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DOI：10.16660/jki.1674-098X.2018.18.091
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张欣欣
(台州市测绘管理办公室 浙江台州 318000)
摘 要：本文针对当前城市建设进程中地下管线管理技术落后的问题，以浙江某项目为工程背景，提出对BIM软件进行二次开发，通过分别对不同类型管线、管线与附属物间以及不同附属物间进行碰撞检测，发现了多处碰撞点或者冲突点，结合实际情况进行分析，推测这些碰撞点可能是未探测区或者探测失误区，需要现场进行复测，修正错误数据，并更新模型，使得模型中的地下管线的空间位置与实际情况更加吻合，以便为后续的地下管线开挖和迁改提供依据。关键词：地下管线 三维 BIM 建模中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)06(c)-0091-02 社区搜索城市综合地下管线在城市基础设施中占着举足轻重的地位，担负着城市的资源、能源、信息的传输，是城市正常运行的重要保障，被形象地称为城市的“生命线”。随着城市化进程的加快，地下管线逐渐增多，它们错综复杂，相互交叉，出现了“密、乱、老”等状况，困扰着地下管线的管理工作。在建设施工过程中，经常出现误判挖断地下管线的情况，造成停水、断电、爆炸、火灾等事故，严重影响居民的日常生活及社会经济的发展。落后的管线管理及现有的管线探测技术与高速发展的城市之间存在的矛盾日益尖锐，亟需解决。
本文以浙江某项目为例，通过物探方法探查城市各类地下管线，获取相关数据信息，将其载入二次开发的BIM 软件，建立地下管线三维信息模型，并进行碰撞检测，根据实际情况分析碰撞处的错误管线数据，为地下管线的现场复测及迁改提供指导，同时亦为后续工程设计、施工、管理提供依据。
图1为地下管线三维信息模型建模的技术流程图。首先利用物探技术对地下管线进行探测，初步获取地下管线所涉及的相关属性数据，得到所要模拟的管线信息。进而对BIM软件进行二次开发，创建出管线系统模块。然后通过所创建的管线系统模块，实现地下管线数据批量自动化加载，初步建立各类型市政地下管线的三维模型。最后对它们进行碰撞检测，根据碰撞情况进行具体分析。
1 项目概况
折叠耳机该项目施工地点位于浙江台州，工区面积约为
11453m 2。项目所探测管线是埋设于地下的上水、雨（污）水、燃气、电力、电信、热力、工业管道等市政和公用管线及铁路、民航等其他专用管线，探测数据主要包括管线的种类、平面位置、埋深、管径或根数、材质等。
2 BIM软件的二次开发
基于VisualStudio平台，对BIM软件进行二次开发，建立了管线系统模块，实现了地下管线数据批量自
动导入、多孔管线排布设置、管线避让、管线自动连接及管线数据导
出等多项功能，并按照实际情况真实地建立了地下管线三
维模型。所探测的地下管线数据主要包含管点空间位置、管径或孔数及附属物。将以上数据汇总在Excel表格中，导入至BIM软件地下管线模块，对于其中包含的多孔管线及附属物族类等相关信息，通过相应的功能模块进行创建。比如通过多孔管线排布设置功能，将所探测管线的孔数按照实际情况进行排布设计，如35孔可以设计成5（行）×7（列）的阵列形式；将所涉及到的各类型管线附属物，如消防栓、窨井、水表及雨篦等，通过相应模块进行创建，并放置在相对应的空间位置。将所需功能模块设置完成之后，通过地下管线数据批量自动导入功能，生成相应的三维管线模型。
3 地下管线族库的创建
族是BIM模型中的基础构成单元，而参数化控制的族类是族创建中的精华部分。为了能使地下管线批量化建模，需要建立地下管线族库。根据建模需求和实际情况，创建了参数化地下管线族库，其创建是基于地下管线规范的相关内容，按照各类型管线所对应的附属物，结合实际需要建立相应的族。通过优化地下管线，规范种类众多的族类型，建立了常用地下管线附属物族库（如窨井、阀门、
图1 技术流程
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水表、信号杆等），约有20种；这些族的长、宽、高及方向受控于所创建的参数，可根据实际情况而改变，满足了地下管线建模需求。建模过程中可按照实际情况自动改变方向、尺寸等参数，以满足批量建模需求。
4 管线碰撞检测
工程项目涉及了电力、信息、上水、给水、联通、煤气、污水、信号、雨水、移动等10余种地下管线，包含窨井、消防栓、阀门、路灯及雨篦等多种管线及建筑附属物。它们之间存在多种碰撞关系，主要包括不同类型管线之间的碰撞、管线与附属物之间的碰撞以及附属物与附属物之间的碰撞关系，其中最为常见的是不同管线之间的碰撞，而不同附属物之间的碰撞较少。经检测分析，该工程项目中不存在附属物之间的碰撞，下面主要介绍其他两种类型的碰撞关系。通过对实际管线数据进行碰撞检测，发现了管线之间存在1565处碰撞，而其中大部分碰撞来自于管线之间的连接点，属于管线之间的正常连接关系，可以忽略。通过具体分析，发现管线之间仅有几十处存在碰撞，如直径较小的多孔管线与直径较大的单孔管线存在交叉碰撞。这些碰撞关系在实际之中是不存在的，可能是探测数据存在误差；亦可能是因为在碰撞处附近的某一段管线被向上或者向下移动一段距离进行绕道通过，而在实际工程中，很少探测碰撞处附近的绕道点，仅探测了地下某段管线末端的位置。因而对于这些管线间的碰撞点需要到现场进行复测，修正错误数据，并建立正确的管线模型。对管线与附属物之间进行碰撞检测，发现它们之间存在1730处碰撞，其中大部分碰撞来自于管线穿过窨井处，这与实际情况相吻
合；仅有十几处碰撞来自于两种不同管线与同一窨井相碰，这与实际情况相悖。在软件中常用不同颜的管线代表不同的管线类型，它们与同一窨井相碰撞，这与实际不相符；通常情况下，窨井中仅存在同一类型的管线，不存在其他类型的管线穿过该窨井。由于探测数据没有窨井实际大小及展布方向，其中产生的碰撞可能是由人为主观设计窨井大小造成的。根据实际经验，对不同管线间的碰撞进行具体分析，修改错误的管线模型，以符合实际情况，然后可以到现场复测，与模型再次对比，相互验证。对于管线与附属物（窨井）
的碰撞，需要到现场探测附属物
图2 地下管线局部分布与三维信息模型
的尺寸及方向，然后才能依据模型提供准确的信息。
5 综合出图
根据探测的管线数据，利用BIM软件将各类型管线依
次建立模型。参照现行相关物探规范，将所探测到的电力管线、路灯管线、信息管线、联通管线、移动管线、信号管线、上话管线、上水管线、煤气管线、污水管线以及雨水管线分别设置为不同颜。建模完成之后，根据实际情况及地下管线探测规范对管线模型进行碰撞检测分析，随后调整避让，得
到所有类型地下管线的真实三维信息。图2展示了部分管线及附属物和汇总后所有类型地下管线的三维信息模型图。
6 结语
BIM技术的设计不仅能够给用户呈现出可视化的三维
信息模型，而且为用户进行二次开发提供了良好的环境。本文基于该特征，对BIM软件进行二次开发，建立了管线系统模块。该模块适用于各类型地下管线建模，结合所创建的管线附属物，可以对地下管线三维信息模型进行较为真实的建模，从而更为直观地反映地下管线的实际分布情况，为工程后续的设计、施工、管理提供依据。
参考文献
[1] 徐爱锋，徐俊，龚健雅.基于Skyline的三维管线系统的设计与实现[J].测绘通报,2013(6):75-77.
[2] 于红亮，王楠.BIM技术在建筑电气设计中的应用研究[J].电气应用,2015(14):30-35.
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