本發(fā)明涉及水利水電工程參數(shù)化bim模型，尤其涉及一種基于bim的參數(shù)化上壩道路模型創(chuàng)建方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在壩區(qū)兩岸地形陡峭、施工條件差，山體開挖工程量大的背景下，壩體填筑的合理規(guī)劃以及上壩道路的布置成為確保壩體施工的關(guān)鍵技術(shù)問題。上壩道路的設(shè)計和施工是一個復(fù)雜的過程，需考慮地形地貌、大壩特點、料場位置、壩體填筑、工期要求及經(jīng)濟性，以滿足交通、環(huán)境和社會的多重要求。

2、隨著三維bim模型技術(shù)的發(fā)展，人們越來越重視三維設(shè)計的直觀、準確和提升效率的優(yōu)勢。三維設(shè)計能夠清晰展示建筑的空間形態(tài)，通過精確建模提高設(shè)計質(zhì)量，減少重復(fù)工作從而提升設(shè)計效率。bentley作為近年來蓬勃發(fā)展的三維建模平臺，具有應(yīng)用專業(yè)豐富的設(shè)計工具，已廣泛應(yīng)用于建筑、電力、水利設(shè)計等專業(yè)。bentley具有信息交換協(xié)同出色的二次開發(fā)接口，為針對性解決問題提供了自主性設(shè)計方法。

3、目前，上壩道路的三維模型構(gòu)建方法尚未有標準化的途徑，通常是根據(jù)平面規(guī)劃方案進行手工制作，其三維設(shè)計能力相對較弱，自動化程度低，設(shè)計效率低。雖然三圓弧轉(zhuǎn)彎布置方法綜合考慮了上壩道路的運輸效率和施工工作量，但常規(guī)設(shè)計未對參數(shù)進行精確求解，與三維設(shè)計的嚴謹空間協(xié)調(diào)存在沖突，導(dǎo)致設(shè)計方案的精確度不足，進而影響三維模型的建構(gòu)支持性。

4、因此，亟需一種基于bim的參數(shù)化上壩道路模型創(chuàng)建方法和系統(tǒng)，通過簡單定義快速完成上壩道路可視化模型的構(gòu)建。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于bim的參數(shù)化上壩道路模型創(chuàng)建方法和系統(tǒng)，能夠更準確、高效地創(chuàng)建上壩道路模型，并便于在設(shè)計過程中進行修改和優(yōu)化。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種基于bim的參數(shù)化上壩道路模型創(chuàng)建方法，包括如下步驟：

3、s1、預(yù)設(shè)基本參數(shù)；

4、所述基本參數(shù)包括：壩坡坡度和道路縱坡坡度、上壩道路寬度、上壩道路直線段的起始點和結(jié)束點、轉(zhuǎn)彎半徑。

5、s2、根據(jù)所述基本參數(shù)，確定上壩道路直線段軸線方程表達式及上壩道路直線段內(nèi)外邊界線方程表達式。

6、進一步的，所述s2，具體包括：

7、s21、根據(jù)壩坡坡度和道路縱坡坡度，確定上壩道路直線段軸線的方向向量；

8、s22、根據(jù)所述上壩道路直線段軸線的方向向量和上壩道路直線段的起始點和結(jié)束點，確定上壩道路直線段軸線的方程表達式；

9、s23、根據(jù)所述上壩道路直線段軸線的方程表達式，結(jié)合所述上壩道路寬度，確定上壩道路直線段內(nèi)外邊界線方程表達式。

10、s3、根據(jù)所述未知參數(shù)，確定上壩道路轉(zhuǎn)彎段道路軸線空間螺旋線參數(shù)方程及上壩道路轉(zhuǎn)彎段內(nèi)外邊界參數(shù)方程。

11、進一步的，所述s3，具體包括：

12、s31、上壩道路轉(zhuǎn)彎段在平面投影中，根據(jù)三圓弧布置方法將轉(zhuǎn)彎段路面中心線分為三段圓?。撼跏级螆A弧、中間段圓弧、結(jié)束段圓弧，使每段圓弧依次首尾銜接；

13、s32、確定上壩道路轉(zhuǎn)彎段的起始點，上壩道路直線段與上壩道路轉(zhuǎn)彎段為相切接合，將上壩道路轉(zhuǎn)彎段的起始點作為上壩道路直線段的結(jié)束點；

14、s33、根據(jù)上壩道路轉(zhuǎn)彎段的對稱性，確定上壩道路轉(zhuǎn)彎段的結(jié)束點；

15、s34、根據(jù)壩坡坡度、道路縱坡坡度、轉(zhuǎn)彎半徑、上壩道路寬度，確定上壩道路轉(zhuǎn)彎段的圓弧圓心角；

16、s35、根據(jù)所述上壩道路轉(zhuǎn)彎段的圓弧圓心角、壩坡坡度、道路縱坡坡度和轉(zhuǎn)彎半徑、上壩道路轉(zhuǎn)彎段的起始點和結(jié)束點，確定上壩道路轉(zhuǎn)彎段道路軸線空間螺旋線參數(shù)方程；

17、s36、根據(jù)所述上壩道路轉(zhuǎn)彎段道路軸線空間螺旋線參數(shù)方程和上壩道路寬度，確定上壩道路轉(zhuǎn)彎段內(nèi)外邊界參數(shù)方程。

18、s4、根據(jù)實際工況，確定基本參數(shù)的數(shù)值；

19、s5、根據(jù)基本參數(shù)的值、所述上壩道路直線段軸線方程表達式、所述上壩道路直線段內(nèi)外邊界線方程表達式、所述上壩道路轉(zhuǎn)彎段道路軸線空間螺旋線參數(shù)方程、所述上壩道路轉(zhuǎn)彎段內(nèi)外邊界參數(shù)方程，生成道路實體模型。

20、進一步的，所述s5，具體包括：

21、s51、輸入所述基本參數(shù)的數(shù)值；

22、s52、根據(jù)所述壩坡坡度和道路縱坡坡度、上壩道路寬度、上壩道路直線段的起始點和結(jié)束點、所述上壩道路直線段軸線方程表達式、所述上壩道路直線段內(nèi)外邊界線方程表達式，計算上壩道路直線段模型參數(shù)序列；

23、s53、根據(jù)所述壩坡坡度和道路縱坡坡度、上壩道路寬度、上壩道路直線段的結(jié)束點、所述上壩道路轉(zhuǎn)彎段道路軸線空間螺旋線參數(shù)方程、所述上壩道路轉(zhuǎn)彎段內(nèi)外邊界線參數(shù)方程，計算上壩道路轉(zhuǎn)彎段模型參數(shù)序列；

24、s54、根據(jù)所述上壩道路直線段模型參數(shù)序列和所述上壩道路轉(zhuǎn)彎段模型參數(shù)序列，生成道路實體模型。

25、s6、根據(jù)所述道路實體模型，生成上壩道路間壩面；

26、所述上壩道路間壩面是指連接在道路之間的空間區(qū)域。

27、進一步的，所述s6，具體包括：

28、s61、根據(jù)道路實體模型，確定道路之間的空白區(qū)域；

29、s62、根據(jù)設(shè)計需要，在道路實體模型上，選擇能夠反映道路實體模型幾何特征的點作為目標點；

30、s63、根據(jù)選擇的目標點，采用多點序列參數(shù)構(gòu)建方法，建立參數(shù)平面；

31、s64、將所述參數(shù)平面填充到道路之間的空白區(qū)域中，形成上壩道路間壩面。

32、s7、將道路實體模型和上壩道路間壩面組合，生成上壩道路模型。

33、進一步的，所述能夠反映道路實體模型幾何特征的點，具體包括：

34、上壩道路直線段的起始點和結(jié)束點，上壩道路轉(zhuǎn)彎段的起始點和結(jié)束點，上壩道路轉(zhuǎn)彎段的圓弧頂點。

35、進一步的，所述多點序列參數(shù)面構(gòu)建方法，具體包括：

36、確定目標點集合：根據(jù)需要確定一組目標點集合；

37、確定目標點的連接順序；

38、根據(jù)所述目標點和所述目標點的連接順序，生成初始參數(shù)化平面。

39、第二方面，本發(fā)明提供一種基于bim的參數(shù)化上壩道路模型創(chuàng)建系統(tǒng)，包括：

40、預(yù)設(shè)基本參數(shù)模塊：用于預(yù)設(shè)基本參數(shù)，所述基本參數(shù)包括：壩坡坡度和道路縱坡坡度、上壩道路寬度、上壩道路直線段的起始點和結(jié)束點、轉(zhuǎn)彎半徑；

41、方程建立模塊：連接預(yù)設(shè)基本參數(shù)模塊，用于根據(jù)所述基本參數(shù)，確定上壩道路直線段軸線方程表達式、上壩道路直線段內(nèi)外邊界線方程表達式、確定上壩道路轉(zhuǎn)彎段道路軸線空間螺旋線參數(shù)方程及上壩道路轉(zhuǎn)彎段內(nèi)外邊界參數(shù)方程；

42、基本參數(shù)數(shù)值確定模塊：用于根據(jù)實際工況，確定基本參數(shù)的數(shù)值；

43、道路實體模型建立模塊：連接確定基本參數(shù)數(shù)值模塊和方程建立模塊，用于根據(jù)基本參數(shù)的數(shù)值、所述上壩道路直線段軸線方程表達式、所述上壩道路直線段內(nèi)外邊界線方程表達式、所述上壩道路轉(zhuǎn)彎段道路軸線空間螺旋線參數(shù)方程、所述上壩道路轉(zhuǎn)彎段內(nèi)外邊界參數(shù)方程，生成道路實體模型；

44、上壩道路間壩面生成模塊：連接道路實體模型建立模塊，用于根據(jù)所述道路實體模型，生成上壩道路間壩面；

45、上壩道路模型生成模塊：連接道路實體模型建立模塊及上壩道路間壩面生成模塊，用于將道路實體模型和上壩道路間壩面組合，生成上壩道路模型。

46、本發(fā)明實施例具有以下技術(shù)效果：

47、1.本技術(shù)通過使用數(shù)學建模和參數(shù)化建模方法能夠精確地描述道路的幾何特征，依次進行上壩道路直線段、上壩道路轉(zhuǎn)彎段、上壩道路間壩面的設(shè)計，解決目前涉及方案精度不足的問題，提高了上壩道路模型創(chuàng)建的精確性，有助于確保設(shè)計的道路符合工程要求。

48、2.本技術(shù)通過自動化計算和參數(shù)化曲面構(gòu)建可以加速道路設(shè)計的過程。相比于傳統(tǒng)的手工計算和繪圖，這些方法能夠快速生成多種設(shè)計方案，提高工作效率。

49、3.本技術(shù)通過參數(shù)化曲面和三維建模技術(shù)使得設(shè)計師可以更直觀地理解和展示道路設(shè)計。這有助于與客戶、決策者和其他利益相關(guān)者之間進行更有效的溝通和交流，以便于評審和決策。

50、4.本技術(shù)通過參數(shù)化的設(shè)計上壩道路模型，可以根據(jù)不同的工程要求和地理條件簡單快速地進行調(diào)整和擴展，以適應(yīng)各種復(fù)雜情況，以滿足不同的工程需求和約束條件。