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基于BIM技术的铁路围墙/栅栏设计方法

0 引言

随着铁路BIM技术的发展,相关BIM标准的逐步制定并完善,各方对铁路BIM模型精度、完整度的要求越来越高,围墙/栅栏等安全防护设备在BIM模型完整性、可视化、工程量统计等方面发挥的作用也进一步凸显。同时,在《铁路工程信息模型表达标准(1.0版)》《铁路工程信息模型交付精度标准(1.0版)》等标准中,对围墙/栅栏的模型粒度等级及精度信息也进行了明确规定[1-3]

该类伟晶岩主要分布在靠近花岗岩体的变质岩中,其规模不大,多呈透镜状,其交代作用较弱,矿化较差,还可见黑云母、白云母,局部发育有绢云母化。

目前,各主流BIM设计平台,包括达索、奔特力、欧特克等对此类设备均无有效的建模工具可用。在此基于达索平台,提出铁路围墙/栅栏BIM模型的实现方法,并已在铁路等多个项目中应用验证,取得了良好效果。

1 解决方案

1.1 设计难点

目前,二维设计过程中涉及到的围墙/栅栏通常在图纸中标明平面位置,并在设计说明中指定围墙/栅栏型号或使用标准图,如《专房设(05)4001》《通线(2012)8001》等。

在BIM设计中,围墙/栅栏不仅需要对其空间位置进行定位,还需要制作相应的模型/模板,并进行装配或实例化,以得到最终的BIM模型。其中,根据围墙/栅栏的长度可将其分为标准长度构件(围墙一般为4 m,栅栏一般为3 m)和非标准长度构件。BIM设计中的主要难点如下:

(1)标准长度的围墙/栅栏的装配效率不高;

(2)非标准长度的围墙/栅栏需要制作模板,以适应不同长度的需要;

变文里的泊纱女和渔人不贪富贵,同情伍子胥的遭遇,为救助伍子胥甘愿牺牲自己,体现了视死如归敢于同伍子胥一起抗暴的反抗者形象。同时,故事里面创造性地增加了一些情节和新人物,如泊纱女、姐姐、外甥、妻子,融入了文人创作和民间故事成分,用其他人物的形象衬托、突出伍子胥形象,以推动情节深入发展。这是不同于历史上简单的伍子胥形象,在这里其形象变得立体和全面,文学艺术色彩浓厚,贴近大众欣赏和接受心理,这是伍子胥形象经过文学艺术塑造所呈现的提炼与升华。

(3)非标准长度的围墙/栅栏虽然可利用达索平台的Action功能进行批量实例化,但效率极低,需要消耗大量时间。

开展基于校企合作的大学生职前培训,高校和企业可以实现资源共享,使教学和企业培训融为一体。根据企业真实需求结合市场导向采取适当培训措施和培训策略,可以有效增强职场综合素质的培养,提高大学生的职业能力和职业素养,从而切实提高就业核心竞争力,解决学生就业困境,使毕业生能快速实现由学生向社会人的角色转变。基于校企合作的大学生职前培训作为现阶段有效的培训方式,始终都要坚持以学生为本位,从学生的切身利益出发,做好培训规划。校企合作开展职前培训不可一蹴而就,更不是一朝一夕就可以见到成效的,需要高校、企业、政府和社会的共同努力。

1.2 实现流程

针对上述问题,通过设计自适应模板与CAA开发相结合的方式,提出一种铁路围墙/栅栏的BIM设计方法,一般实现流程如下:

(1)在平面上确定围墙/栅栏的设置边界A;

(2)将边界A投影至地形面,得到围墙/栅栏的空间位置B;

(3)对边界B进行解析,计算出其中的拐点P1、P2、…、Pn

(4)根据拐点对边界B进行分段,并分别计算相邻2拐点Pi、Pi+1之间的标准长度构件与非标准长度构件的定位坐标系;

行政诉讼立法虽在发展,但司法实践却仍趋于保守,既不敢越过政策文件直接作出社会救助给付,也不敢对政策文件进行司法审查,这导致了社会救助权在诉讼法层面依旧难以摆脱其政策意味浓重的特点。在其背后,大抵是社会救助与民生问题、群众情绪,乃至社会稳定等因素紧密相关,而对于这些“敏感”纠纷,法院总体呈现保守性的态势。[17]

(5)根据标准长度构件的坐标系进行模型装配(需要事先准备标准长度构件模板);

(6)根据非标准长度构件的坐标系进行批量实例化(需要事先准备参数化自适应构件模板)。

2 实现方法

2.1 参数化自适应模板制作

模板是达索平台的一项重要功能,通过模板能够制作出各种类型的构件。通过制作参数化的自适应模板,对围墙/栅栏进行建模,通过参数控制各部位尺寸,以达到制作同型号不同尺寸构件的目的。

模板制作的难点在于定位时要保证各部件与定位坐标系保持相对固定的位置关系,否则会出现定位偏移、姿态扭转等问题。模板通过坐标系进行定位,所有的建模要素均与该坐标系进行关联设计,以保证模板实例化结果的正确性。以砖砌花格围墙为例,其模板内部的关联结构关系见图1。

围墙模板参照通用参考图《专房设(05)4001》进行制作,并根据交付精度标准进行适度简化。单片标准长度砖砌花格围墙(4 m)模板见图2,围墙的长度、高度以及花格的间距等均可通过参数进行灵活调整。同理,参照通用参考图《通线(2012)8001》制作栅栏模板,单片标准长度栅栏(3 m)模板见图3,其长度、高度、立柱间距等均可调,刺丝滚笼部分未建模。

利用报刊、电视、网站等各种媒体普及防灾避险知识,增强公众的风险意识。将城市防洪知识纳入中小学课堂教育,培养青少年的避险自救能力。适时组织开展应急演练,提高公众应对城市洪涝灾害的实战能力。通过专题网站、电视、广播、微博等形式,建立公众参与的城市防灾互动平台,调动社会积极性,共同做好城市防灾减灾工作。特别是应做好台风等灾害频发地区的外来务工、务农、经商、出差、旅游、来访人员的安全知识宣传教育,避免外来人员因缺乏对灾害的认识和避险知识造成不必要的伤亡。

根据这一特性,利用处理前后废水在波长为254 nm处的吸收强度来反映芳烃类物质的多少,并间接反映出组合工艺对难生化降解物质的去除效果。混凝-加核絮凝组合工艺处理前后废水可生化性对比见表6。为了能够更好地体现废水可生化性的变化程度,而且混凝单元和加核絮凝单元不在一个反应器中进行,所以也对混凝法处理出水进行了检测。

图2 单片标准长度砖砌花格围墙(4 m)模板

图1 砖砌花格围墙模板内部关联结构关系

图3 单片标准长度栅栏(3 m)模板

2.2 标准装配模板制作

标准装配模板用于装配参数固定不变的围墙/栅栏。所谓装配就是将构件依次放置到合适的位置上。标准装配模板是在参数化自适应模板的基础上经过简化得到的,其目的是提高建模效率,减小模型体量。简化过程主要是将模板内部的关联关系全部去掉,仅保留几何外形,同时为其添加相关的IFC类型及属性集,为后续信息的传递及工程数量计算打下基础。以砖砌花格围墙为例,轻量化之后的模型结构树见图4,每个部件仅有1个无链接关系的几何实体,所有其他信息均被去除。

2.3 程序开发

为解决围墙/栅栏在实例化模板和装配构件时效率低的问题,利用C++语言对CATIA进行基于CAA架构的二次开发[4]。CAA是CATIA的一整套C++函数库,该函数库在CATIA运行时加载[5]。基于该函数库可直接与CATIA进行通信,通过对自身业务逻辑的封装,实现相关功能,大大提高了建模效率。

按照设计方法的实现流程,二次开发工作主要有2部分:(1)定位坐标系的计算;(2)装配/实例化相关的模型/模板。

2.3.1 定位坐标系计算

定位坐标系计算包含实现流程中的前4个环节,其界面见图5。5项输入条件为:2坐标系之间的间距、地形面、围墙/栅栏边界、目标文件夹以及定位坐标系在Z轴方向上与边界的偏移距离。该功能可一次性将当前选中边界包含的标准长度和非标准长度的围墙/栅栏的坐标系全部计算出来。

图4 轻量化之后的模型结构树

图5 定位坐标系计算的界面

图6 计算所得坐标系

该功能的实现难点在于确定拐点末端位置坐标系的方向及此处围墙/栅栏的长度计算。计算所得的坐标系见图6,黑色坐标系为标准长度围墙/栅栏的定位坐标系,红色坐标系为非标准长度围墙/栅栏的定位坐标系。

2.4 两组患儿复发情况对比 治疗4周后,所有患儿均痊愈,随访1年后,观察组患儿复发1例(2.50%),观察组患儿6例(15.00%)。两组患儿复发情况之间的差异存在统计学差异(χ2=3.911,P=0.048)。

2.3.2 装配/实例化相关的模型/模板

装配/实例化相关的模型/模板对应实现流程中的后2个环节。非标准长度构件的实例化采用批量实例化Power Copy的方式(见图7),4项输入条件为:存放模板3D Part的ID、所用模板的名称、用于定位坐标系的文件夹和目标文件夹。

批量装配标准长度构件的界面见图8,3项输入条件为:存放定位坐标系的文件夹、目标装配文件ID和用于装配的构件ID。

图7 批量实例化非标准长度构件的界面

2.4 实现效果

该方法广泛适用于路基、车站等地段围墙/栅栏的BIM设计工作,并通过程序开发有效提高了围墙/栅栏的BIM设计效率。目前,已在京雄高铁、牡佳客专、盐通客专等多个项目中应用。以站内围墙BIM模型设计为例,手工建模往往需要3~5 d,费时费力。采用开发工具后,基本可在4 h内完成,大大提高了设计效率。

满足结合律和分配率的运算符号函数π,也可以选取为多边矩阵⊕本身,此运算与矩阵的阶数没有限制,而求最小值运算对矩阵的阶数是有限制的,要求相应的矩阵阶数相同,即可以进行叠合运算。但是在结果张量矩阵不能进行对应元素的叠合运算时,可以取运算符号函数π,为⊗,即多边矩阵⊗的最小值,所有数值是可以进行加法运算的。

图8 批量装配标准长度构件的界面

3 结束语

利用该方法能够比较快速地完成围墙/栅栏的BIM设计工作,但仍存在一些问题:(1)现场施工过程中,围墙/栅栏所在位置的场地均事先经过整平,此过程难以在BIM设计中进行模拟。由于直接将围墙/栅栏放置于地面之上,在地面起伏时,相连的围墙/栅栏会出现错台问题(见图9),影响美观;(2)该方法较手工建模效率虽有较大提升,但仍存在改进空间。在后续工作中,可考虑采用多线程装配、制作Component Family模板等方法进一步提高效率。

图9 围墙错台问题示意图

参考文献

[1] 铁路BIM联盟. 铁路工程信息模型表达标准:1.0版[J]. 铁路技术创新,2016(1):5-177.

[2] 铁路BIM联盟. 铁路工程信息模型交付精度标准:1.0版[J]. 铁路技术创新,2018(1):14-127.

[3] 李迎九. 智能建造技术在铁路建设管理中的应用探索[J]. 中国铁路,2018(5):1-7.

[4] 谭浩强. C++程序设计[M]. 北京:清华大学出版社,2004.

[5] 胡毕福,吴约旺. CATIA软件建模与CAA二次开发[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2018.

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