一种基于城轨BIM模型的旋转构件动态智能化展示方法与流程

本发明涉及城市轨道交通设计，尤其涉及一种基于城轨bim模型的旋转构件动态智能化展示方法。

背景技术：

1、bim模型，即建筑信息模型（building information modeling），是一种集成了建筑工程项目在不同阶段的信息数据的三维数字模型。它不仅包含了建筑物的设计几何形状信息，如建筑材料的性能、价格、重量、位置和进度等，而且支持整个项目全生命周期的建设、运营管理和维护。bim模型的创建和使用有助于提高工作效率、减少风险，并促进工程各参与方的协同作业，在城市轨道交通设计中有着广泛的应用基础。

2、城市轨道交通中有各种板卡，也被称为设备板卡，在列车传动系统在线监测装置中发挥着至关重要的作用。它们是控制各类设备运行的“中枢”，例如电源板卡、采集处理板卡、速度板卡、继电器板卡等等，这些板卡共同协作，通过接收传动系统的信号输入，判断其当前状态，并向继电器板卡发出控制信息，从而确保列车传动系统的正常运行和安全性。这些板卡通常都会放置在机柜中，打开可旋转的柜门，可观测到各版本的运行状态。

3、为便于工作人员监测各个换乘站中板卡的实时状态，可通过构建城轨bim模型的方式进行展示，但在城轨bim模型中如何动态展示可旋转的柜门等旋转构件，成为一个必须要解决的问题。

4、因此，亟需一种基于城轨bim模型的旋转构件动态智能化展示方法，用于高效、准确的进行旋转构件的动态展示。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于城轨bim模型的旋转构件动态智能化展示方法，能够高效、准确的动态展示旋转构件，包括以下步骤：

2、步骤s1：获取城轨bim模型中构件个数和每个构件的基本信息，所述基本信息包括构件名称、构件边长、插入点坐标以及构件类型；

3、所述插入点坐标用于表示构件在所述城轨bim模型中插入的位置；

4、所述构件类型包括旋转构件、非旋转构件以及连接构件，所述连接构件用于连接旋转构件和非旋转构件；

5、步骤s2：基于构件的插入点坐标，通过投影重叠比较法，判定与旋转构件有关联关系的连接构件；

6、步骤s3：基于与旋转构件有关联关系的连接构件的插入点坐标进行计算，确定旋转构件的旋转轴坐标；

7、旋转构件围绕所述旋转轴进行旋转；

8、步骤s4：确定旋转构件的旋转角度：比较旋转构件的临界距离和旋转构件与相邻旋转构件的距离，根据比较结果判定旋转构件的旋转角度；所述临界距离表示旋转构件在旋转时的最大宽度；

9、步骤s5：设定动态智能化展示时长：基于构件边长进行计算，得到构件名称为机柜的构件中板卡实插占比，通过所述板卡实插占比和预设动态智能化展示时长阈值，获得所述动态智能化展示时长；

10、步骤s6：在所述动态智能化展示时长内，基于城轨bim模型的旋转构件围绕所述旋转轴旋转、以所述旋转角度进行动态智能化展示。

11、进一步地，所述步骤s2中，基于构件的插入点坐标，通过投影重叠比较法，判定与旋转构件有关联关系的连接构件包括：

12、根据构件的插入点坐标，获得构件在xy面、xz面以及yz面的投影；

13、分别判断每个连接构件在xy面、xz面以及yz面的投影与每个旋转构件在xy面、xz面以及yz面的投影是否均有重合，若在这三个面的投影均有重合，则判定该连接构件为与旋转构件有关联关系的连接构件。

14、进一步地，所述步骤s3中，基于与旋转构件有关联关系的连接构件的插入点坐标进行计算，确定旋转构件的旋转轴坐标包括：

15、确定旋转构件的旋转中心坐标：针对与旋转构件有关联关系的所有连接构件的插入点坐标求取平均值，得到旋转构件的旋转中心坐标；

16、获得旋转构件的旋转轴坐标：将与旋转构件有关联关系的所有连接构件的坐标与所述旋转构件的旋转中心坐标进行方差计算，获得所述旋转构件的旋转轴坐标。

17、进一步地，针对与旋转构件有关联关系的所有连接构件的插入点坐标求取平均值，得到旋转构件的旋转中心坐标，计算公式为：

18、

19、其中，x中心、y中心以及z中心分别为旋转中心在x方向、y方向以及z方向上的坐标值，n为与旋转构件有关联关系的连接构件的个数，xi、yi以及zi为第i个连接构件分别在x、y以及z方向上的插入点坐标值。

20、进一步地，将与旋转构件有关联关系的所有连接构件的坐标与所述旋转构件的旋转中心坐标进行方差计算，获得所述旋转构件的旋转轴坐标包括：

21、基于旋转中心在x方向的坐标值x中心，计算与旋转构件有关联关系的所有连接构件的x插入点坐标值与x中心的方差ax；

22、基于旋转中心在y方向的坐标值y中心，计算与旋转构件有关联关系的所有连接构件的y插入点坐标值与y中心的方差ay；

23、基于旋转中心在z方向的坐标值z中心，计算与旋转构件有关联关系的所有连接构件的z插入点坐标值与z中心的方差az；

24、将方差ax、方差ay以及方差az按照从小到大排序，获得从小到大的方差分别为第一方差、第二方差、第三方差；

25、所述旋转轴平行于第三方差对应的坐标轴，另外两个方向上的坐标分别为第一方差对应的旋转中心的坐标值和第二方差对应的旋转中心的坐标值。

26、进一步地，所述步骤s4中，确定旋转构件的旋转角度，具体包括：

27、从构件的基本信息中得到旋转构件的各边的边长；

28、剔除与旋转轴平行的旋转构件的边长，在旋转构件剩余边长中选取最大的边长作为旋转构件的临界距离；

29、获取旋转构件与相邻旋转构件的距离，比较所述临界距离和旋转构件与相邻旋转构件的距离：

30、若临界距离≥旋转构件与相邻旋转构件的距离，则旋转构件的旋转角度为180°；

31、若临界距离＜旋转构件与相邻旋转构件的距离，则旋转构件的旋转角度为90°。

32、进一步地，所述步骤s2，还包括基于构件的插入点坐标，通过投影重叠比较法，判定与连接构件有关联关系的非旋转构件，具体为：

33、根据构件的插入点坐标，获得构件在xy面、xz面以及yz面的投影；

34、分别判断每个非旋转构件在xy面、xz面以及yz面的投影与每个连接构件在xy面、xz面以及yz面的投影是否均有重合，若在这三个面的投影均有重合，则判定该非旋转构件为与连接构件有关联关系的非旋转构件；

35、基于与旋转构件有关联关系的连接构件和与连接构件有关联关系的非旋转构件，获得与旋转构件有关联关系的非旋转构件。

36、进一步地，所述步骤s5中，设定动态智能化展示时长，具体包括：

37、步骤s51：在与同一个旋转构件有关联关系的非旋转构件中，获取构件名称为板卡的构件中实插板卡的数量b；

38、步骤s52：在与同一个旋转构件有关联关系的非旋转构件中，分别获取构件名称为机柜的构件的最大边长l1和构件名称为板卡的构件的最小边长l2，计算最大边长l1和最小边长l2的比值，即为机柜中可容纳板卡数量a；

39、步骤s53：根据实插板卡的数量b和机柜中可容纳板卡数量a，计算所述板卡实插占比，计算公式为：；

40、步骤s54：通过所述板卡实插占比和预设动态智能化展示时长阈值，获得所述动态智能化展示时长t，公式如下：

41、t=板卡实插占比×t阈值

42、式中，t阈值为预设的动态智能化展示时长阈值。

43、本发明还提供一种基于城轨bim模型的旋转构件动态智能化展示系统，用于执行上述任一项所述的一种基于城轨bim模型的旋转构件动态智能化展示方法，所述智能化展示系统包括：

44、构件基本信息获取模块，用于获取城轨bim模型中构件个数和每个构件的基本信息，所述基本信息包括构件名称、构件边长、插入点坐标以及构件类型；

45、关联关系确认模块：与所述构件基本信息获取模块连接，用于基于构件的插入点坐标，通过投影重叠比较法，判定与旋转构件有关联关系的连接构件；

46、旋转轴计算模块：与所述关联关系确认模块连接，用于基于与旋转构件有关联关系的连接构件的插入点坐标进行计算，确定旋转构件的旋转轴坐标；

47、旋转角度判定模块：与所述旋转轴计算模块连接，用于比较旋转构件的临界距离和旋转构件与相邻旋转构件的距离，根据比较结果判定旋转构件的旋转角度；

48、动态智能化展示时长设定模块：与所述旋转角度判定模块连接，用于基于构件边长进行计算，得到构件名称为机柜的构件中板卡实插占比，通过所述板卡实插占比和预设动态智能化展示时长阈值，获得所述动态智能化展示时长；

49、动态智能化展示模块：与所述动态智能化展示时长设定模块连接，用于在所述动态智能化展示时长内，基于城轨bim模型的旋转构件围绕所述旋转轴旋转、以所述旋转角度进行动态智能化展示。

50、本发明实施例具有以下技术效果：

51、1.本发明中基于城轨bim模型的旋转构件进行动态智能化展示时，从构件的基本信息中获取构件的插入点坐标，通过投影重叠比较法，判定与旋转构件有关联关系的连接构件，由此获得的旋转构件与连接构件的关联关系更加准确，在旋转构件进行动态智能化展示时精确度更高。

52、2.旋转构件围绕所述旋转轴进行旋转，通过对与旋转构件有关联关系的所有连接构件的插入点坐标求取平均值，得到旋转构件的旋转中心坐标，将与旋转构件有关联关系的所有连接构件的坐标与所述旋转构件的旋转中心坐标进行方差计算，获得所述旋转构件的旋转轴坐标。先确定旋转中心，再由旋转中心获得旋转轴坐标，旋转轴精准确定后，又能够进一步提升旋转构件进行动态智能化展示时的精确度。

53、3.旋转构件进行动态智能化展示时的旋转角度，由旋转构件的临界距离和旋转构件与相邻旋转构件的距离的比较结果确定，综合考虑了旋转构件的自身边长和与相邻旋转构件之间的距离，由此确定的旋转角度，具有合理性和可实施性。

54、4.旋转构件进行动态智能化展示需要设定展示时长，本技术在确定展示时长时，在预设动态智能化展示时长阈值的基础上，兼顾机柜的板卡实插占比，根据板卡实插占比动态调整展示时长，结合实际情况，提升了合理性。