[发明专利]一种基于Unity平台的公路隧道工程BIM模型动态创建方法

权利要求书

1.一种基于Unity平台的公路隧道工程BIM模型动态创建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、基于路线文件导入隧道工程的路线设计线平纵横信息、关键桩号信息，所述关键桩号信息包括隧道起终点洞门的桩号、起终点明洞的桩号、隧道断面变化点以及隧道地质条件变化分界点、按照隧道设计原则沿隧道创建的紧急停车带的起终点、布置在紧急停车带上的横洞的桩号位置、联络通道的桩号，用于描述不同区间段落范围内的隧道设计方案，解析路线文件，读取该路线文件下的设计线列表，获取当前隧道所在设计线Guid，根据关键桩号信息解析出工程坐标，将工程坐标移合原点转换成隧道在三维空间中可用的坐标，在三维空间拟合每个桩号坐标点形成三维曲线，用以确定隧道的三维空间位置；所述路线文件中存储的信息是从地面线中采集的数据，隧道的路线信息即隧道设计时展示在三维空间中的俯视平面及纵断面的设计线形并通过插值计算形成逐桩坐标数据；所述桩号坐标点即隧道的路线信息中每一个控制点的唯一标识，桩号坐标点是将隧道设计时的位置数据整理成Excel表格形式存储，导入后每个位置对应的桩号信息换算成的坐标点，

S2、地勘资料读取，通过工程地质勘测报告，对三维空间中的隧道进行分段并形成隧道分段表，确定每一段隧道的围岩等级，根据围岩详情，对每一段进行地质情况描述包括围岩等级描述、开挖方式描述，同时绘制隧道二维纵面设计图，包括隧道整体的设计线分布情况以及地面线走势，并绘制分隔线代表围岩分段情况，便于查看对比设计线与地面线的高程、隧道埋深，并保存用户根据对比情况对隧道分段进行调整前后的数据；

S3、基于复合式衬砌通用设计图创建包括锚杆、钢拱架、钢筋网、混凝土结构的三维模型，并按照所述隧道分段表中围岩等级修正三维模型数据并分类存储在对应围岩等级的复合式衬砌库中；所述复合式衬砌通用设计图是在隧道设计阶段，让不同围岩等级下隧道施工需要用到的初支结构、二衬结构形成通用工程设计方案，并将设计方案以参数化的形式存入复合式衬砌通用设计库；创建所述三维模型的过程包括从复合式衬砌通用库调取锚杆、钢拱架、钢筋网、混凝土结构的属性参数，根据属性参数描述锚杆、钢拱架、钢筋网、混凝土结构在三维空间的位置和样式，并创建出三维模型；

S4、隧道洞身设计，所述隧道洞身分为标准段和布置有紧急停车带的加宽段，标准段即隧道主洞洞身，按照公路隧道设计规范中规定，主洞洞身内轮廓的断面形式主要分为三心圆、单心圆两种，紧急停车带的洞身内轮廓主要为三心圆，导入隧道洞身设计图纸，提取隧道洞身设计图纸中单心圆结构及其内部建筑限界、或三心圆结构及其内部建筑限界的设计属性参数，根据洞身内轮廓建筑界限设计参数选取主洞洞身内轮廓的断面形式，实现参数化绘制洞身断面图，即用户输入各个设计属性参数，利用设计属性参数计算断面上各个点的坐标，接着描点连线，绘制洞身断面二维图示，并将洞身断面沿着隧道路线进行拉伸，生成对应路线位置上的三维模型；

其中，选取主洞洞身内轮廓的断面形式包括以下步骤，

G1，输入建筑界限设计参数；

G2，判断是三心圆或者单心圆：断面圆心个数＝W_{建筑界限宽度}/W_{标准车道宽度}；

G3，根据公路隧道设计规范中隧道标准断面通用图设计数据，匹配一套主洞洞身内轮廓总宽度大于等于建筑界限总宽度的断面形式；

S5、将围岩分段的分割线在隧道纵面设计图中的位置进行展示，邻近所述分割线的隧道桩号的位置作为隧道围岩分段的起点和终点，以当前隧道纵面设计图中隧道围岩分段的尺寸为标准，算出每个隧道围岩分段的详细位置，同时，根据地质勘测过程初步得到隧道围岩分段情况，通过提取每个段落的围岩等级、埋深数据，匹配系统默认的复合式衬砌方案，并沿该隧道围岩分段的洞身内轮廓的外围创建与其断面形式匹配的初支结构、二衬结构的三维模型；

S6、根据设计图纸，对端墙式洞门的端墙身提取设计参数，对环框式洞门提取设计参数，来根据洞门的位置创建洞门三维外观模型；

S7、根据联络通道的桩号，提取出联络通道的桩号空间坐标，定位联络通道的放置位置，对横洞的内轮廓样式提取出其直墙曲顶断面及建筑限界的设计参数，根据桩号空间坐标，将基于多条横向联络通道的内轮廓样式生成其初支二衬混凝土、锚杆、钢拱架的三维外观模型，基于布尔运算取差集运算，实现对相连的隧道主洞洞身和模型横向联络通道的连接部位模型的优化。