基于数据快捷方式的生态河道BIM协同设计研究与应用.pdf
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1、DOI:1016616/jcnki11-4446/TV20230801基于数据快捷方式的生态河道 BIM 协同设计研究与应用孟 明1,2,3 杜 征1 杨玉涵1(1 黄河勘测规划设计研究院有限公司,河南 郑州 450003;2 水利部黄河流域水治理与水安全重点实验室(筹),河南 郑州 450003;3 河南省城市水资源环境工程技术研究中心,河南 郑州 450003)【摘 要】随着 BIM 技术在生态河道工程中的深入应用,基于 BIM 技术的协同设计工作机制越来越重要,协同设计是实现任务分层细化和多人员、多专业共同完成一项任务的基础。由于目前在生态河道工程领域专业内协同解决方案极其缺乏,故基于
2、Autodesk Civil 3D 平台,对比多种协同方式,对生态河道工程 BIM 设计中专业内协同解决方案进行研究,实现了基于图形对象级的多专业内数据共享,创新了传统协同工作模式,大幅降低了设计单位各方面成本,同时提升了设计单位效益和做出的工程设计成果质量。【关键词】生态河道工程;Civil 3D;数据快捷方式;协同设计;BIM 技术中图分类号:TV222.2 文献标志码:A 文章编号:2097-0528(2023)08-001-09Research and application of BIM collaborative design of ecologicalriver based on
3、 data shortcutMENG Ming1,2,3,DU Zheng1,YANG Yuhan1(1.Yellow River Engineering Consulting Co,Ltd,Zhengzhou 450003,China;2.Key Laboratory of Water Management and Water Security for Yellow River Basin,Ministry of Water Resources(under construction),Zhengzhou 450003,China;3.Henan Engineering Research Ce
4、nter of Urban water Resources and Environment,Zhengzhou 450003,China)收稿日期:2023-01-29基金项目:黄河勘测规划设计研究院有限公司自主研究开发项目(2021KY039(2)作者简介:孟明(1992),男,硕士,工程师,主要从事河湖生态综合治理的设计与研究、河湖工程信息化数字化高效设计关键技术研究等工作。Abstract:With the deepening application of BIM technology in ecological river engineering,the collaborative d
5、esignmechanism based on BIM technology is becoming increasingly important.Collaborative design is the foundation for taskdecomposition and the joint completion of tasks by multiple personnel and disciplines.Due to the extremely lack ofspecialized collaborative solutions in the field of ecological ri
6、ver engineering,this paper focuses on the research of intra-disciplinary collaborative solutions in BIM design for ecological river engineering,comparing various collaborative methodson the Autodesk Civil 3D platform.It achieves data sharing at the graphic object level within multiple disciplines an
7、dinnovates the traditional collaborative work mode,significantly reducing costs for design units while improving the efficiency1and quality of engineering design outcomes.Keywords:ecological river engineering;Civil 3D;data shortcut;collaborative design;BIM technology 随着当前工程项目对设计时间的要求越来越紧,项目的复杂程度越来越高
8、,多人员的协同设计工作模式日趋重要。对于 BIM 而言,高端应用是在其基础上进行各专业间、专业内以及项目各阶段间的协同设计。BIM 技术的核心便是协同设计,在工程项目的任一阶段均可应用到协同工作的成果,为项目各参与方提供服务。协同工作可通过互联网进行成果共享,为不同地方的协同作业提供高效高质的工作机制,在提高信息交换速度的同时,也让不同地方的技术人员联合到了一起。Civil 3D 平台是一款应用于基础设施行业的 BIM解决方案,它为基础设施各行业的技术人员提供强大的分析、设计以及文档编制功能,适用于水利水电、岩土工程、勘察测绘、交通运输、城市规划、市政给排水和总图设计等众多领域1。在 Civi
9、l 3D 平台上可根据项目的复杂程度与大小选择共享图形、共享图形间对象以及使用基于数据库的项目协同方式进行各种程度的协同设计2。1 基于 Civil 3D 的两种协同工作方式对比在工程项目的设计过程中,协同设计实际上就是设计数据的共享及管理,协同设计是以图纸数据为中心合作开展的,伴随着设计的不断深入,项目中所涉及的数据文件就会越来越多。如何有效地分散共享这些数据,使不同阶段不同专业的设计人员可以在同一个项目中协同合作便成为一个较突出的问题。科学地进行数据共享及数据管理,不但可以提高工程设计数据的重复利用率,还可大幅降低工程设计中配合专业间的依赖性。与此同时,在这个过程中也可以提高设计数据的安全
10、性,在把项目文件进行分类共享时,如果项目中一个设计文件遭到破坏,其他共享过的设计文件还可以保持完好。利用 Autodesk Civil3D(以下简称 C3D)进行基础设施工程项目设计时,可通过传统的外部参照方式和创新的数据快捷方式实现数据文件的共享与管理,以实现协同工作机制。1 1 外部参照外部参照比较常见的应用是通过外部参照实现原始地形、地貌、地物等信息参照3。在 C3D 中,虽然外部参照是从 AutoCAD 中沿用过来的,但是其拥有非常多 AutoCAD 中所不具备的功能,外部参照不但可以实现图纸文件间图层数据的参照,还能够实现项目图纸间 C3D 对象的参照4,常用的 C3D 对象有曲面、
11、路线、横断面、纵断面以及道路等。利用 C3D 所具备的特性可以将模型创建和施工图纸设计分散到不同的协同文件中,在新的图形文件中为参照的原始设计对象添加标签、样式、表格及横纵断面图。在使用外部参照文件的时候,所有的参照文件均作为可显示对象插入到当前文件中,不可以在当前文件中直接访问参照文件中所包含的 C3D 对象。另外,外部参照的这种调用关系是一种动态调用关系,当前项目设计文件中的设计数据会随着外部调用文件的变化而变化5。1 2 数据快捷方式数据快捷方式能够提供 C3D 对象级别的共享,利用这种方法可以方便地在项目中进行设计对象共享,最大限度地重复利用已有设计数据6。有别于外部参照的将设计不同部
12、分进行协同设计,数据快捷方式是对设计的不同阶段进行协同设计,同时还可将设计中的对象进行数据共享。利用数据快捷方式可以进行更加专业化的设计,设计人员仅需专注在一个设计阶段中,使设计的质量和效率得到了一定程度的提高。另外,通过数据快捷方式,设计对象还可利用网络进行多地域共享,以便于更多用户的协同工作。1 3 对比分析结论在用外部参照时,所有外部文件均是作为可显示的对象引用到当前图形文件中的,不可在当前图形文2件中直接访问外部参照文件中所包含的对象。有别于外部参照所提供的图形文件之间的共享,基于 C3D 数据的快捷方式提供了图形文件中对象级别的数据协同共享。利用这种方式可便捷地在项目中实现图形文件中
13、设计对象的共享,最大限度地重复利用已有的设计数据,且数据快捷方式有自身的优势:a 数据快捷方式的共享模式是仅基于图形文件共享文件中的对象数据,并为这些对象数据提供简单、直接的共享机制,可在本地计算机中实现,也可在局域网内实现,且无须服务器空间,这对小团队或者小项目来说成本非常低,也非常理想。b 数据快捷方式提供了在当前图形文件中访问源图形中对象数据的权限,同时确保对象的数据仅可以在源图形中更改。c 利用数据快捷方式所参照的对象可以被无限次重新参照,即便误删当前已参照的对象,也可以再次对该对象执行参照命令进行数据恢复。d 引用对象可以具有不同于源图形的样式和标签。e 每次重新打开具有参照数据的文
14、件时,如若源文件中被参照对象的数据有更改,在当前图形文件中参照的对象都会自动进行更新。f 在当前图形文件工作期间,如果源图形中被参照的对象数据发生更改,C3D 将会发出通知,提示数据已更新,需要同步参照数据。g 利用 Civil 3D 进行正向三维设计过程中会涉及大量环环相扣的对象,这些对象动态关联,将它们进行独立协同,才能提高整体工作效率。2 主要技术研究内容数据快捷方式提供灵活的、对象级别的项目管理方式,该数据快捷方式可提供图形间的参照链接,且不使用数据库7。如果源图形文件中参照的对象发生更改,则这些更改将在参照该对象的任何图形文件中更新。使用数据快捷方式大体上可分为两个主要过程:第一个是
15、从数据快捷方式的源图形文件创建出数据快捷方式;第二个是当数据快捷方式创建完成之后,在用户当前图形中创建对源图形中源对象的数据参照。2 1 项目数据及数据快捷方式框架创建完成数据快捷方式之前,需要先进行合适的项目模板选择,然后在工作文件夹内创建项目文件夹作为数据快捷方式数据基础框架,指定新的项目文件夹来作为已经激活的数据快捷方式项目文件夹,将项目图形对象的数据快捷方式保存在项目文件夹的相应子文件夹中。设定新工作文件夹作为存储数据快捷方式项目的位置,也可以自行新建文件夹,来放置项目数据。数据快捷方式项目文件夹包含项目中的所有源图形和数据快捷方式对象,新建文件夹用于存储一组相关的项目图形和数据快捷方
16、式。可使用 C3D 提供的项目模板来创建数据快捷方式项目文件夹,因为当项目和数据量非常庞大时,项目模板会很好地分类整理所创建的所有数据。图 1 就是由默认项目模板创建的项目文件夹结构。图 1 项目文件夹及其子文件夹结构设置数据快捷方式项目文件夹就是指定想要选用的数据快捷方式的项目路径,更进一步讲就是在进行协同设计时,共享由项目组其他设计人员提供的设计源图形文件的数据快捷方式,以便于当前图形文件的设计人员能够利用该数据快捷方式项目文件夹创建源图形文件中各对象的参照,项目文件夹通常包含由源文件创建的各图形对象的数据快捷方式和源图形文件。2 2 数据快捷方式创建及关联2 2 1 创建数据快捷方式从当
17、前图形创建的数据快捷方式存储在所选项目3孟 明等/基于数据快捷方式的生态河道 BIM 协同设计研究与应用 文件夹的“_Shortcuts”文件夹中,该文件夹在其他图形文件中用于创建对源对象的数据参照8,另外,每个数据快捷方式都存储在单独的 XML 文件中。已在当前文件之中创建过对象的数据快捷方式,执行过“保存”命令,才能与当前图形文件关联,而这个被保存的图形文件就是后续协同设计中这些数据快捷方式的源图形文件。在同一个源文件中,C3D 平台不允许为同一个对象创建多个快捷方式,所以对话框中的所有对象均是不可操作的,如果需要给该对象再创建出一个数据快捷方式,编者研究出一种方法:将此源文件进行拷贝粘贴
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