一种基于REVIT的不同阶段BIM模型的差异比较的方法

阮浩德  广东省城乡规划设计研究院有限责任公司

霍浩彬  广东省建筑设计研究院有限公司

摘要：在智慧城市领域，工程三维设计是目前最常用、最可靠的方式，在设计中，存在过程文件多、文件交互多、文件内容多变动等问题，本研究从窗体数据库和模型元素集入手，对建模标准、REVIT 族和BIM模型进行了深入研究，并提出BIM 模型对比性检查的几条技术路线，旨在探究如何通过开发软件对BIM模型的自动检查功能，间接实现对设计成果的自动差性异比较与审核。

关键词：REVIT 族，BIM模型，遗传算法，差异比较

1  绪论

在智慧城市领域，工程三维设计是目前最常用、最可靠的方式，在传统的设计校对与审核模式，存在过程文件多、文件交互多、文件内容多变动等问题，每一阶段的人员在工作过程中需要对前期文件的修改变动等进行区分与识别，实际应用中易遗漏版本变更内容，且存在效率低下的问题，此外，现有技术通过将设计文件转换导入第三方软件进行文件比对的功能，操作繁琐，并未有技术实现软件内原生对比，本研究涉及智慧城市工程三维设计技术领域，具体涉及一种基于REVIT的不同阶段BIM模型的差异比较的方法，在应用中，无需转换格式、无需导出、无需上传，在REVIT软件内实现阶段版本对比、内容过滤及显示。更具体的有益效果说明：实现软件内原生对比，解决了文件对比的需求，减少繁琐的操作、提高了设计人员的工作效率，提高设计的质量。

2  研究模式与设计

在REVIT中，所有模型都是由族构建的，只有对族进行足够深入的研究，才可以对其进行不同阶段的二次利用及开发。因此，对模型是否满足建模标准的不同阶段差异性比较，其实就是对族的检测，本研究主要包括构件重叠清理、模型分离与合成、基于遗传算法的管线综合优化等三个关键技术，主要包括阶段文件选择、文档处理、对象筛选、文件对比、生成清单和结果显示等步骤。

2.1构件重叠清理

在设计过程中，设计人员由于批量的复制粘贴、分模合模造成了较多的构件重叠。这会导致算量时构件重复计算，导致提取的模型量不准确。本研究在于提供一种工具快速清理构件重叠、内嵌问题。

第一步，提取同类构件位置、定位线参数。就是从构成模型的众多族中对象去提取，包括位置、定位线参数，通过窗体数据库创建用户窗体IExternalCommand接口获取当前文档commandData对象，包括前台打开新版本模型、后台打开需要比较的旧版本模型；调用UI模块中设计的窗口显示，包括类别、族和类型这三个等级均有其名称命名，一个构件下可能包含多种族，因此族是最适合被提取的级别；

第二步，判断位置、定位线是否重叠，利用REVIT插件迅速找出模型中未包含规定关键字的族，生成文件选择窗体：利用openFileDialog新建选择窗体实例，并集中到一张报表上，让设计或建模工作者通过简单的选择关键字进行手动映射，避免了传统检查方式的不全面和繁琐；

第三步，判断构件面积、体积等体量参数，根据建模标准中规定的类型参数名称，通过插件检查每个参数内容是否为空，判断文件获取情况，根据判断结果，若获取成果则进行第四步；若获取失败，则进行异常处理，返回给windows。最后将所有需要补填参数内容的族类型集中到一张报表，进行批量操作，本步骤属于阶段文件选择，需要对两个文件进行，对比首先需要有两个供对比的文件，利用前台和后台两个文件进行对比，在前台文件中创建窗口，采用阶段文件选择器对后台文件进行选择，这样可以在前台文件中确认需对比文件的内容，减少出错几率。

第四步，对重叠和内嵌采取不同清理模式，明确对应模型中的一个族实例，因此可以通过“定位”功能在模型视图中快速锁定此实例，返回用户选择文件路径：再通过openFileDialog视图信息将区域、立面、高度偏移等实例参数返回用户选择RVT文件的路径名称的报表中，最后调用文档处理模块：将获取的路径名称赋值给文档调用模块进行下一步处理。

2.2模型分离与合成

在项目运行过程中，由于设计人员分配、成果提交要求等问题，需要对模型进行专业、楼层等方面的拆分或合成,手动操作该过程较为复杂。本研究在于提供一种工具快速根据分类原则进行模型拆分与合成。

第一步，根据拆分方式的相关参数筛构件进行分类，提取定位点，并以定位点位为参照形成相对位置信息获取文档路径，由文件选择模块获取的用户选择文档路径；

第二步，本类拆分文件暂存，获取应用程序实例：根据拆分方式的相关参数筛选构件进行分类，获取当前活动RVT文档的APPLICATION实例；

第三步，循环判断下一类拆分方式，后台加载文档调用应用程序提取定位点，将实例文档载入，用户选择文档路径赋值应用程序实例，并选择文档加载到后台合成文件暂存，判断加载情况；

第四步，循环输出拆分文件合成，调用筛选模块，后台开启的用户选择文档以及当前活动的文档赋值给筛选模块进行下一步处理；若加载成功，则循环输出文件，截止完成，并将文件存档，若加载失败，则进行异常处理，获取异常返回给用户。

2.3基于遗传算法的管线综合比较和优化方法

遗传算法作为一种优异的全局搜索智能优化算法，采用BIM 技术结合遗传算法对建筑管线综合进行优化不仅能够仿真模拟、碰撞检测和数据建模等功能，还能够对差异比较性进行优化分析，但其需要大量的数据支持和定量分析，本研究通过将BIM 技术、遗传算法和管线综合优化理论进行集成，可以有效提取revit提供所有风管、水管、桥架的尺寸标高和横纵坐标，解决建筑管线综合优化领域数据获取、定量分析等难题，优化到管线无碰撞或碰撞结果数量为最低。

第一步，提取revit提供所有风管、水管、桥架的尺寸标高和横纵坐标。在管线允许的区域，以管线设计的直径为栅格对上述区域进行划分。以栅格左上角为原点，分别在水平向右方向和垂直向下方向建立直角坐标系，因此，在允许区域内，每一个栅格都可以用特定的( x，y) 来标识，单栅格在允许区域内，赋值为1，反之为0。

第二步，遗传算法的效率取决于适应度函数的建立，本研究根据规范和所有管线之间影响因素，选取适应度评价函数导入所有管线之间最优距离和室内净高，并以最短距离引入作为目标函数修正项，从而消除遗传算法在运算过程中由于产生间断点而导致距离过近的问题，对所有管线进行全局计算，求导全局最优解。

第三步，由于在REVIT中，所有模型都是由族构建的，只有对族进行足够深入的研究，就可以对其进行二次利用及开发。因此，对模型是否满足建模标准的校核，其实就是对族的检测，本研究从构成模型的系统族、可载人族与内建族等众多族中去拾取它，当族被拾取出来后，则可根据建模标准表格中的相应条目，对族的各类参数进行碰撞检查，从而优化到管线无碰撞或碰撞结果数量为最低。

3结论

本研究的基于REVIT的不同阶段BIM模型的差异比较的方法，是基于REVIT软件进行二次开发，根据其不同阶段的BIM模型，提出了一种差异比较的方法，在应用中，无需转换格式、无需导出、无需上传，在REVIT软件内实现阶段版本对比、内容过滤及显示。更具体的有益效果说明：实现软件内原生对比，解决了文件对比的需求，减少繁琐的操作、提高了设计人员的工作效率，提高设计的质量；对比类别筛选前置执行，相比现有实现方式，缩短了运行时间；实现了单类别或多类别的对比方式，相比现有实现方式，增加了灵活性，缩短了运行时间；对比结果用列表显示，增加了可读性与实用性；单对象或多对象的凸出高亮显示，增加了阅读性。

参考文献

[1]      苏军德; 李国霞; 田建荣; 周建基. 基于GIS与遗传算法的城市新建地下管线最优路线选取研究.矿山测量,2018-02-15.

[2]      翟超;陈宇龙;孙翔. 通过BIM模型实现自动化设计校审[J]. 第四届全国BIM 学术会议论文集, 2018