專利名稱：一種地鐵綜合管線輔助設計系統及設計方法
技術領域：
本發明屬于計算機相關應用領域，具體涉及一種地鐵綜合管線輔助設計系統，還涉及這種輔助設計系統的設計方法。
背景技術：
近年來，隨著我國國民經濟的發展和人民生活水平的不斷提高，大中城市的交通狀況日漸緊張，道路交通條件不斷惡化。人們逐步認識到只有發展以地下鐵道為骨干的大運量快速公共交通系統才能解決城市客運交通緊張問題。而綜合管線的設計在地鐵車站的設計及施工過程中尤為重要。綜合管線在整個設計與施工過程中對各專業管線的設計及施工起指導作用。綜合管線設計得是否合理直接影響到車站各層的層高、建筑裝修、車站設備的安全以及各管線能否順利安裝。
綜合管線專業的特點和作用有以下幾點I.綜合管線圖是各個專業管線和設備布置設計的綜合匯總及各專業之間設計協調平衡工作的體現。合理的設計可以使得地下空間充分、合理、有效的使用，更有利于管線的施工安裝和運營管理維修，亦可減少管線安裝過程中的返工現象。同時綜合管線又是車站建筑裝修設計的基礎資料；2.綜合管線是一個綜合性并具有指導性的設計文件。其綜合性是指其是各個專業管線的綜合，其指導性是指各個專業的管線設計及施工必須符合綜合管線圖設計的整體安排；3.綜合管線施工圖的設計過程是不斷協調各專業管線設計的過程。當各專業管線設計發現綜合管線給定空間不夠時又要反過來進行協調，最終共同完成管線圖的設計；4.綜合管線圖是各專業管線的綜合匯總，但又不是各專業管線的簡單疊加。其綜合性有以下兩點一是各專業空間使用的平衡與協調的工作；二是各專業管線的簡化。其簡化的原則是為了使各專業設計人員及施工人員能讀懂圖紙，起到其真正的綜合指導作用。但目前綜合管線圖紙設計人員使用的設計圖紙的工具是AutoDesk公司制作的軟件AutoCAD，其在管線繪圖過程中只能直觀的顯示二維坐標內的信息，如X坐標，Y坐標，并且標注混亂、線條錯綜復雜。而管線在現實世界中是存在空間三維數據的，即X坐標，Y坐標，Z坐標。在AutoCAD圖中，管線的第三維信息就只能用標注的形式表現出來，即目前通常用到的標高(標高表示管線距特定地面的高度)。但這種標注不夠直觀明了，且有時標注過多，造成混亂，亦有時標注過少，很不清晰，這樣會給讀圖帶來嚴重的負面影響。由于設計人員的水平、經驗以及仔細程度的差異，設計出來的圖紙中肯定存在管線“打架”現象，但這種現象在AutoCAD圖紙中又不能直觀的反映出來，因此，給施工及后期的檢修等造成很多困難
發明內容
本發明的目的是提供一種地鐵綜合管線輔助設計系統，直觀的模擬管線的空間位置，實現地鐵場景及管線的三維可視化，解決現有地鐵綜合管線之間的“打架”現象。本發明的另一個目的在于提供上述地鐵綜合管線輔助設計系統的設計方法。本發明的目的是這樣實現的，一種地鐵綜合管線輔助設計系統，包括管線碰撞檢測模塊、場景漫游模塊及管線編輯模塊。所述管線碰撞檢測模塊主要檢測不同類型的管線之間是否發生碰撞，如果碰撞則會發出碰撞警告并反饋碰撞信息； 所述場景漫游模塊包括場景及管線模型管理、管線的空間定位及場景的三維漫游；所述管線編輯模塊實現對管線屬性信息和空間位置信息的修改、查看、刪除、增添操作，并可以直接對管線模型進行空間位置移動。所述場景及管線模型管理的主要功能就是方便用戶俯瞰整個場景，對整個場景及管線布局實現整體預覽，該功能將場景中的模型按照樹形結構顯示出來，并形象化展示場景模型、管線模型和地鐵站整個模型的層次結構關系，同時每個場景模型塊和每類管線模型都能根據用戶的選擇進行顯示和隱藏；所述管線的空間定位功能可實現管線從平面信息到三模型的視覺轉換，方便用戶快速找到所要查找管線的空間位置；所述場景的三維漫游功能可以使綜合管線設計人員擺脫場景的三維想象，可以模擬現實地漫游地鐵站場景，直觀了解管線與地鐵站房建結構以及管線之間的位置關系；用戶可以通過鍵盤按鍵進行場景鏡頭的前后左右移動，或者只用鼠標對場景鏡頭進行移動，來達到漫游場景的目的。本發明的另一個目的是這樣實現的，所述地鐵綜合管線輔助設計系統的設計方法，包括提取數據和建模，所述提取數據為將AutoCAD圖紙坐標系原點統一，并對應到三維場景模型中，數據包括管線的起點和終點坐標、管線的標高及在圖紙中的顏色，將提取出來的管線信息錄入到臨時文件表格中，批量導入到數據庫中；所述建模包括三維場景建模和數據庫建模。所述三維場景建模為把管線的屬性信息(如管線類型、管線名稱、管線用途、生產廠商等)存儲到SQL SERVER數據庫中，把三維渲染需要的空間信息(如坐標及顏色信息等)存儲到類似配置文件的XML文件中；采用C/S結構，運用兩層架構，即管線信息表示層(UI)與管線業務邏輯層(BLL)結合的綜合層和管線數據訪問層(DAL);管線信息表示層(UI)與管線業務邏輯層(BLL)通過管線數據訪問層(DAL)與SQL SERVER數據庫和XML文件進行數據交互，管線數據訪問層主要通過管線屬性信息類訪問SQL SERVER數據庫、通過管線空間信息類訪問XML文件。管線信息表現層(UI)負責顯示三維場景、綜合管線模型、管線信息以及各個功能模塊的前臺界面等，響應用戶請求(如管線的查看、定位或者移動等)并交予業務邏輯層處理，為用戶提供一種基于三維展示的交互式操作界面；管線業務邏輯層(BLL)負責處理用戶輸入的信息，或者將這些信息發送給數據訪問層進行保存，或者是調用數據訪問層再次讀出這些信息，同時實現對數據的增、刪、改、查操作，提供整個平臺的業務邏輯的支持。本發明有如下有益效果
I.本發明實現了三維可視化。與傳統的AutoCAD圖紙相比，本發明可以更直觀的
展示綜合管線布局。2.本發明簡單易操作。本發明在調整管線布局這一塊實現用鼠標拖拽的簡單操作，省去了繁冗的操作過程。3.本發明實現了智能化報警。只要在AutoCAD圖紙中出現管線碰撞現象，由此數據生成的管線數據模型在本發明中都能出現碰撞報警提示。4.本發明系統中的管線模型都可以實現定位功能，省去了在錯綜復雜的圖紙中的查找過程。
5.本發明生動形象的展示車站的場景布局，實現了三維漫游場景。
圖I是本發明系統功能模塊圖；圖2是本發明系統框架圖；圖3是本發明系統架構圖；圖4是本發明管線查詢流程圖；圖5是本發明管線添加流程圖；圖6是本發明管線刪除流程圖；圖7是本發明管線修改流程圖；圖8是本發明管線空間定位流程圖；圖9是本發明管線碰撞檢測流程圖；圖10是本發明管線空間移位流程圖；圖11是本發明場景、管線模型管理流程圖；圖12是本發明管線空間移位示意圖。
具體實施例方式一種地鐵綜合管線輔助設計系統，包括管線碰撞檢測模塊、場景漫游模塊及管線編輯模塊。管線碰撞檢測模塊主要檢測不同類型的管線之間是否發生碰撞，如果碰撞則會發出碰撞警告并反饋碰撞信息；場景漫游模塊包括場景及管線模型管理、管線的空間定位及場景的三維漫游；管線編輯模塊實現對管線屬性信息和空間位置信息的修改、查看、刪除、增添操作，并可以直接對管線模型進行空間位置移動。場景及管線模型管理的主要功能就是方便用戶俯瞰整個場景，對整個場景及管線布局實現整體預覽。當模型和管線不完全加載時會節省很多計算機資源，從而提高了系統的運行效率。該功能將場景中的模型按照樹形結構顯示出來，并形象化展示場景模型、管線模型和地鐵站整個模型的層次結構關系，同時每個場景模型塊和每類管線模型都能根據用戶的選擇進行顯示和隱藏。管線的空間定位功能實現了管線從平面信息到三模型的視覺轉換，查到管線的空間屬性信息后可以直接跳轉到該管線所在位置，將管線模型呈現在視覺窗口中間，并呈現選中狀態。在管線信息查詢功能的基礎上，當用戶查詢到所要求的管線后，希望查看其空間位置，則雙擊此管線在信息列表中的位置，系統根據此管線的空間信息，迅速將三維場景轉換到此管線處。空間定位功能方便用戶快速找到所要查找管線的空間位置。場景的三維漫游功能可以使綜合管線設計人員擺脫場景的三維想象，可以模擬現實地漫游地鐵站場景，直觀了解管線與地鐵站房建結構以及管線之間的位置關系。用戶可以通過鍵盤特定按鍵進行場景鏡頭的前后左右移動，或者只用鼠標對場景鏡頭進行移動，來達到漫游場景的目的。本發明地鐵綜合管線輔助設計系統的設計方法，包括提取數據和建模，提取數據為將AutoCAD圖紙坐標系原點統一，并對應到三維場景模型中，數據包括管線的起點和終點坐標、管線的標高及在圖紙中的顏色，將提取出來的管線信息錄入到臨時文件表格中，批量導入到數據庫中；所述建模包括三維場景建模和數據庫建模。三維場景建模為把管線的屬性信息(如管線類型、管線名稱、管線用途、生產廠商等)存儲到SQL SERVER數據庫中，把三維渲染需要的空間信息(如坐標及顏色信息等)存儲 到類似配置文件的XML文件中；采用C/S結構，運用兩層架構，即管線信息表示層(UI)與管線業務邏輯層(BLL)結合的綜合層和管線數據訪問層(DAL);管線信息表示層(UI)與管線業務邏輯層(BLL)通過管線數據訪問層(DAL)與SQL SERVER數據庫和XML文件進行數據交互，管線數據訪問層主要通過管線屬性信息類訪問SQL SERVER數據庫、通過管線空間信息類訪問XML文件。管線信息表現層(UI)負責顯示三維場景、綜合管線模型、管線信息以及各個功能模塊的前臺界面等，響應用戶請求(如管線的查看、定位或者移動等)并交予業務邏輯層處理，為用戶提供一種基于三維展示的交互式操作界面；管線業務邏輯層(BLL)負責處理用戶輸入的信息，或者將這些信息發送給數據訪問層進行保存，或者是調用數據訪問層再次讀出這些信息，同時實現對數據的增、刪、改、查操作，它提供了整個平臺的業務邏輯的支持。本發明以傳統的AutoCAD圖為基礎，結合三維可視化技術做出了功能加強。本發明是一個面向地鐵工程設計領域的專業輔助設計軟件系統，其開發過程符合軟件工程開發過程，本系統開發使用快速原型開發模式并不斷與用戶溝通結合新的需求添加功能。本發明為三維可視化系統。一般的三維模型使用3DS Max工具來完成，但3DS Max建立的模型不能數字化，即一旦建立就固定不能在系統中管理。而本發明的管理對象是管線及管線附屬設備，這些模型在系統中應該是變量，這些模型的屬性數據和空間數據必須存儲到數據庫中，以便管理。因此，本系統運用OpenGL技術在車站模型中渲染管線，且渲染用到的空間數據和屬性數據來自數據庫，可以實時管理。本發明為了避免地鐵綜合管線在最后的施工圖中出現管線碰撞現象，從圖紙中提取到的管線空間數據在進行三維實現時，系統會進行管線碰撞檢測，如果出現管線間的碰撞現象，系統會提示設計人員做出管線位置的調整，同時設計人員也能在本系統內對管線空間移動和做出各種調整嘗試，再根據調整結果對AutoCAD圖紙做出調整。這樣就會避免在AutoCAD圖紙中出現管線碰撞現象，不僅有助于綜合管線設計人員設計出更完美的圖紙，也為施工人員施工帶來方便，進而節省工期甚至資金投入。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行詳細說明。一、本發明地鐵綜合管線輔助設計系統如圖I所示，本發明主要包括三個模塊，管線編輯模塊、管線碰撞檢測模塊、場景漫游模塊。其框架圖如圖2所示。這些功能模塊是基于數據提取、場景建模、數據庫建模完成的基礎上開發的。其中管線碰撞檢測模塊是一個獨立的模塊，只要配置文件中有管線的空間位置信息，該模塊就可以做出檢測，并提交碰撞檢測結果。場景漫游模塊中的管線空間定位功能和場景的三維漫游功能是管線編輯模塊中管線空間位置移動功能的基礎。管線及管線類型的編輯功能是管線空間定位功能實現的前提條件。I、提取數據
本發明將AutoCAD圖中有用的信息提取出來，并形成本發明中能用的數據，這些數據包括管線的起點和終點X，Y坐標以及管線標高；管線在圖紙中的顏色。由于設計人員的個人習慣原因，AutoCAD制圖不可能遵循同一個規范，因此目前的提取數據的方法沒有實現智能化，幾乎純人工提取。方法就是將AutoCAD圖紙坐標系原點統一，并對應到之前做好的三維場景中，這樣提取出來的數據就是可用的，可以將管線的模型融合到場景中。將提取出來的管線信息按照特定格式錄入到臨時文件表格中，用本系統批量導入到數據庫中，也可以用本系統進行單條管線的信息錄入。2、三維場景建模本發明不是完全摒棄現有技術，所以系統的數據來源仍然是綜合管線專業AutoCAD 圖紙。車站三維場景的制作主要參照設計人員繪制的AutoCAD圖紙的房建圖部分,必須包含車站的水平剖面圖和縱剖面圖。在保證場景數據量較小的前提下，為了達到與現實結構相符，可以做一定的美化工作。該場景為固有數據，針對特定的地鐵站，所以每個不同的
站都需重新二維建模。用3ds Max將制作完成的三維車站場景導出成' 3ds文件，以便后面用OpenGL做開發的時候導入。3、數據庫建模由于本發明關注的是地鐵的綜合管線，所以管線的各種信息都必須數據化，所謂的數據化就是將管線對應的屬性信息和空間信息存儲到數據庫中，并且按需修改。本發明把管線的屬性信息(如管線類型、管線名稱、管線用途、生產廠商等)存儲到數據庫中；把三維渲染需要的空間信息數據(如X, Y，Z坐標以及顏色信息等)存儲到類似配置文件的XML文件中。這樣存儲的目的主要是考慮到程序運行速度及效率。首先作為一個信息管理系統，基本的增、刪、改、查功能用數據庫實現較為簡便也更安全，在運行速率上用戶可以接受。但考慮到本發明是一個三維可視化系統，在三維漫游過程中需要對數據不停地刷新和處理，對硬件有一定的要求，鑒于此，渲染管線用到的數據都被存儲到XML文件中。XML文件是一種結構化文檔，它的特點是小巧、靈活和擴展性強，完全可以作為小型的數據庫使用。4、碰撞檢測模塊管線碰撞檢測模塊主要檢測不同類型的管線之間是否發生碰撞，如果碰撞則會發出碰撞警告并返回碰撞信息，從而提示綜合管線設計人員該圖紙設計存在缺陷，并在場景中準確定位到管線碰撞處，以幫助設計人員設計圖紙。
5、場景漫游模塊場景漫游模塊主要有三個功能站層模型及管線模型的顯示和隱藏、管線的空間定位、場景的三維漫游。(I)場景及管線模型管理場景及管線模型管理的主要功能就是方便用戶俯瞰整個場景，對整個場景及管線布局實現整體預覽。當模型和管線不完全加載時會節省很多計算機資源，從而提高了系統的運行效率。該功能將場景中的模型按照樹形結構顯示出來，并形象化展示場景模型、管線模型和地鐵站整個模型的層次結構關系，同時每個場景模型塊和每類管線模型都能根據用戶的選擇進行顯示和隱藏。(2)管線的空間定位管線的空間定位功能實現了管線從平面信息到三模型的視覺轉換，查到管線的空間屬性信息后可以直接跳轉到該管線所在位置，將管線模型呈現在視覺窗口中間，并呈現選中狀態。在管線信息查詢功能的基礎上，當用戶查詢到所要求的管線后，希望查看其空間·位置，則雙擊此管線在信息列表中的位置，系統根據此管線的空間信息，迅速將三維場景轉換到此管線處。空間定位功能方便用戶快速找到所要查找管線的空間位置。(3)場景的三維漫游場景的三維漫游功能可以使綜合管線設計人員擺脫場景的三維想象，可以模擬現實地漫游地鐵站場景，直觀了解管線與地鐵站房建結構以及管線之間的位置關系。用戶可以通過鍵盤特定按鍵進行場景鏡頭的前后左右移動，或者只用鼠標對場景鏡頭進行移動，來達到漫游場景的目的。6、管線編輯模塊管線編輯模塊主要實現對管線屬性信息和空間位置信息的修改、查看、刪除、增添等操作，并可以直接對管線模型進行空間位置移動，這樣省去了繁冗的數據操作。具體包括以下幾項功能(I)管線種類的增、刪、查、改管線的種類是根據管線的不同用途進行分類的，主要包括通風管、水管、線槽、橋架等。該功能主要實現對管線的屬性信息數據庫進行相應的操作。(2)管線個體的增、刪、查、該系統提供兩種查詢模式在條件查詢模塊中，用戶根據管線類型或者名稱可以查詢到所有滿足條件的管線的所有信息，管線信息以列表的形式顯示；在三維場景中，用戶直接雙擊要查看的管線，系統彈出信息顯示界面，顯示該管線的所有信息。用戶可查看的管線信息包括管線名稱、類型、規格、敷設日期、維護周期、敷設單位、上次維護日期等。信息查詢功能方便用戶找到自己所需的數據資料，為管線維護提供數據支持。其它對管線個體的非查詢操作在對數據庫執行的同時，也對配置文件進行，以達到數據庫與配置文件同步的目的。(3)管線的空間位置移動系統提供三種管線移動方式在“手動方式”下會在管線的兩個端點分別生成三維坐標系，拖動其中任意一個坐標系的任意維度，管線該端點就會沿該維度移動相應距離；在“編輯方式”下，系統彈出編輯對話窗口，直接對管線空間數據進行修改，保存后系統重繪視覺窗口，管線移動相應距離；在“整體移動”方式下，系統在管線兩端同樣分別生成三維坐標系，拖動其中任意一個坐標系的任意維度，管線整體就會沿該維度移動相應距離。這三種模式滿足了管線移動的不同需求，同時實現了管線模型的管理。二、本發明地鐵管線輔助系統的設計方法 本發明基于C/S結構，運用兩層架構，如圖3所示，即管線信息表示層(UI)與管線業務邏輯層(BLL)結合的綜合層和管線數據訪問層(DAL)。管線屬性信息和管線空間信息分別由SQL SERVER數據庫和XML文件存儲。因SQL SERVER數據庫更易于業務邏輯處理及方便功能擴展，屬性信息(如管線類型、管線名稱、管線用途、維護周期等)由SQL數據庫存儲；XML具有層次結構明確，存取速度快的特點，而在三維漫游過程中需要對數據大量計算處理，要求數據能夠快速讀取并處理，故管線空間信息數據(如三維空間坐標以及顏色信息等)由XML文件存儲更為適合。管線信息表現層(UI)負責顯示三維場景、綜合管線模型、管線信息以及各個功能模塊的前臺界面等，響應用戶請求(如管線的查看、定位或者移動等)并交予業務邏輯層處理，為用戶提供一種基于三維展示的交互式操作界面。通過表現層，將三維可視化的數據分析結合到管線維護管理的解決方案中；管線業務邏輯層(BLL)負責處理用戶輸入的信息，或者將這些信息發送給數據訪問層進行保存，或者是調用數據訪問層再次讀出這些信息，同時實現對數據的增、刪、改、查操作，它提供了整個平臺的業務邏輯的支持；管線數據訪問層為表示層與業務邏輯層提供數據支持。通過管線數據訪問層(DAL)，表示層與業務邏輯層便與SQL SERVER數據庫和XML文件進行數據交互，數據庫訪問層主要通過管線屬性信息類訪問SQL SERVER數據庫、通過管線空間信息類訪問XML文件。以下為本發明主要功能模塊的實現方法I.管線的信息管理管線的查詢、添加等操作管理流程如圖4至圖7所示，按照管線用途，本系統將管線分為若干類型，如風管(橋架、槽盒)、水管(橋架、槽盒)、配電管(橋架、槽盒)等等。管線個體依賴于管線類型，如回風管屬于風管。每增加一條管線，就在SQL SERVER數據庫中增加一條管線數據，再將生成的ID號和錄入的空間數據及渲染所需數據寫入到配置文件XML中，SQL SERVER數據庫中的管線屬性信息和XML中的空間信息就通過管線ID號對應起來。至此每條管線的完整信息都被存儲起來。刪除、修改、查詢操作通過對數據庫操作都可容易實現。2.管線的空間定位如圖8所示，根據查詢到的管線空間信息，把攝像機定位到這條管線所在的位置，并且將管線狀態置為選中狀態。管線的空間定位必須結合管線的空間信息查詢，將管線空間數據提取出來并計算出該段管線的中點坐標，把OpenGL中的攝像機位置放在該段管線的垂直平分線上，高度與中點高度一致，并將攝像機朝向中點，這樣定位到的位置即場景攝像機直視該段管線的位置。3.管線碰撞檢測如圖9所示，系統將不同種類的管線的空間信息存儲到不同文件中，遍歷系統空間數據存儲文件所在的文件夾，將管線當作空間直線處理，分別計算不同種類的兩條管線間的最短距離，再計算這兩條管線的半徑和，判斷最短距離是否小于兩管線的半徑和，如果小于則此兩條管線發生碰撞。將其中一條再與其它不同種類的所有管線進行判斷，循環判斷所有管線，并輸出判斷結果。4.管線空間位置移動如圖10、圖12所示，本功能用來將管線的空間數據修改到與實際相符，實現管線空間位置的實時更新。系統提供了三種管線移動模式手動模式、編輯模式、整體移動。手動模式是用戶在三維場景中直接拖動管線使管線空間位置發生變化，系統為每段管線的每一端提供了六個自由度的移動。當處 于手動模式時，管線端口中心處自動出現六個帶箭頭的軸，分別指向的方向為上、下、左、右、前、后，每一個方向的軸代表了這一方向的自由度，用戶可以拖動不同的軸以此把管線模型移動到相應方向的位置上，比如拖住向上的箭頭拉動管線，則管線的這一端口向上移動，其它方向也是如此，系統記錄移動之后管線模型所在的空間位置的數據，并更新到對應的XML文件中。當處于編輯模式時，用戶輸入此管線的空間數據坐標對數據，包括起始X坐標、起始Y坐標、起始Z坐標、終點X坐標、終點Y坐標以及終點Z坐標,確定后刪除原有管線模型，根據新的空間數據重新繪制管線模型，同時查詢此管線所在的XML文件，并更新其空間坐標對數據。整體移動方式原理與手動移動方式原理一致。移動的時候兩個端點同時更改空間位置信息，達到整體移動的效果。5.場景的三維漫游本功能根據特定的鍵盤按鍵，實現攝像機的前后、左右移動，上下、左右旋轉。以達到場景漫游的效果。本系統場景所示圖像即為OpenGL中攝像機所攝，所以漫游時只需對場景攝像機進行操作。前進、后退、左右移動只需把攝像機前后左右移動；場景的仰視、俯視，左右瀏覽，只需上下左右擺動攝像機鏡頭。6.場景及管線模型管理如圖11所示，為了更直觀的展示管線和場景的三維空間位置，本系統實現了站層及管線的顯隱，便于俯瞰整個場景，可以隱藏不必要的場景結構和同類管線。為了達到此目的，可以將場景切割成若干個場景塊，并且將每個場景塊和每類管線都做上標記表示是顯示還是隱藏。按要求將做顯示標記的場景塊和管線載入。如果需要隱藏某個場景塊或某類管線則將其標記為隱藏。
權利要求
1.一種地鐵綜合管線輔助設計系統，其特征在于包括管線碰撞檢測模塊、場景漫游模塊及管線編輯模塊。
2.如權利要求I所述的地鐵綜合管線輔助設計系統，其特征在于所述管線碰撞檢測模塊主要檢測不同類型的管線之間是否發生碰撞，如果碰撞則會發出碰撞警告并反饋碰撞信息； 所述場景漫游模塊包括場景及管線模型管理、管線的空間定位及場景的三維漫游； 所述管線編輯模塊實現對管線屬性信息和空間位置信息的修改、查看、刪除、增添操作，并可以直接對管線模型進行空間位置移動。
3.如權利要求2所述的地鐵綜合管線輔助設計系統，其特征在于所述場景及管線模型管理的主要功能是方便用戶俯瞰整個場景，對整個場景及管線布局實現整體預覽，將場景中的模型按照樹形結構顯示出來，并形象化展示場景模型、管線模型和地鐵站整個模型的層次結構關系，同時每個場景模型塊和每類管線模型都能根據用戶的選擇進行顯示和隱藏； 所述管線的空間定位功能可實現管線從平面信息到三維模型的視覺轉換，方便用戶快速找到所要查找管線的空間位置； 所述場景的三維漫游功能可以使綜合管線設計人員擺脫場景的三維想象，模擬現實地漫游地鐵站場景，直觀了解管線與地鐵站房建結構以及管線之間的位置關系；用戶可以通過鍵盤按鍵進行場景鏡頭的前后左右移動，或者只用鼠標對場景鏡頭進行移動，來達到漫游場景的目的。
4.如權利要求1-3任一項所述的地鐵綜合管線輔助設計系統的設計方法，其特征在于包括提取數據和建模，所述提取數據為將AutoCAD圖紙坐標系原點統一，并對應到三維場景模型中，數據包括管線的起點和終點坐標、管線的標高及在圖紙中的顏色，將提取出來的管線信息錄入到臨時文件表格中，批量導入到數據庫中；所述建模包括三維場景建模和數據庫建模。
5.如權利要求4所述的地鐵綜合管線輔助設計系統的設計方法，其特征在于所述三維場景建模為把管線的屬性信息存儲到SQL SERVER數據庫中，把三維渲染需要的空間信息存儲到類似配置文件的XML文件中，采用C/S結構，運用兩層架構即管線信息表示層(n)與管線業務邏輯層(BLL)結合的綜合層和管線數據訪問層(DAL);管線信息表示層(UI)與管線業務邏輯層(BLL)通過管線數據訪問層(DAL)與SQL SERVER數據庫和XML文件進行數據交互，管線數據訪問層主要通過管線屬性信息類訪問SQL SERVER數據庫、通過管線空間信息類訪問XML文件。
6.如權利要求5所述的地鐵綜合管線輔助設計系統的設計方法，其特征在于管線信息表現層(UI)負責顯示三維場景、綜合管線模型、管線信息以及各個功能模塊的前臺界面等，響應用戶請求并交予業務邏輯層處理，為用戶提供一種基于三維展示的交互式操作界面；管線業務邏輯層(BLL)負責處理用戶輸入的信息，或者將這些信息發送給數據訪問層進行保存，或者是調用數據訪問層再次讀出這些信息，同時實現對數據的增、刪、改、查操作，提供整個平臺的業務邏輯的支持。
全文摘要
一種地鐵綜合管線輔助設計系統及設計方法，其特征在于包括管線碰撞檢測模塊、場景漫游模塊及管線編輯模塊。本發明實現了三維可視化及管線碰撞智能化報警，不僅可以更直觀的展示綜合管線布局，而且只要在AutoCAD圖紙中出現管線碰撞現象，由此數據生成的管線數據模型在本發明中都能出現碰撞報警提示，同時實現了管線的定位和三維漫游場景。本發明使用方便，操作簡單。
文檔編號G06F17/50GK102750419SQ20121021571
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月27日 優先權日2012年6月27日
發明者張鵬飛, 王曉帆, 王磊, 趙凱, 金英珠, 黑新宏 申請人:西安理工大學