鄭洋 張克

摘要：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已成為大壩施工過(guò)程中處理復(fù)雜數(shù)學(xué)模型的有力工具，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)模型信息集成、交互式設(shè)計(jì)和分析，基于已有的大壩模型，引入了3DExperience平臺(tái)，并利用該平臺(tái)的三維設(shè)計(jì)功能，使用基于部件的設(shè)計(jì)方法完成對(duì)大壩復(fù)雜施工過(guò)程中細(xì)部模型結(jié)構(gòu)的劃分。通過(guò)三維數(shù)字建模，建立了基于規(guī)則的知識(shí)工程模板，可以輔助設(shè)計(jì)人員提高建模效率，便于設(shè)計(jì)人員制定合理的施工方案。研究成果可為施工組織設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞： 3DExperience; 大壩施工仿真; 細(xì)部構(gòu)造; 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

中圖法分類號(hào)：TV512 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2022.01.004

文章編號(hào)：1006 - 0081（2022）01 - 0017 - 06

0 引 言

大壩施工組織是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，傳統(tǒng)方法中憑經(jīng)驗(yàn)使用類比法來(lái)安排大壩澆筑順序和施工進(jìn)度極為困難，且缺乏系統(tǒng)的定量分析和計(jì)算。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)仿真技術(shù)的迅速發(fā)展，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行大壩施工仿真試驗(yàn)及分析逐漸成為可能[1-4]。但是，目前的研究多停留在對(duì)施工動(dòng)態(tài)過(guò)程的仿真計(jì)算實(shí)現(xiàn)上，而很少考慮仿真建模過(guò)程的簡(jiǎn)化及仿真計(jì)算過(guò)程的直觀表達(dá)。國(guó)外很多學(xué)者通過(guò)可視化施工仿真方法解決了施工過(guò)程中的一些關(guān)鍵性問(wèn)題[5]。Wang等[6]在2014年將建筑信息模型BIM與施工仿真相結(jié)合，考慮施工工期的不確定性而得到工程施工的進(jìn)度計(jì)劃，建立了以BIM為基礎(chǔ)的4D模型。中國(guó)對(duì)水電工程施工場(chǎng)景三維建模方法和可視化進(jìn)行了大量研究。李小帥等[7]在2012年以CATIA與3DS MAX軟件為平臺(tái)，結(jié)合CG知識(shí)庫(kù)，構(gòu)建了三維可視化仿真場(chǎng)景。然而，水電工程三維模型多是基于3DS MAX或GIS等軟件建立的，模型精度較低，難以修改，也不利于重復(fù)利用[8]。近年來(lái)，少數(shù)學(xué)者以CATIA為基礎(chǔ)建立了參數(shù)化的大壩三維模型，實(shí)現(xiàn)了三維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)和快速修改，但基于施工仿真的數(shù)字模型卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)施工中的仿真模型重復(fù)使用。基于上述研究的局限性，本文首次提出在3DExperience（3DE）平臺(tái)上開展大壩施工細(xì)部模型的劃分工作，利用3DE平臺(tái)的知識(shí)工程模板功能，可在大壩施工項(xiàng)目中進(jìn)行模型復(fù)用;且結(jié)合實(shí)際工程，運(yùn)用3DE平臺(tái)實(shí)現(xiàn)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)重用，能有效提高大壩施工細(xì)部模型的設(shè)計(jì)和修改質(zhì)量，精準(zhǔn)建立大壩施工仿真模型，為施工組織提供重要的理論與技術(shù)支持。

1 3DE平臺(tái)在水電工程中的應(yīng)用

3DExperience平臺(tái)提供了智能化的結(jié)構(gòu)樹，而且對(duì)實(shí)體或?qū)ο?，都可采用變量和參?shù)混合的方式進(jìn)行建模，并利用知識(shí)工程設(shè)計(jì)思想構(gòu)建通用的模板，因此在整個(gè)建模過(guò)程中，可以快速對(duì)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)、修改和實(shí)例化。近年來(lái)，隨著軟件技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，利用軟件的開源和開放特性，工程師可以運(yùn)用工程語(yǔ)言，結(jié)合模型特點(diǎn)，通過(guò)簡(jiǎn)單的邏輯編輯后批量實(shí)例化工程模板。

3DE平臺(tái)是基于單一數(shù)據(jù)源（3D模型）的系統(tǒng)架構(gòu)，能保證水利水電各專業(yè)之間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和及時(shí)更新，通過(guò)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)大大減少修改工作量。知識(shí)工程模塊中的參數(shù)設(shè)計(jì)規(guī)則、文檔模版等把工程設(shè)計(jì)流程和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)很好地集成在模型文件中，可快速實(shí)現(xiàn)不同施工方案的對(duì)比、開挖工程量的計(jì)算、數(shù)字化模擬施工過(guò)程和施工設(shè)計(jì)管理等，有助于縮短工程設(shè)計(jì)周期。高集成、大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)讓3DE平臺(tái)在水電工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

在3DE平臺(tái)中利用IFC設(shè)計(jì)類型和設(shè)計(jì)模板，并結(jié)合水利水電工程的規(guī)則、規(guī)范和三維設(shè)計(jì)方法進(jìn)行知識(shí)工程開發(fā)，從而對(duì)大壩施工模型進(jìn)行高效合理分割和提取，對(duì)提交的施工模擬方案進(jìn)行各種不同方案的優(yōu)化仿真。本文以拱壩施工模型為研究對(duì)象，探討了數(shù)字化高效的三維模型分割技術(shù)。

2 三維大壩施工模型分割技術(shù)的解決方案

由于拱壩的三維建模通常采用對(duì)拱壩設(shè)計(jì)方程的離散取值擬合建模，因此，在3DE平臺(tái)的三維設(shè)計(jì)軟件中，利用Civil 3D Design模塊和規(guī)則命令，設(shè)定拱壩參數(shù)，定義不同的系數(shù)后得到拱壩的三維參數(shù)設(shè)計(jì)模型，應(yīng)用曲線方程，完成上游面和下游面的大壩曲面三維建模（圖1）。

大壩澆筑是水利水電工程施工中的重要組成部分，特別是對(duì)于規(guī)模大、施工強(qiáng)度高、工期緊的工程，澆筑問(wèn)題更顯重要[9]。在完成大壩三維設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，需要在三維模型上提取相關(guān)信息，提供施工方案設(shè)計(jì)的原始依據(jù)[10]。對(duì)大壩進(jìn)行合理的分割，提取必要的距離、面積、體積信息，結(jié)合已有的施工分析體系，可以快速完成水利水電工程施工進(jìn)度方案的編制，同時(shí)將計(jì)算結(jié)果反饋到三維模型中。

結(jié)合大壩模型的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，大壩施工模型分割的需求是將大壩進(jìn)行沿壩體軸線方向和沿壩體高程方向兩部分的分割。實(shí)際分割時(shí)，可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求合理制定所需的分割方法，例如在沿壩體軸線方向分割時(shí)，可以采用知識(shí)工程中的參數(shù)化建立自定義特征的模板來(lái)實(shí)現(xiàn)。而沿壩體高程方向分割時(shí)，由于高程位置的不確定性，分割的部位難以控制。因此，需要制定一個(gè)合理的方法，并能保證后期變更時(shí)自動(dòng)更新的需求?；诖耍疚奶岢鍪褂?DE平臺(tái)的基于部件的分割方法，對(duì)大壩壩段進(jìn)行基于設(shè)計(jì)元素和設(shè)計(jì)模板分割的技術(shù)。

3 基于3DE平臺(tái)的大壩施工模型分割技術(shù)

結(jié)合大壩三維模型的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，將大壩劃分成不同區(qū)域，生成相應(yīng)的分割模型。本文大壩施工模型的分割技術(shù)分為兩種：① 基于模板的知識(shí)工程分割方法;② 基于部件的設(shè)計(jì)元素和設(shè)計(jì)模板分割方法。結(jié)合3DE平臺(tái)的工程語(yǔ)言進(jìn)行模型分割，提高實(shí)例化模板的效率。

3.1 基于3DE平臺(tái)的大壩施工模型分割原理

3.1.1 基于模板的知識(shí)工程分割

在3DE平臺(tái)的知識(shí)模板創(chuàng)建與CATIA模板創(chuàng)建一樣，都是參數(shù)化建模的一個(gè)過(guò)程。參數(shù)化建模的關(guān)鍵在于運(yùn)用參數(shù)、公式、規(guī)則、特征等驅(qū)動(dòng)圖形以達(dá)到改變圖形的目的。3DE平臺(tái)不僅具有系統(tǒng)定義的參數(shù)，還有用戶自定義參數(shù)。通過(guò)用于自定義參數(shù)和公式的工具，設(shè)計(jì)人員可以很方便地制出各種各樣的參數(shù)以及約束這些參數(shù)的公式。知識(shí)工程模板就是基于這樣的參數(shù)化建模方法，并結(jié)合水利水電工程的特點(diǎn)，專門為重復(fù)性建模過(guò)程而開發(fā)的功能。

模板設(shè)計(jì)允許交互式創(chuàng)建特性、部件和組裝模板，這些模板封裝了幾何規(guī)范、相關(guān)參數(shù)和關(guān)系（知識(shí)），以便進(jìn)行關(guān)聯(lián)重用。用戶特征（圖2）是知識(shí)工程模板的一種呈現(xiàn)方式，它實(shí)質(zhì)是一個(gè)黑盒，通過(guò)確定一個(gè)或多個(gè)輸入條件，在不開放設(shè)計(jì)方法和規(guī)則內(nèi)部的知識(shí)資產(chǎn)的前提下，將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳遞給合作伙伴，使合作伙伴能夠利用這些內(nèi)在的知識(shí)。

根據(jù)大壩分割的技術(shù)特點(diǎn)，沿壩體軸線方向分割的模型都具有相似性。通過(guò)修改分割面，模板可以重復(fù)利用，也可以通過(guò)建立參數(shù)化的模板庫(kù)，直接調(diào)用模板進(jìn)行復(fù)用。3DE平臺(tái)提供了工程語(yǔ)言來(lái)幫助工程師高效復(fù)用這些模板，利用知識(shí)工程語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)模板的快速實(shí)例化。該工程語(yǔ)言通俗易懂，未學(xué)過(guò)編程語(yǔ)言的工程師也能輕松上手，實(shí)現(xiàn)模板復(fù)用。通過(guò)工程語(yǔ)言中的模板資源，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶特征模型的快速實(shí)例化，其中部分代碼如下：

#建立幾何集

Set oPBodyFeature = new（"OpenBodyFeature"， "拱壩分縫"， `沿壩軸線分縫` ）

#遍歷特征體

iDam = iDamPF.Find（"MechanicalFeature"， NULL， true）

lstStr = List（"A"，"B"，……，"Z"）

#快速模板實(shí)例化

i = 1

for i while I <= IstSplitJoints.Size（）-1

{

UDFeature = CreateOrModifyTemplate（"CjwUDF"， oPBodyFeature， ` lstResSplit`， i）

UDFeature.SetAttributeObject（"拱壩"， iDam）

UDFeature.SetAttributeObject（"左側(cè)面"， IstSplitJoints.GetItem（i））

UDFeature.SetAttributeObject（"右側(cè)面"， IstSplitJoints.GetItem（i+1））

EndModifyTemplate（UDFeature）

}

3.1.2 基于部件（CBD）的設(shè)計(jì)元素和設(shè)計(jì)模板分割

CATIA三維建模應(yīng)用發(fā)展到3DE體驗(yàn)平臺(tái)后，已經(jīng)可以適用于12個(gè)行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，針對(duì)各領(lǐng)域不同的建模方法和思路，在3DE平臺(tái)上對(duì)水利水電工程達(dá)索系統(tǒng)提出了創(chuàng)新的建模方法：用于創(chuàng)建從概念設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)的可重復(fù)使用的部件模板，模型顆粒度范圍為L(zhǎng)OD100～LOD500。模板可以是用戶特征和工程模板。該方法被稱為基于部件的設(shè)計(jì)方法，簡(jiǎn)稱CBD（Component Based Design）設(shè)計(jì)方法（圖3）。

CBD方法最早是為了解決水利水電行業(yè)中從概念設(shè)計(jì)到詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程的問(wèn)題而提出的。該方法的核心思想是通過(guò)錨點(diǎn)在3D零件中捕捉設(shè)計(jì)意圖，通過(guò)將與錨點(diǎn)關(guān)聯(lián)的特征模板（UDF）一次性實(shí)例化以創(chuàng)建概念設(shè)計(jì)模型，然后通過(guò)將跟錨點(diǎn)關(guān)聯(lián)的基于產(chǎn)品的工程模板或裝配一次性實(shí)例化，而在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中得到詳細(xì)設(shè)計(jì)模型。CBD設(shè)計(jì)方法還支持更改LOD級(jí)別，即轉(zhuǎn)換特征級(jí)模型為產(chǎn)品級(jí)模型，根據(jù)提供的輸入元素可自動(dòng)實(shí)例化和同步用戶特征。工程模板的創(chuàng)建與用戶特征的輸入相同，在產(chǎn)品裝配中可一鍵自動(dòng)轉(zhuǎn)換用戶特征為工程模板，加快了概念模型到詳細(xì)模型的轉(zhuǎn)換速度。

3.2 基于CBD的大壩施工模型分割技術(shù)

壩體澆筑是以筑塊（對(duì)于混凝土壩來(lái)說(shuō)是澆筑塊，而對(duì)于土石壩而言是填筑塊）為單位進(jìn)行的，一個(gè)大壩由若干個(gè)筑塊構(gòu)成。筑塊作為對(duì)象，其屬性主要包括筑塊所屬壩段號(hào)、圖形模型描述、材料屬性及倉(cāng)號(hào)。為了得到筑塊高程信息且滿足多方案對(duì)比的需求，運(yùn)用3DE平臺(tái)的CBD設(shè)計(jì)方法，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大壩施工模型的精準(zhǔn)分割和多方案比對(duì)。

3DE平臺(tái)的CBD設(shè)計(jì)方法主要就是通過(guò)創(chuàng)建設(shè)計(jì)模板和定義設(shè)計(jì)元素實(shí)現(xiàn)。在大壩施工模型分割技術(shù)中，設(shè)計(jì)模板可以實(shí)現(xiàn)特征級(jí)別到產(chǎn)品級(jí)別的大壩施工模型細(xì)分，設(shè)計(jì)元素則指明CBD設(shè)計(jì)過(guò)程中特征級(jí)別和產(chǎn)品級(jí)別的出處?？蓪⑦\(yùn)用CBD設(shè)計(jì)方法構(gòu)建大壩筑塊的三維數(shù)字化模型與傳統(tǒng)的大壩分割模型進(jìn)行對(duì)比，如圖4所示，通過(guò)對(duì)比可清晰分析出傳統(tǒng)大壩分割技術(shù)和CBD分割技術(shù)的優(yōu)劣。利用大壩的參數(shù)化建模，通過(guò)CBD分割技術(shù)，可一次性高效完成筑塊模型的轉(zhuǎn)化，且可修改、復(fù)用，其靈活快捷的方式更有利于工程師完成大壩施工模型的細(xì)部處理。

3.2.1 CBD設(shè)計(jì)元素

建筑模型信息（簡(jiǎn)稱BIM）對(duì)建筑物的信息進(jìn)行一致的集成管理，被認(rèn)為是建筑全生命周期管理中必不可少的技術(shù)[11]。將BIM的基礎(chǔ)性研究融入到3DE平臺(tái)中可以預(yù)先有效地分析和優(yōu)化施工組織和資源配置，從而保證真實(shí)施工的順利進(jìn)行。CBD設(shè)計(jì)元素也是由BIM統(tǒng)籌者創(chuàng)建，其包含產(chǎn)品屬性和資源表。資源表提供對(duì)象定義的3D縮略圖信息和特征模板、產(chǎn)品模板信息，能實(shí)現(xiàn)在定義某一業(yè)務(wù)對(duì)象為指定的設(shè)計(jì)元素時(shí)，不影響其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

設(shè)計(jì)元素實(shí)例化的方法有3種：適應(yīng)性、參考和分布。適應(yīng)性的實(shí)例化方法可根據(jù)上下文的輸入得到模板實(shí)例化結(jié)果;參考的實(shí)例化則是簡(jiǎn)單將對(duì)象實(shí)例化的過(guò)程;而分布的實(shí)例化是將與關(guān)聯(lián)特征帶鏈接地簡(jiǎn)單復(fù)制的過(guò)程。根據(jù)大壩施工模型分割的設(shè)計(jì)需求，需要選擇相應(yīng)的設(shè)計(jì)元素類型（圖5），且在3DE平臺(tái)中，需要保證設(shè)計(jì)元素類型與設(shè)計(jì)模板類型的一致性。該案例中創(chuàng)建的設(shè)計(jì)元素類型為適應(yīng)性。通過(guò)構(gòu)建的大壩施工模型設(shè)計(jì)元素類型得以對(duì)該對(duì)象類型進(jìn)行配置，如BIM屬性、資源表等。

3.2.2 CBD設(shè)計(jì)模板

3DE平臺(tái)的知識(shí)工程模塊提供了豐富的工具，例如參數(shù)、關(guān)系、公式、規(guī)則等手段，以將企業(yè)知識(shí)嵌入到零部件中，然后通過(guò)提取這些知識(shí)，在企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行配置，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)知識(shí)的重用，提高設(shè)計(jì)效率。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行模板設(shè)計(jì)時(shí)，無(wú)需掌握模板的制作原理，只需確認(rèn)目標(biāo)模型中輸入的關(guān)鍵參數(shù)即可。調(diào)用時(shí)，模型內(nèi)部會(huì)自行進(jìn)行運(yùn)算與調(diào)整，快速生成符合設(shè)計(jì)想法的幾何形狀。3DE平臺(tái)中知識(shí)工程的主要命令包括：① 公式命令，可將圖形的尺寸、比重、體積等數(shù)據(jù)以參數(shù)的方式表示，通過(guò)編輯參數(shù)，可以控制產(chǎn)品的特性設(shè)計(jì);② 設(shè)計(jì)表命令，可將標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的變量名稱及變量值與Excel 鏈接制成表格，并通過(guò)讀取所列的Excel文件，將文件的變量與Excel的字段鏈接;③ 函數(shù)命令，通過(guò)建立參考方程，利用一個(gè)參數(shù)來(lái)定義另一個(gè)參數(shù);④ 規(guī)則命令，通過(guò)參數(shù)數(shù)值的判定邏輯來(lái)制定規(guī)則，以預(yù)防在設(shè)計(jì)中參數(shù)值違反設(shè)計(jì)規(guī)范。

用戶可通過(guò)幾何模型的表現(xiàn)形式，提取模型中的主要定位、定性或尺寸參數(shù)作為自定義變量，利用數(shù)學(xué)公式、幾何拓?fù)浼s束和規(guī)則建立靈活的幾何模型。將幾何模型分解成層次合理、相對(duì)簡(jiǎn)單、標(biāo)準(zhǔn)化的單個(gè)模塊，構(gòu)建成用戶特征或工程模板;在修改時(shí)模型可以自動(dòng)更新，提高修改時(shí)生成模型的效率。這種通過(guò)用戶特征或工程模板實(shí)現(xiàn)一鍵實(shí)例化的功能，也能融合到3DE平臺(tái)的CBD設(shè)計(jì)中，且這種通過(guò)知識(shí)組件封裝后的設(shè)計(jì)方法能帶來(lái)更好的設(shè)計(jì)體驗(yàn)。

除了在3DE平臺(tái)中基于設(shè)計(jì)元素選擇相應(yīng)的設(shè)計(jì)對(duì)象類型外，還需要將用戶特征和工程結(jié)構(gòu)區(qū)分開。一般而言，用戶特征被通過(guò)知識(shí)工程思想創(chuàng)建到設(shè)計(jì)對(duì)象類型的骨架中，筑塊按用戶特征模板的設(shè)計(jì)思路，通過(guò)統(tǒng)一的錨點(diǎn)定位，按一致性的輸入條件，創(chuàng)建最小單元的筑塊個(gè)體幾何模型（圖6）;將筑塊切割尺寸以參數(shù)的方式建立并保持關(guān)聯(lián)，可以方便模型的調(diào)整。

3.3 基于3DE平臺(tái)的大壩施工模型分割

區(qū)別于一般的幾何模型，大壩施工模型是一種動(dòng)態(tài)模型，會(huì)隨著大壩施工進(jìn)程不斷變化。由于大壩施工仿真要反映大壩的動(dòng)態(tài)上升過(guò)程，所以需要根據(jù)施工工藝把大壩分成若干個(gè)筑塊。大壩施工模型數(shù)據(jù)比較大，使用常規(guī)建模方法對(duì)大壩進(jìn)行切面劃分的工作量太大;且在大體積混凝土施工中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂縫的情況，而為了避免裂縫情況的發(fā)生，通常會(huì)給大壩壩體設(shè)置橫縫、縱縫，這樣就會(huì)形成許多壩段和筑塊。在3DE平臺(tái)上，用戶也需要結(jié)合工程實(shí)際情況，對(duì)大壩壩體采取壩段和筑塊分別不同的切割方式。

大壩施工模型的壩段分割就是利用3DE平臺(tái)的知識(shí)模板特性，建立壩段分割模板，以大壩和分割面為輸入條件，通過(guò)知識(shí)工程語(yǔ)言快速對(duì)大壩施工模型沿壩體軸線進(jìn)行分割。通過(guò)大壩分割模板的復(fù)用和根據(jù)不同分割面要求，確保工程師通過(guò)知識(shí)工程和捕捉來(lái)實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)過(guò)程中的重復(fù)性作業(yè)，且不需要技能方面的編程資源，就可以實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累和共享。

由于大壩施工模型經(jīng)分層分塊后，其筑塊數(shù)量可達(dá)成百上千個(gè)，為了便于施工使用，需要將筑塊從特征級(jí)別轉(zhuǎn)為零件級(jí)別。在實(shí)際施工過(guò)程中，每個(gè)筑塊由于受到外界環(huán)境和混凝土澆筑量等不同因素影響，施工順序和施工組織也都不一樣。為滿足施工組織要求，會(huì)對(duì)沿大壩高程方向劃分的筑塊根據(jù)模型的幾何尺寸、空間位置和使用功能等進(jìn)行多方面考慮，沿高程采取參差不齊的分割。

在三維設(shè)計(jì)早期的設(shè)計(jì)思想中，將特征轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品是通過(guò)軟件自帶的宏命令或VB編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在3DE平臺(tái)下，通過(guò)知識(shí)組件的設(shè)計(jì)，運(yùn)用CBD設(shè)計(jì)方法就可以達(dá)到想要的結(jié)果。CBD設(shè)計(jì)方法應(yīng)用的根本就是進(jìn)行部件規(guī)格的捕捉，而創(chuàng)建部件規(guī)格有單個(gè)規(guī)格、按模式選擇、曲線模式和線性模式4種方法。每個(gè)方法都有其應(yīng)用特點(diǎn)：① 單個(gè)規(guī)格通常是進(jìn)行手動(dòng)選擇的時(shí)候使用;② 按模式選擇通常從集中對(duì)象選擇（幾何圖形集或幾何體）或定義輸入陣列（點(diǎn)或軸系）;③ 曲線模式則為沿曲線創(chuàng)建陣列的方式;④ 線性模式則是沿著某個(gè)方向創(chuàng)建陣列?；诖髩畏指畹奶厥庑枨螅咐羞x擇了曲線模式進(jìn)行處理，以滿足不同位置上的大壩分割需求（圖7）。

4 大壩施工模型分割技術(shù)應(yīng)用

在土木工程設(shè)計(jì)中，尤其是建筑及交通領(lǐng)域，存在很多相似形狀的構(gòu)件（比如雙倒角蓋梁、長(zhǎng)方體承臺(tái)、圓柱形樁基等）。一般在實(shí)際應(yīng)用中，同一個(gè)項(xiàng)目?jī)?nèi)，相同尺寸、相同結(jié)構(gòu)只需要?jiǎng)?chuàng)建該構(gòu)件及其編號(hào)一次，但相同結(jié)構(gòu)、不同尺寸的構(gòu)件卻需要分別創(chuàng)建相應(yīng)構(gòu)件及其編號(hào)，即使是同一構(gòu)件，在不同項(xiàng)目放置的位置也不一樣，此時(shí)需要再重復(fù)創(chuàng)建編號(hào)，以便于統(tǒng)計(jì)所有構(gòu)件的總工程量。

本文利用3DE平臺(tái)的CBD設(shè)計(jì)方法，根據(jù)預(yù)定規(guī)則創(chuàng)建所需的點(diǎn)、線、面等幾何元素，并基于這些幾何元素進(jìn)行了精細(xì)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);且知識(shí)工程組件有助于工程師通過(guò)簡(jiǎn)單的腳本編寫，快速實(shí)現(xiàn)大批量幾何特征及復(fù)雜設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的批量建模（圖8），同時(shí)保證了后期設(shè)計(jì)變更的快速進(jìn)行。

CBD設(shè)計(jì)方法根據(jù)土木工程行業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合3DE平臺(tái)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)知識(shí)工程組件的封裝改良使所需要的模型和結(jié)構(gòu)快速成型。在模型概念設(shè)計(jì)階段，通過(guò)定位到CBD的特征模板，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⑻卣骺焖賹?shí)例化以驗(yàn)證方案設(shè)計(jì)的合理性和規(guī)范性。在模型詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，通過(guò)定位到CBD的產(chǎn)品模板，設(shè)計(jì)人員能夠?qū)a(chǎn)品結(jié)果便捷地實(shí)例化，為后續(xù)施工仿真奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文系統(tǒng)闡述了基于知識(shí)參數(shù)化設(shè)計(jì)的大壩施工模型智能化分割技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法。應(yīng)用基于達(dá)索系統(tǒng)3DExperience平臺(tái)提供的知識(shí)組件，用標(biāo)準(zhǔn)形式封裝通用模塊后，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)批量實(shí)例化部件且滿足了不同位置的分割需求。設(shè)計(jì)過(guò)程可以通過(guò)無(wú)需編程的方式定義所述知識(shí)組件之間的數(shù)據(jù)關(guān)系和執(zhí)行關(guān)系，建立這些知識(shí)組件之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，優(yōu)化工程設(shè)計(jì)的過(guò)程，并通過(guò)知識(shí)組件的集成化應(yīng)用，動(dòng)態(tài)生成、變更、執(zhí)行和重用設(shè)計(jì)過(guò)程，從而提高工程設(shè)計(jì)效率。

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（編輯：高小雲(yún)）

Research on dam segmentation technology based on 3DE platform

ZHENG Yang1， ZHANG Ke2

（1. Wuhan Office， Shanghai Jiangda Technology Development Co.， Ltd.，Wuhan 430056，China; 2. Changjiang Survey， Planning， Design and Research Co.， Ltd.， Wuhan 430010， China）

Abstract： Computer aided design technology has become a powerful tool to solve complex mathematical models in the process of dam construction. In order to realize information integration， interactive design and analysis for models， 3DExperience platform is introduced based on the existing dam model. With the 3D design function of this platform， a component-based design method is used to complete the division of the detailed model structure of the dam. Through 3D digital modeling， a rule-based knowledge engineering template is established， which can improve the modeling efficiency of designers， facilitate designers to formulate reasonable construction schemes. The research results can provide a reference for construction organizations and designs。

Key words： 3DExperience; dam construction simulation; detailed structure; computer aided design