电力工程设计多专业协同BIM模型轻量化融合展示方法与流程

本发明涉及bim模型，具体为电力工程设计多专业协同bim模型轻量化融合展示方法。

背景技术：

1、电力工程设计属于典型的多专业交叉耦合工程，涵盖电气一次、电气二次、土建结构、建筑装饰、暖通通风、给排水、电缆桥架、消防安防等多个专业，各专业需同步开展建模、设计校核、方案优化、碰撞检测等工作，多专业高效协同是保障电力工程设计质量、缩短设计周期、降低施工返工率的关键。

2、公开号为cn114266093a的中国专利公开了一种标准化bim模型轻量化实现方法，包括如下步骤：将图纸分块化处理；使用revit导入图纸，并且带入项目样板；将处理好的图纸移动至项目原地坐标位置；根据图纸要求建立标高。本发明通过进行模型信息分类处理与轻量化处理，预先将bim模型文件的信息数据进行数模分离，将其分成可处理的三维几何数据与不可处理的非三维几何数据，可处理的三维几何数据进行下一步的轻量化处理，主要包括几何转化与渲染处理。

3、上述专利在实际使用过程中，轻量化处理模式固化、多专业异构模型融合能力不足，统一化简化算法导致模型精度与效率严重失衡，无法适配多格式、多精度的跨专业模型融合处理，核心构件精度丢失、辅助构件冗余残留问题突出；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了电力工程设计多专业协同bim模型轻量化融合展示方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供电力工程设计多专业协同bim模型轻量化融合展示方法，按构件等级匹配差异化轻量化算法，搭配语义关联数据库，兼顾模型精度与轻量化，提升多终端渲染速度，同时采用增量更新机制减少算力消耗，辅以多维展示体系，支撑远程协同，提升设计审核效率，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：电力工程设计多专业协同bim模型轻量化融合展示方法，包括：

3、s1：获取电力工程设计多专业原始bim模型并进行预处理，并对所有bim构件等级进行划分，并为每个等级构件绑定唯一的精度标识与属性标签；

4、s2：对分级后的多专业原始bim模型进行全维度数据解析，拆分提取几何数据、语义属性数据、专业关联数据以及空间拓扑数据；

5、s3：针对三个等级的bim构件匹配对应的轻量化处理算法与简化参数，完成差异化轻量化压缩处理；

6、s4：搭建多专业原始bim模型语义关联映射数据库，根据规范设定构件关联规则，校正多专业原始bim模型偏差，生成初始多专业协同轻量化融合模型；

7、s5：监测多专业原始bim模型改动，对变更内容分级轻量化，增量替换更新初始多专业协同轻量化融合模型，保留原有数据与关联关系，生成融合后的多专业协同轻量化bim模型；

8、s6：基于融合后的多专业协同轻量化bim模型，构建多层级展示体系，根据不同场景需求，自适应调整多专业协同轻量化bim模型展示精度、展示范围与展示样式；

9、s7：将最终迭代完成的多专业协同轻量化bim模型同步至展示终端，同时搭建多用户协同展示权限管控体系，完成多专业协同轻量化融合展示。

10、优选的，所述获取电力工程设计多专业原始bim模型并进行预处理，包括：

11、获取电力工程设计多专业原始bim模型，将多专业原始bim模型，统一转换为适配轻量化融合的通用中间格式，保留模型拓扑结构与核心设计参数；

12、以电力工程总平面设计基准坐标系为唯一基准，对多专业原始bim模型局部坐标系进行平移、旋转、校准，实现全专业模型空间位置精准对齐；

13、遍历多专业原始bim模型构件数据，剔除空构件、冗余重复构件、临时辅助构件，删除无效纹理、冗余注释、过期参数等无效数据；

14、根据电力工程设计等级要求，统一多专业原始bim模型几何、参数以及纹理精度基准。

15、优选的，所述bim构件等级分级标准，具体为：

16、将直接影响电力工程运行安全、施工精度、电气性能的构件定义为核心高精度级构件；

17、将承担常规连接、辅助配电、标准化排布功能的构件定义为常规标准级构件；

18、将仅起到装饰、辅助铺垫、场地规整作用，不影响工程核心性能与施工精度的构件定义为辅助简易级构件；

19、将各等级构件的定级结果同步录入语义关联映射数据库。

20、优选的，所述s3中差异化轻量化处理的具体过程包括：

21、针对核心高精度级构件，采用自适应曲率保留面片算法，根据曲面曲率动态调整面片密度，区分区域差异化简化，全程保留属性、参数及拓扑数据；

22、针对常规标准级构件，使用边权值网格简化算法，保留轮廓、接口及核心属性，清理冗余面片与网格；

23、针对辅助简易级构件，采用拓扑保留批量压缩算法，维持整体形态，简化内部结构、压缩纹理。

24、优选的，所述针对核心高精度级构件，差异化轻量化处理的具体过程包括：

25、采集核心高精度级构件的整体表面曲率数据，识别并划分构件的高曲率区域与低曲率区域；

26、根据区域曲率大小动态自适应调整模型面片保留密度，对高曲率关键精度区域配置高密度面片保留规则，对低曲率平整区域配置低密度面片合并规则；

27、根据适配完成的面片密度规则，对低曲率平整区域的重复冗余面片进行适度合并处理，全程禁止删减、修改构件的语义属性数据、设备参数数据与空间拓扑关系。

28、优选的，所述针对常规标准级构件，差异化轻量化处理的具体过程包括：采用基于边权值的网格简化算法，优先保留构件关键轮廓尺寸与连接接口结构，合并细小冗余面片、去除重复网格单元，保留全部核心业务属性数据，删减非必要的建模辅助冗余数据。

29、优选的，所述s4中多专业原始bim模型语义关联融合的具体包括：

30、将多专业原始bim模型统一归入电力工程全局坐标体系，消除软件与标准带来的坐标与比例偏差；

31、依托语义关联数据库的专业规则，搭建跨专业构件关联，绑定对接参数、匹配标准与空间约束；

32、检测多专业原始bim模型融合后的构件重叠、间距及接口问题，依照设计规范自动调位修正误差；

33、对处理完成的多专业原始bim模型整体封装，挂载精度标签、语义属性与关联关系，生成结构化的多专业协同轻量化融合模型。

34、优选的，所述语义关联映射数据库的构建方法包括：

35、获取电力行业电力工程bim设计规范、跨专业对接标准、设备匹配参数，构建标准化关联规则库；

36、录入各专业标准构件的编码体系、属性参数、对接接口参数，建立跨专业构件一一对应的关联映射关系；

37、同步存储各等级构件的轻量化参数、精度保留阈值，实现分级轻量化、关联融合、误差修正的标准化、自动化执行。

38、优选的，所述s5中增量式动态迭代更新的具体实现方式为：

39、实时监测多专业原始bim模型的保存、修改、新增以及删除操作，精准捕捉模型变更指令与变更数据；

40、通过对比修改前后的模型哈希值、构件编码以及坐标数据，精准定位局部变更区域、变更构件及属性修改内容，区分几何结构变更与语义属性变更；

41、仅对变更的构件与区域执行对应等级的差异化轻量化处理，未变更构件直接复用原有轻量化数据与融合关联关系；

42、将增量轻量化处理后的变更构件，精准替换至初始多专业协同轻量化融合模型中，同步更新对应的语义关联关系与空间拓扑数据。

43、优选的，所述s7中多终端同步协同展示的具体过程为：

44、对迭代完成的协同轻量化bim模型进行流式渲染封装，生成多终端适配的轻量化展示数据包；

45、通过云端数据同步通道实现多终端数据实时同步，任意终端的协同轻量化bim模型查看、批注、标记与视角调整操作；

46、同时设置终端自适应渲染机制，根据终端设备性能自动调整渲染精度与加载速度。

47、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

48、1、本发明通过构建电力工程多专业原始bim模型分级分类标准，将各专业模型划分为核心高精度构件、常规标准构件、辅助简易构件三个等级，匹配差异化的轻量化压缩算法与简化参数，对变电、输电核心设备模型采用低简化率、语义优先保留策略，完整留存设备几何参数、接口关系、编码属性、电气参数等关键设计数据；对辅助构件采用高简化率压缩，最大化缩减模型数据体量。同时，搭建多专业原始bim模型语义关联映射数据库，实现各专业轻量化模型融合后的构件精准匹配、数据互联互通，既保障了电力工程核心设计、碰撞检测、空间校核的高精度需求，又实现了模型极致轻量化，大幅提升网页端、移动端、桌面端多终端加载渲染速度。

49、2、本发明通过设置增量式模型更新识别与轻量化迭代机制，能够精准识别各专业模型的局部修改区域、新增构件、删减内容，仅对变更区域进行轻量化重处理与融合更新，无需对整体模型重复运算，大幅降低计算资源消耗，缩短模型更新耗时，同时，构建分层、分级、分专业的多维度融合展示体系，支持按专业、精度等级、构件重要性、设计阶段自由筛选展示内容，实现核心关键区域高亮展示、常规结构简化展示、辅助结构隐藏展示的差异化可视化效果，方便设计人员快速定位设计缺陷、碰撞问题，实现多专业人员远程协同查看、批注、修改同步更新，大幅提升电力工程多专业协同设计、审核、交底的整体效率，满足电力工程优先审查、快速落地的工程应用需求。