石 林

（深圳市市政設(shè)計研究院有限公司，廣東 深圳 518000

0 引言

BIM技術(shù)對整個項目全生命周期管理有著重要意義。而在項目管理中，BIM信息的有效交互傳遞是一項很復(fù)雜的工作，傳統(tǒng)的管理信息方式是通過對模型信息的識別，人工記錄下來，繁瑣、重復(fù)的工作讓BIM模型的使用并不方便。如在軌道交通中，車輛段內(nèi)有大量的工藝檢修設(shè)備，地鐵車輛的工藝檢修有一套詳細的作業(yè)流程，而對應(yīng)工藝設(shè)備的BIM設(shè)備模型的數(shù)量也比較龐大，怎樣快速對工藝設(shè)備進行排序、信息提取和數(shù)據(jù)分析，是值得去思考的一個重要課題。

1 BIM可視化編程技術(shù)介紹

1.1 BIM可視化編程技術(shù)的種類

BIM設(shè)計中有一系列可視化編程技術(shù)，根據(jù)使用平臺的不同，大致可分為以下3類：

第一類是Rhino軟件的插件類可視化編程平臺Grasshopper。Rhino軟件常用在工業(yè)制造中，一些機械設(shè)備的三維建模就是采用Rhino進行的。Grasshopper有兩個最大的應(yīng)用特點：一是通過輸入程序指令使計算機根據(jù)擬定的算法自動生成運算結(jié)果，其算法的結(jié)果不限于模型、視頻流媒體以及可視化方案；二是通過在平臺上編寫算法，大量重復(fù)性操作及有邏輯的演化過程能被計算機的循環(huán)運算所取代，其中方案調(diào)整也能通過參數(shù)的修改直接得到最終結(jié)果。Grasshopper編程操作界面如圖1所示。

圖1 Grasshopper編程操作界面Figure1 Grasshopper programming operation interface

第二類是Bentley軟件的可視化編程插件GC（Generative Component），在GC中會生成大量的假設(shè)方案。GC能夠在短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)更多的選擇，創(chuàng)建和管理復(fù)雜的幾何關(guān)系圖；通過邏輯自動化設(shè)計流程，加速設(shè)計迭代次數(shù)，使設(shè)計的創(chuàng)意充滿更多可能。Generative Component編程操作界面如圖2所示。

圖2 Generative Component編程操作界面Figure2 General component programming operation interface

第三類是Revit軟件的可視化編程組件Dynamo。Dynamo是開源三維可視化編程軟件，與前兩類不同的是，Dynamo擁有自己的操作平臺，可以獨立于Revit之外進行操作。同時，Dynamo是一款典型的樹狀架構(gòu)的基于流的可視化編程軟件，其代碼的最小單位為節(jié)點（Node），設(shè)計師可以在節(jié)點的左邊連線輸入（Input）一定的數(shù)據(jù)，再從節(jié)點的右邊輸出（Output）結(jié)構(gòu)，將眾多節(jié)點依照邏輯連接起來，最終會構(gòu)成一個完整的程序腳本。Dynamo編程的操作界面如圖3所示。

圖3 Dynamo編程操作界面Figure3 Dynamo programming operation interface

1.2 Dynamo技術(shù)的優(yōu)勢

根據(jù)三類可視化編程技術(shù)的性質(zhì)和應(yīng)用范圍，Dynamo是比較適合車輛段工藝設(shè)備BIM設(shè)計的編程平臺。因為Revit較Rhino和Bentley軟件的應(yīng)用范圍更廣，采用的邏輯讓設(shè)計師更加容易上手操作，而且Dynamo的界面與常用的辦公軟件相似，“電池”分類更加規(guī)整。同時，用Dynamo形成的腳本可重復(fù)使用，這就讓Dynamo在可視化編程技術(shù)中脫穎而出。

2 Dynamo技術(shù)實施方案設(shè)計

以長春市城市軌道交通2號線西湖車輛段為例，分為運用庫、聯(lián)合檢修庫、工程車庫等多個生產(chǎn)單體，如圖4所示為西湖車輛段的鳥瞰圖。該車輛段的工藝設(shè)備數(shù)量和種類較多，在工藝設(shè)備BIM設(shè)計過程中設(shè)備模型重復(fù)使用率比較高，工藝設(shè)備的編號與信息的添加變得異常繁瑣。在此階段運用了Dynamo批量編輯功能，將各工藝設(shè)備進行快速編號，快速添加非幾何信息，使重復(fù)的工作只操作一次就能實現(xiàn)批量修改。

圖4 西湖車輛段鳥瞰圖Figure4 Aerial view of West Lake vehicle depot

在后期BIM設(shè)計深化中，設(shè)備參數(shù)也會隨著空間位置變化等進行更改。如果用人工手動一個一個進行查詢、修改，這個工作量是很大的，采用Dynamo重新運行程序后，將各庫內(nèi)各設(shè)備的信息重新提取到Excel表中，再重新進行編輯后錄入到模型中，只需要很小的工作量。

2.1 實施思路

應(yīng)用Dynamo技術(shù)主要為了解決車輛段工藝設(shè)備BIM設(shè)計中設(shè)備排序和信息提取繁瑣、重復(fù)的痛點。在Dynamo應(yīng)用前期，要先確定好工作內(nèi)容，包含定義工藝流程、輸入、設(shè)備編碼制定、輸出四個部分。

（1）定義工藝流程：確定工藝流程，利用Dynamo選擇工藝設(shè)備；

（2）輸入：繪制工藝設(shè)備工作路徑；

（3）設(shè)備編碼制定：利用Dynamo對工藝設(shè)備依據(jù)工藝流程進行線性編碼；

（4）輸出：提取設(shè)備信息，生成設(shè)備信息列表和導(dǎo)出設(shè)備信息列表輸出到電子表格，生成詳細工藝設(shè)備流程信息表，進行數(shù)據(jù)分析。

Dynamo程序列表如圖5所示。Dynamo程序中主要分為三大程序組：第一組為輸入程序組，將項目中的文件輸入到程序中，識別模型中的信息；第二組為處理執(zhí)行組，將提取的模型信息進行賦值和提取；第三組為顯示輸出組，將提取和重新賦值后的模型信息進行展示和輸出。

圖5 Dynamo程序列表Figure5 Dynamo program list

2.2 實施流程

如圖6所示為Dynamo設(shè)計流程圖，每個流程簡要分析如下。

圖6 Dynamo設(shè)計流程圖Figure6 Dynamo design flow chart

（1）確定設(shè)備工藝流程

工藝設(shè)備流程包括工藝檢修流程、制造流程等，車輛段內(nèi)的設(shè)備多為檢修設(shè)備，其工藝流程基本依照廠家提供，并結(jié)合設(shè)計、運行部門的要求進行確定。同時工藝設(shè)備也會按照工藝流程布置到對應(yīng)的區(qū)域。

（2）利用Dynamo選擇工藝設(shè)備

利用Dynamo節(jié)點選擇BIM模型中要進行編號和信息交換的工藝設(shè)備。本步驟不限選擇先后順序。

（3）繪制工藝設(shè)備工作路徑

依據(jù)工藝流程順序在BIM模型中繪制經(jīng)過工藝設(shè)備模型的工作路徑。本步驟需要注意，工作路徑的繪制需要滿足步驟1確定的工藝流程順序。

（4）利用Dynamo依據(jù)工藝流程對工藝設(shè)備進行線性編號

利用Dynamo中各節(jié)點關(guān)系對工藝設(shè)備進行工藝流程順序編號，生成順序編號數(shù)據(jù)后回填至工藝設(shè)備模型中，成為可提取的工藝設(shè)備信息。

（5）提取設(shè)備信息

應(yīng)用Dynamo中模型信息提取功能，對模型的原始信息，包括廠家提供的工藝設(shè)備參數(shù)信息及步驟4中生成的工藝流程編號信息進行提取。

（6）導(dǎo)出設(shè)備信息列表

通過Dynamo中節(jié)點功能將提取的工藝設(shè)備信息導(dǎo)出到新建或原始的工藝設(shè)備信息電子表格。

（7）數(shù)據(jù)分析

生成詳細的工藝設(shè)備流程信息表，依據(jù)對應(yīng)設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)進行分析工作。

運用Dynamo提取工藝設(shè)備模型參數(shù)需要保證模型的精度和質(zhì)量，并且要與提供工藝模型的相關(guān)方確定好。表1所示為車輛段某庫設(shè)備參數(shù)表。

表1 車輛段某庫設(shè)備參數(shù)表Fab.1 Equipment parameters of a vehicle depot

2.3 應(yīng)用注意事項

采用Dynamo進行工藝設(shè)備信息提取，對工藝設(shè)備族的預(yù)設(shè)和模型質(zhì)量有一定的要求，需要注意事項如下：

第一，族文件的編碼方式要有統(tǒng)一的格式，以保證讀取的模型信息統(tǒng)一完整，便于信息收集和整理。

第二，2017版本Revit不需要獨立安裝Dynamo編程平臺，但2016年以前版本的Revit軟件需要單獨安裝Dynamo插件。

第三，實施流程需要按照2.2章節(jié)進行操作，若更改實施流程，程序會報錯或得出錯誤結(jié)果。

第四，模型文件、Dynamo程序文件、EXCEL文件放在同一文件夾，能加快程序的運行效率。

3 結(jié)語

Dynamo作為BIM設(shè)計的可視化編程平臺，減少了重復(fù)性工作，節(jié)約了設(shè)計師的時間。地鐵車輛段工藝設(shè)備數(shù)量大，種類多，并且隨著我國科技進步與智能化的推進，新設(shè)備、新流程也在不斷增多，這對BIM建模設(shè)計和設(shè)備信息管理增加了難度。應(yīng)用Dynamo對工藝設(shè)備編碼排序，并通過Dynamo與OFFICE辦公軟件的信息交互功能導(dǎo)出設(shè)備信息，能很好解決這一問題。同時應(yīng)用此功能也能針對車站內(nèi)其他構(gòu)件單元、房間、設(shè)備進行信息快速導(dǎo)出與傳遞。