基于建筑信息模型的碰撞檢查軟件在水運工程中的應用

唐杰文 盧偉

【摘 要】 為提高建筑信息模型（BIM）重要應用點碰撞檢查軟件的精確度，減少碰撞結果分析的工作量，結合水運工程應用的教訓，總結出一套碰撞模型的分類和建模中心文件的結構劃分規則，得出水運工程碰撞檢查的6個實施步驟：項目中心文件的結構搭建及模型的建立、模型文件的導出、“粗略”碰撞、“詳細”碰撞、碰撞問題的分析、碰撞問題的反饋。

【關鍵詞】 BIM；碰撞檢查；碰撞模型分類；模型中心文件的結構

0 引 言

近年來建筑信息模型（Building Information Model，BIM）在水運工程應用中得到了較快的發展，作為BIM重要應用點碰撞檢查軟件能夠很好地解決水運工程設計中的多專業、多建筑物相交和復雜結構設計中的錯、漏、碰和缺等問題。BIM的主要建模軟件Revit可以粗略地分析BIM的碰撞問題，碰撞檢查軟件Navisworks可以對BIM進行更為細致詳實的碰撞檢查。

碰撞檢查軟件從功能上可以分為硬碰撞和軟碰撞（間隙碰撞）。硬碰撞泛指模型之間的相交和重疊，這一類碰撞比較直觀，對設計的專業知識要求不高。軟碰撞主要指模型之間的間距小于規定的最小間距，這類碰撞與設計規范要求和工程的實際情況等有關，對設計的專業知識要求較高。

還有一類碰撞叫動碰撞，指模型運動狀態下的碰撞，如機械設備的運行、船舶的運行和預制構件的吊裝等過程中可能產生的碰撞。[1] 在實際的工程中，動碰撞是碰撞檢查中非常重要的關鍵點，因為其往往關系到設備的正常運行、船舶的正常通行和預制構件的正常施工等。[2] 碰撞檢查軟件已經具備非常完善的功能。

但是，BIM碰撞檢查軟件在實際應用中還存在以下兩個主要問題：（1）缺少分類標準，一次性的碰撞會產生大量的無規律的碰撞點，不利于碰撞算法的精確和高效修改；（2）建模時，模型中心文件的鏈接文件和工作集劃分對后期碰撞檢查應用考慮不足，導致模型從Revit軟件導入Navisworks軟件工作量較大。為了解決以上兩個問題，結合水運項目應用，總結出一套BIM碰撞檢查模型的分類和模型中心文件的結構劃分規則，供類似工程參考。

1 碰撞檢查模型的分類

BIM是通過三維設計軟件，采用數字化信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息的一種模型。[3] 運用基于BIM的協同設計方式，設計組可以更高質量地完成設計，擁有更高效的工作流程，實時共享各個設計員、各個專業設計成果。在碰撞檢查實施的過程中，無規則的碰撞檢查模型分類降低模型碰撞檢查的精確度，消耗大量的碰撞結果的分析時間，嚴重影響后處理的效率。因此，進行碰撞檢查模型的分類在碰撞檢查中至關重要。

碰撞檢查模型的分類總體原則為不同區域與不同專業組合，此分類原則將有效提高碰撞檢查的精確度和降低后處理的工作量。同時，應恰當地選擇分類標準，過粗的分類會降低精確度，過細的分類會增加工作量。

按區域從大到小分為項目―單體―分部工程。按不同區域分為分部工程間的碰撞、單體間的碰撞；按不同專業分為專業內的碰撞、專業間的碰撞；另外有特殊要求的模型需要進行動碰撞檢查，如預制構件的吊裝、機械設備的運行和船舶的航行，以及周圍模型的碰撞。碰撞檢查模型的分類見圖1。

2 模型中心文件結構

建立模型中心文件是為了讓設計團隊的工作人員能夠協同共享地開展工作。項目總體中心文件的結構應考慮工作的便利，能提高設計人員的工作效率，而采用鏈接中心文件或項目文件的方式，能夠讓當前建模的文件容量不太大，模型運行流暢；后期Revit軟件的文件需要導入Navisworks軟件進行碰撞檢查，無規則的模型中心文件結構將增加模型導出的工作量。因此，符合后續碰撞檢查要求的模型中心文件結構十分重要。

項目中心文件的結構分為五級目錄，目錄劃分原則與碰撞檢查分類對應，考慮按區域和按專業的劃分原則。按區域建立項目總體、單體和分部工程的中心文件，中心文件采用鏈接的方式聯系。分布工程后考慮專業劃分，專業采用鏈接項目文件的方式聯系。各個專業由構件組成，構件為建模的基本元素，并在各專業項目文件中建立，具體劃分見圖2。

3 碰撞檢查的實施

根據項目中心文件的結構劃分和碰撞檢查模型的分類，可以總結出水運工程碰撞檢查的實施主要分為以下6個步驟。

（1）項目中心文件的結構搭建及模型的建立。碰撞檢查的準備階段是基礎階段。模型中心文件的結構設計與碰撞檢查分類擬合度不高，會增加模型的導入導出的工作量。因此，做好基礎，建好模型，后續的碰撞檢查將會更加順暢，大大提高效率和準確度。

（2）模型文件的導出。按碰撞檢查模型的分類，將各分類模型從Revit軟件中導出，并導入Navisworks軟件進行碰撞檢查。

（3）“粗略”碰撞。“粗略”碰撞并不是不詳細的碰撞，它是指項目的單體與單體之間、分部工程與分部工程之間的碰撞，主要任務是剔除粗大的單體間和分部工程間的碰撞問題。單體間和分部工程間的“粗略”碰撞矩陣分別見表1、表2。

（4）“詳細”碰撞。“詳細”碰撞是指項目分部工程的專業間和專業內的碰撞，同時也包含特殊要求的模型在動態下的碰撞，其主要任務為檢查各分部工程下的專業內、專業間和特殊要求模型的動碰撞問題。分部工程間的“詳細”碰撞矩陣分別見表3、表4。

（5）碰撞問題的分析。碰撞結果文件輸出后，雖然已進行了碰撞檢查模型的分類，但輸出結果文件中仍然會有無效碰撞點。無效碰撞點是指不影響設計和施工的碰撞點，對實際工程影響非常微小，可以忽略。因此，在分析碰撞結果時可剔除無效碰撞點。

（6）碰撞問題的反饋。通過上述過程，校審人員對碰撞結果中不同的有效碰撞點提出修改意見，并反饋給相應的模型設計人員進行修改，完善BIM設計模型。

以上6個步驟是一個循環的過程，若在進行多次碰撞檢查后，不再發現有效的碰撞點，可以認為模型的碰撞檢查完成。

4 結 語

（1）按區域和專業劃分碰撞檢查模型能節約碰撞結果的分析時間，提高碰撞結果的處理效率和精確度。

（2）模型中心文件結構與碰撞檢查模型的分類對應，能快速方便地導出適應碰撞檢查的模型文件，提高模型的導出效率。

（3）碰撞檢查實施采用先“粗”后“細”的碰撞步驟，能有效防止漏碰，同時能快速對碰撞問題作出分析，區分有效和無效碰撞點，提高碰撞檢查效率。

參考文獻：

[1] 曾東海，周文瓊.基于BIM技術的碰撞檢查軟件的研究與設計[J].江西師范大學學報，2016（3）：312-317.

[2] 李廣輝，鄧恩華，顧晨光，等.裝配式建筑結構BIM碰撞檢查與優化[J].建筑技術，2016（7）：645-647.

[3] 中華人民共和國住房和城鄉住建部.建筑信息模型應用統一標準（GB/T 51212―2016）[S].2001.