基于BIM技术的既有管线快速建模研究与应用

潘飞 上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司

1.引言

随着经济社会的不断发展，既有地下管线的改迁成为城市基础设施更新中面临着的一个重要难题。而对于老城区而言，地下管线更是密布，错综复杂，再加上权属单位的不同，给管线的管理带来了严重的困扰。另一方面，由于传统二维物探管线成果的精确性问题，常常给施工过程带来各种误判，造成停水停电等事故，严重影响了居民的生活和工作，也严重影响了主体工程的实施进度。

本文以徐州市奎河综合整治项目为例，基于物探工作所获取的各类管线数据，通过商业程序和二次开发两种方法快速创建既有管线三维信息模型，从而为现状管线的迁改提供安全可靠、经济合理以及施工简便的可视化指导依据，同时也为关联工程的设计、施工和管理提供参考依据。

2.工程概况

徐州市奎河综合整治项目位于徐州市云龙区及泉山区，河道长度约9.325km。现状两岸市政管线齐全，管线布置密集，包括电力、路灯、通信、燃气、热力、供水、雨水、污水等八大类管线，通过物探技术，测得各类地下管线共计约112.1km，如表1所示。

3.基于BIM技术的快速建模原理

本文中的既有管线快速建模首先建立在物探工作的基础上，通过物探工作获得现状管线的基本数据，如管线起点终点坐标、高程、埋深以及管径等，一般此类数据以Excel表格形式存放；在此基础上，然后进行数据的预处理，即数据复核与修改，复核主要通过筛选异常值进行，修改可通过相邻点插值进行计算；将经过预处理的数据导入模型创建模块，可选择商业程序或二次开发来进行管线的创建；最后应用各种模型检查手段对管线模型进行纠偏，进而进行最终的综合展示。实现原理如图1 所示。

4.快速建模

4.1 基于商业程序的实现

鸿业管立得是一款三维智能管线设计系统，包括给排水、燃气、电力、热力、通信等模块。三维管线成果可以进行漫游操作和三维发布，实现三维漫游交互、场景管理、施工模拟等功能，满足规划设计人员在概念设计、初步设计和详细设计等不同设计阶段的需求。本文中以管立得2018为建模平台，通过自动布管模块将Excel数据导入，进而创建三维管线模型，如图2中所示。

表1 奎河现状管线统计

图1 既有管线快速建模实现原理

图2 鸿业管线BIM模型成果

图3 Dynamo自定义节点展示

图4 Dynamo二次开发模型成果

图5 结合倾斜摄影的管线综合展示

4.2 基于二次开发的实现

Revit Dynamo是一款集成了数据和逻辑环境的图形算法编辑器，它能够扩展Revit创建建筑信息建模的能力。设计人员可以通过定义程序流程以及编写程序代码，实现参数化方案设计、自动化模型创建以及模型自我检查的工作流，从而大大的提高设计效率，节约设计成本。根据第二节中的实现原理，本文以Dynamo为二次开发平台，通过定义相应的节点，创建了管线自动化建模流程，最终完成了模型成果的创建，后续再进行模型的碰撞检查与修改，如图3和图4所示。

5.综合展示

综合展示主要是对项目设计过程中不同成果进行综合集成后进行展示，可用于项目汇报、复杂节点剖析等场合。随着三维设计的不断普及，综合展示的应用场景也越来越多。本工程中，现阶段成果主要涉及现状管线模型、设计管线模型以及倾斜摄影模型。结合本文中两种不同的方法所创建的管线模型，主要有以鸿业HY3DView三维漫游模块为平台的综合展示集成方案和以欧特克InfraWorks为平台的综合展示集成方案。

在此基础上，结合施工条件、建筑布置、环境影响等因素，对工程的设计以及后续施工给予更深入的分析指导及支持。

6.结语

既有管线的迁改不仅涉及各个不同的管理部门还涉及众多的沿线用户，对居民生活、社会经济等有着重要的影响。本文以实际工程为例，基于BIM技术，将物探数据通过商业程序和二次开发两种方法快速创建出既有管线三维信息模型，不仅为设计人员带来了更直观的三维管线模型，而且为管线的梳理和布置提供了统一的环境，从而也为工程的设计、施工和管理提供了更有价值的参考依据。