基于BIM技術的既有管線快速建模研究與應用

潘飛 上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司

1.引言

隨著經濟社會的不斷發展，既有地下管線的改遷成為城市基礎設施更新中面臨著的一個重要難題。而對于老城區而言，地下管線更是密布，錯綜復雜，再加上權屬單位的不同，給管線的管理帶來了嚴重的困擾。另一方面，由于傳統二維物探管線成果的精確性問題，常常給施工過程帶來各種誤判，造成停水停電等事故，嚴重影響了居民的生活和工作，也嚴重影響了主體工程的實施進度。

本文以徐州市奎河綜合整治項目為例，基于物探工作所獲取的各類管線數據，通過商業程序和二次開發兩種方法快速創建既有管線三維信息模型，從而為現狀管線的遷改提供安全可靠、經濟合理以及施工簡便的可視化指導依據，同時也為關聯工程的設計、施工和管理提供參考依據。

2.工程概況

徐州市奎河綜合整治項目位于徐州市云龍區及泉山區，河道長度約9.325km。現狀兩岸市政管線齊全，管線布置密集，包括電力、路燈、通信、燃氣、熱力、供水、雨水、污水等八大類管線，通過物探技術，測得各類地下管線共計約112.1km，如表1所示。

3.基于BIM技術的快速建模原理

本文中的既有管線快速建模首先建立在物探工作的基礎上，通過物探工作獲得現狀管線的基本數據，如管線起點終點坐標、高程、埋深以及管徑等，一般此類數據以Excel表格形式存放；在此基礎上，然后進行數據的預處理，即數據復核與修改，復核主要通過篩選異常值進行，修改可通過相鄰點插值進行計算；將經過預處理的數據導入模型創建模塊，可選擇商業程序或二次開發來進行管線的創建；最后應用各種模型檢查手段對管線模型進行糾偏，進而進行最終的綜合展示。實現原理如圖1 所示。

4.快速建模

4.1 基于商業程序的實現

鴻業管立得是一款三維智能管線設計系統，包括給排水、燃氣、電力、熱力、通信等模塊。三維管線成果可以進行漫游操作和三維發布，實現三維漫游交互、場景管理、施工模擬等功能，滿足規劃設計人員在概念設計、初步設計和詳細設計等不同設計階段的需求。本文中以管立得2018為建模平臺，通過自動布管模塊將Excel數據導入，進而創建三維管線模型，如圖2中所示。

表1 奎河現狀管線統計

圖1 既有管線快速建模實現原理

圖2 鴻業管線BIM模型成果

圖3 Dynamo自定義節點展示

圖4 Dynamo二次開發模型成果

圖5 結合傾斜攝影的管線綜合展示

4.2 基于二次開發的實現

Revit Dynamo是一款集成了數據和邏輯環境的圖形算法編輯器，它能夠擴展Revit創建建筑信息建模的能力。設計人員可以通過定義程序流程以及編寫程序代碼，實現參數化方案設計、自動化模型創建以及模型自我檢查的工作流，從而大大的提高設計效率，節約設計成本。根據第二節中的實現原理，本文以Dynamo為二次開發平臺，通過定義相應的節點，創建了管線自動化建模流程，最終完成了模型成果的創建，后續再進行模型的碰撞檢查與修改，如圖3和圖4所示。

5.綜合展示

綜合展示主要是對項目設計過程中不同成果進行綜合集成后進行展示，可用于項目匯報、復雜節點剖析等場合。隨著三維設計的不斷普及，綜合展示的應用場景也越來越多。本工程中，現階段成果主要涉及現狀管線模型、設計管線模型以及傾斜攝影模型。結合本文中兩種不同的方法所創建的管線模型，主要有以鴻業HY3DView三維漫游模塊為平臺的綜合展示集成方案和以歐特克InfraWorks為平臺的綜合展示集成方案。

在此基礎上，結合施工條件、建筑布置、環境影響等因素，對工程的設計以及后續施工給予更深入的分析指導及支持。

6.結語

既有管線的遷改不僅涉及各個不同的管理部門還涉及眾多的沿線用戶，對居民生活、社會經濟等有著重要的影響。本文以實際工程為例，基于BIM技術，將物探數據通過商業程序和二次開發兩種方法快速創建出既有管線三維信息模型，不僅為設計人員帶來了更直觀的三維管線模型，而且為管線的梳理和布置提供了統一的環境，從而也為工程的設計、施工和管理提供了更有價值的參考依據。