通井的类型，其以更换类型后的井替代步骤b31和步骤b32中的三通井，直到该更换类型后的井与对应的相连井满足连接条件，结束针对该更换类型后的井的旋转。

27、再改进，在所述给排水重力流地下管道网络自动建模方法中，在步骤s7中，对给排水重力流地下管道网络三维模型内各井的管口做旋转处理的过程包括如下步骤：

28、步骤c1，管口角度计算：获取需要相互连接的两个井之间的井间连线与井管口延长线，计算该井间连线与该井管口延长线之间在同一平面上的夹角；

29、步骤c2，管口竖向定位计算：分别根据需要相互连接的两个井中每一个井的井壁处的管道底标高，对应确定每一个井的井管口的竖向高度；

30、步骤c3，根据步骤c1所得夹角以及步骤c2所得竖向高度，确定两个井的井管口的旋转角度，并按照该旋转角度旋转对应的井，使得该需要相互连接的两个井的井管口相连接。

31、与现有技术相比，本发明的优点在于：在该发明的给排水重力流地下管道网络自动建模方法中，通过利用诸如cad这样的二维绘图软件绘制出具有管网系统信息的给排水重力流地下管道网络施工图后，将管网系统信息导入到给排水重力流地下管道网络三维模型内，再以读取管网系统信息中的井表信息形成井映射关系，且以所有井映射关系形成井映射关系列表，且基于该井映射关系列表生成井拓扑关系，然后再对给排水重力流地下管道网络三维模型内的二通井和三通井分别做旋转处理，直到需要连接的井间的管口相对，再最终对应地调取smart3d软件管道元件库中的井型和管道，直到依次绘制完成所有井的三维模型和三维管道模型，从而方便快捷完成给排水重力流地下管道网络的三维模型建模，而且因初期采用二维绘图软件绘制给排水重力流地下管道网络施工图，可以满足根据前期施工节点更改施工图纸，避免后续人工修改绘制三维模型；不仅如此，由于整个给排水重力流地下管道网络自动建模方法可以实现自动建模，能够使得3d软件完全按照二维绘图软件的信息准确绘制，使得最终所得三维模型与二维图软件绘制的施工图相一致，确保了数字化交付过程的数据唯一性和一致性，也避免了人工手动修改三维模型工作，可大幅提高设计效率。