Все чаще в технических заданиях к проектированию линейных объектов появляются требования предоставить BIM-модели для всех разделов проекта. И если информации по созданию цифровых моделей автомобильных дорог достаточно много, есть отработанные, испытанные на множестве проектов технологии, то по другим разделам у большинства пользователей остается еще много вопросов.
В этой статье будут описаны технологии, позволяющие автоматизировать работу по созданию трехмерной информационной модели важного раздела проектов линейных объектов инфраструктуры – «Организация дорожного движения» (ОДД).
План ОДД, или с чего все начинается
Формирование элементов ОДД с помощью универсальных семейств Revit
Организация эффективной связи между 2D-планом и сводной моделью InfraWorks
Организация эффективной связи между 2D-планом и сводной моделью Navisworks
Создание моделей барьерных, перильных и прочих ограждений в Revit и их автоматическое добавление в сводную модель с помощью Dynamo
Применение параметрических ограждений из Inventor в InfraWorks
План ОДД, или с чего все начинается
План организации дорожного движения является обязательной частью проектов автомобильных дорог. Традиционно такие планы разрабатываются в среде AutoCAD с применением библиотек элементов дорожного движения в виде блоков или примитивов AutoCAD. Также существуют специализированные надстройки и приложения, содержащие библиотеки объектов инженерного обустройства и позволяющие частично автоматизировать работы по подготовке чертежей этого раздела. Однако создание информационной трехмерной модели раздела ОДД все еще вызывает множество затруднений у пользователей. Поэтому в данной статье 2D-план организации дорожного движения будет использоваться в качестве исходных данных для создания цифровой модели раздела.
Рис. 1. Пример классического плана организации дорожного движения в AutoCAD
Формирование элементов ОДД с помощью универсальных семейств Revit
При работе с общей BIM-моделью проекта особенностью раздела «Организация дорожного движения» является огромное количество довольно простых 3D-моделей. Например, количество дорожных знаков в проектах линейных объектов доходит до нескольких сотен. Отсутствие унификации и автоматизации моделирования таких объектов чревато большими временными затратами.Одним из вариантов решения является семейство «Универсального знака» Revit. Что оно из себя представляет? Это «родительское» семейство с вложенными в него семействами стоек, знаков и фундаментов. Для создания любого дорожного знака пользователь просто задаёт нужный тип полотен, стойки и фундамента знака. Процесс займет не более минуты даже у тех, кто никогда не пользовался Revit.
Рис. 2. Универсальное семейство дорожного знака
Другое семейство позволяет сделать также консоли для знаков и светофоров. Например, знак пешеходного перехода на консоли с компо-сигналом над проезжей частью (рис. 3):
Рис. 3. Дорожный знак с консолью
Организация эффективной связи между 2D-планом и сводной моделью InfraWorks
Подготовка плана в Autodesk Civil 3D
Предлагаемый метод заключается в использовании уже выстроенной слаженной технологии. Проектировщик также создает план организации дорожного движения в среде AutoCAD с использованием все той же наработанной библиотеки блоков AutoCAD, возможно, с применением специализированных надстроек по автоматизации отрисовки планов.Но для создания BIM-модели требуется доработка библиотеки блоков AutoCAD. Чтобы сформировать с помощью этих блоков информационную модель, нужно:
- Добавить атрибуты этим блокам AutoCAD. Например, обязательными атрибутами для дорожных знаков являются общее наименование объекта, наименования всех знаков на стойке, тип стойки, тип фундамента, угол поворота на плане и другая необходимая информация. При этом атрибут по углу поворота должен задаваться автоматически при повороте блока на чертеже.
- Соблюсти условия совпадения точки вставки блоков с 2D-центром вставляемого элемента.
Пример такого блока – на рис. 4. Этот блок не попадает на печать. В процессе проектирования специалист при назначении элементов расставляет эти блоки и задает значения атрибутов. При этом проектировщик должен также повернуть блок относительно плана в проектное положение. Атрибут по повороту после этого будет назначен автоматически.
Рис. 4. Пример блока AutoCAD по дорожному знаку
Рис. 5. Атрибуты блока по дорожному знаку
Таким образом, формируется подобие ГИС-данных элементов организации дорожного движения. Далее выполняется экспорт этих данных в ГИС-формат с помощью команды MAPEXPORT.
Импорт векторных данных раздела ОДД в InfraWorks
После этого элементы ОДД в ГИС-формате импортируются в InfraWorks. В InfraWorks необходимо, во-первых, создать стили для всех элементов, а во-вторых – правила стилей.
1. Создание стилей для всех элементов
В палитру стилей нужно добавить 3D-модели по всем элементам, использующимся в проекте организации дорожного движения. Для этого рекомендуется создать отдельную папку для моделей этого раздела:
Рис. 6. Палитра стилей с библиотеками элементов по разделам
На этом этапе очень важно разработать систему наименования объектов и стилей. Каждому элементу должно быть назначено уникальное имя, строго соответствующее регламенту. Это позволит унифицировать работы и применять наработанную библиотеку объектов в других проектах.
Итогом такой работы становится папка в палитре стилей со всеми используемыми элементами организации дорожного движения. При наработанной библиотеке стилей в новых проектах будет необходимо добавлять только стили по индивидуальным знакам и другим элементам, которые ранее не были задействованы.
Рис. 7. Стили 3D-моделей в папке ОДД
2. Создание правил стиля
Разработанные в Civil 3D данные ОДД подгружаются в формате SDF как точечные объекты с атрибутами. При первоначальном импорте этим объектам задается стандартный вспомогательный стиль, например 3D-модель зелёной полусферы, как на рис. 8:
Рис. 8. Стили 3D-моделей в папке ОДД
Для этого по каждому стилю из библиотеки InfraWorks необходимо будет создать соответствующее правило стиля. Это правило определяет стиль 3D-модели для точки с плана в зависимости от атрибутов.
Рис. 9. Правила стиля
Рис. 10. Точки плана ОДД после применения правил стиля
Рис. 11. Точки плана ОДД после применения правил стиля и задания угла поворота
Внесение изменений
При внесении изменений в план организации дорожного движения в Civil 3D нужно вносить изменения также в атрибуты блоков и при необходимости корректировать их местоположение и угол поворота. Затем выполняется повторный экспорт этих элементов в предыдущий файл SDF с перезаписью. Таким образом, происходит обновление файла SDF с элементами ОДД. И дальше остается только нажать на две иконки в InfraWorks – обновить источник данных и применить правила стиля. Все корректировки будут применены, всем элементам будут заданы стили в соответствии с их атрибутами, а также обновятся углы поворота согласно поворотам блоков из плана.
Рис. 12. Элементы организации дорожного движения в модели InfraWorks
Организация эффективной связи между 2D-планом и сводной моделью Navisworks
Организация эффективной связи между 2D-планом и сводной моделью Navisworks – задача более важная. Сводная модель InfraWorks главным образом создается в презентационных целях и играет вторичную роль. Самые важные задачи решаются в сводной модели Navisworks – координация, поиск коллизий, анализ, привязка к строительному графику и пр. Как же создать автоматизированную связь между 2D-планом Организации дорожного движения и сводной моделью проекта? Как избежать ручной работы при формировании модели ОДД?В решении такой нестандартной задачи может помочь Dynamo.
Для этого необходимо реализовать три этапа:
- Блоки элементов на плане ОДД в Autodesk Civil 3D экспортируются в табличном виде (координаты, отметка поверхности, угол поворота). Эта таблица будет использоваться в качестве исходных данных для скрипта Dynamo.
- Подготовка 3D-моделей по всем элементам плана – подробно описано в пункте 3.
- Запуск скрипта Dynamo, который автоматически расставит 3D-модели по поверхности в соответствии с данными точек с плана.
Рис. 13. Скрипт расстановки знаков в Dynamo
Рис. 14. Спецификация на дорожные знаки
После этого модель с расставленными знаками экспортируется в формат *.fbx для дальнейшего импорта в общую сводную модель проекта в NavisWorks.
Рис. 15. Знаки, экспортированные в NavisWorks
Создание моделей барьерных, перильных и прочих ограждений в Revit и их автоматическое добавление в сводную модель с помощью Dynamo
Важными элементами организации дорожного движения являются барьерные и перильные ограждения. Описанная нами технология позволит быстро создавать BIM-модели ограждений, а также получать по ним рабочие чертежи и спецификации. Поскольку в проектах используются типовые ограждения, технология масштабируется во всех последующих проектах.
Схема работы схожа с предыдущим пунктом:
1. Экспорт точек проектируемых ограждений в табличном виде
Для этого нужно расставить блоки по линиям ограждений с помощью массива по траектории и переместить эти блоки на отметку нужной поверхности. Выполнить экспорт координат, отметок блоков в таблицу Excel. Эта таблица будет являться исходными данными для скрипта Dynamo.
Рис. 16. Таблица данных точек ограждений
2. Подготовка параметрической модели ограждения в Revit. Требуется типовая секция
Рассмотрим создание параметрического барьерного ограждения. В Revit создается семейство, состоящее из нескольких элементов. Те элементы, которые должны меняться параметрически, создаются непосредственно в Revit. В данном случае – балка и стойки, которые могут менять свою длину (см. рис. 17).
Рис. 17. Параметрические элементы, созданные в Revit
Рис. 18. Элементы, созданные с помощью Inventor
Рис. 19. Ограждение, собранное в Revit
3. Запуск скрипта Dynamo
Далее на помощь приходит Dynamo. При помощи скрипта, аналогичного тому, который был описан выше, можно расставить типовую секцию ограждения по точкам плана, экспортированным в табличном виде.
Благодаря тому, что расстановка элементов происходит в Revit, будут также получены спецификации на элементы ограждения. Таким образом, если правильно настроить организацию работы, при изменениях положения трассы дороги все модели барьерных ограждений перестраиваются примерно за 15 минут с учетом пересчета спецификаций.
Применение параметрических ограждений из Inventor в InfraWorks
InfraWorks имеет богатый функционал по проектированию эскизных дорог, возможности программы впечатляют. Но для создания полноценных эскизных проектов или визуализации проектных решений стандартную библиотеку компонентов модели и элементов оформления необходимо расширить. Добавить отдельные 3D-модели, например дорожных знаков или светофоров, нетрудно. Но создание параметрических компонентов дорог или параметрических элементов оформления – довольно новая и интересная задача, решение которой будет рассматриваться в этой главе.При создании параметрических элементов для InfraWorks используется Autodesk Inventor. Такая связка позволяет получить элементы, параметры которых можно задавать непосредственно в модели InfraWorks.
Сама модель ограждения собирается в Inventor из отдельных деталей, в данном случае из стойки, консоли-распорки, балки и отражателя. Благодаря тому, что в Inventor можно разрабатывать таблицы параметрических рядов для элементов, появляется возможность создания параметрических сборок. За счет этого также сокращается время моделирования однотипных элементов, которые могут отличаться, например, длиной. Пример секции такого ограждения показан на рис. 20.
Рис. 20. Экспорт модели из Inventor в InfraWorks
Рис. 21. Импорт параметрического ограждения из Inventor
Рис. 22. Применение параметрического ограждения из Inventor в модели InfraWorks
После этого при работе с компонентными дорогами эти пользовательские модели могут применяться как стандартные параметрические элементы оформления.
На рис. 23 для компонентной дороги в качестве элемента оформления было задано пользовательское барьерное ограждение, созданное в Inventor:
Рис. 23. Применение параметрического ограждения из Inventor в модели InfraWorks
Рис. 24. Свойства параметрического ограждения: отображение в Inventor и в InfraWorks
Рис. 25. Перильные ограждения из Inventor в модели InfraWorks
Мы рассказали, как с помощью программных продуктов, входящих в отраслевую коллекцию Autodesk, выполняются отдельные задачи по созданию информационной модели раздела «Организация дорожного движения». Создание элементов раздела в составе общей сводной BIM-модели позволит решить множество вопросов – подсчет объемов непосредственно в модели, автоматизированный вывод спецификаций и ведомостей, междисциплинарный поиск коллизий и пр. Помимо этого, умение создавать полную BIM-модель проекта с наличием элементов всех разделов позволит удовлетворить современные требования заказчиков и, таким образом, получить конкурентное преимущество на рынке.