本發(fā)明涉及生物、理化實(shí)驗(yàn)室，潔凈廠房的交互式設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

實(shí)驗(yàn)室工程不同于普通建筑工程，應(yīng)用于科研、檢驗(yàn)檢測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。實(shí)驗(yàn)室工程對(duì)通風(fēng)、空氣凈化、安全消費(fèi)、通信、供電、供水、排水都有著相比于普通工民建工程更高的要求。實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)的策劃人員應(yīng)該熟悉實(shí)驗(yàn)室工作流程、實(shí)驗(yàn)儀器工作原理、實(shí)驗(yàn)安全等專業(yè)知識(shí)，同時(shí)還應(yīng)具有實(shí)驗(yàn)室工程中建筑設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)，目前，多數(shù)設(shè)計(jì)院面對(duì)不同行業(yè)的實(shí)驗(yàn)室工程，缺乏專業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，難以規(guī)劃設(shè)計(jì)合理、先進(jìn)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，極大的阻礙實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的發(fā)展。而對(duì)于實(shí)驗(yàn)室工程的建設(shè)方，往往對(duì)本行業(yè)的工作流程、環(huán)境要求比較熟悉，但又缺乏工程設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)。因此，在目前的實(shí)驗(yàn)室工程建設(shè)中，缺少一個(gè)雙方高效溝通的平臺(tái)，使得實(shí)驗(yàn)室工程建設(shè)的效率低下，在一些工程中也會(huì)出現(xiàn)建成后功能要求不能完全達(dá)標(biāo)，造成巨大的損失。

BIM（建筑信息模型）是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，建立起三維的建筑模型，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。它具有信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性、信息一致性、 可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性八大特；目前，BIM技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域常見于大型、高層民用建筑，生物、理化實(shí)驗(yàn)室，潔凈廠房等專業(yè)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用很少；并且，BIM的應(yīng)用更多的主要由設(shè)計(jì)方建模，建設(shè)方只能被動(dòng)的觀看建成的模型，并沒有在設(shè)計(jì)階段實(shí)時(shí)的交互平臺(tái)將設(shè)計(jì)方、建設(shè)方連接起來，進(jìn)行高效、合理的設(shè)計(jì)。

VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真，使用戶沉浸到該環(huán)境中。目前，VR技術(shù)多應(yīng)用與游戲、影視等領(lǐng)域，工程建設(shè)領(lǐng)域，特別是實(shí)驗(yàn)室工程領(lǐng)域的應(yīng)用很少，利用VR技術(shù)可以在設(shè)計(jì)階段沉浸觀看實(shí)驗(yàn)室工程建成后的仿真視景，從而使工程建設(shè)所見即所得。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室工程中，工程設(shè)計(jì)方與工程建設(shè)方交互式設(shè)計(jì)的方法與系統(tǒng)，用以使雙方高效溝通，簡(jiǎn)化生物、理化實(shí)驗(yàn)室，潔凈廠房等復(fù)雜的系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)過程，提高設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室工程的建設(shè)水平。

本發(fā)明技術(shù)方案如下 ：

一種基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)，其特征在于，包括步驟 ：

S1. 按照工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)要求，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室工程建筑信息模型（BIM），并按照建筑、設(shè)備、管件、構(gòu)件將模型分類保存到族庫；

S2. 將建筑模型、族導(dǎo)出為FBX格式以剔除模型除形狀外其他信息數(shù)據(jù)，將模型進(jìn)行優(yōu)化后保存，并將優(yōu)化后的模型編號(hào)，與原BIM模型一一對(duì)應(yīng)；

S3. 基于優(yōu)化后的模型，建立三維可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)工程應(yīng)用服務(wù)，并上傳到云服務(wù)器；

S4. 通過互聯(lián)網(wǎng)可訪問云服務(wù)器的三維可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)工程應(yīng)用服務(wù)，并可以向服務(wù)器發(fā)送信息及指令，并對(duì)工程設(shè)計(jì)提出修改建議；

S5. 服務(wù)器接收客戶端指令后，依據(jù)指令可以即時(shí)響應(yīng)并修改，亦可以保存意見到數(shù)據(jù)庫，以供工程設(shè)計(jì)人員查閱；

S6.工程設(shè)計(jì)人員查閱修改意見后，對(duì)BIM模型進(jìn)行修改后繼續(xù)進(jìn)行S1,直至工程設(shè)計(jì)完善；

S7.將完善的模型存儲(chǔ)到云服務(wù)器形成最終的基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式系統(tǒng)。

所述的基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟S1中：建筑、設(shè)備、管件、構(gòu)件模型均指定模型比例，坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)，族庫建立規(guī)則。所述的基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟S2中：模型的優(yōu)化和導(dǎo)出均指定處理規(guī)則并可以反向處理，與剔除的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并還原為BIM模型，優(yōu)化的操作由存儲(chǔ)于云端的應(yīng)用服務(wù)完成。所述的基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟S3中：三維可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)工程應(yīng)用服務(wù)包括B/S(Client/Server)、C/S（Browser/Server）兩種構(gòu)架；可通過客戶端、WEB、手機(jī)APP、VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）外設(shè)來訪問。

所述的基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟S4中：應(yīng)用服務(wù)可接收的信號(hào)、命令包括：客戶端使用鼠標(biāo)、VR外設(shè)手柄對(duì)模型構(gòu)建的移動(dòng)、縮放、刪除、替換，對(duì)光強(qiáng)、音頻流、視頻流的存儲(chǔ)處理。

所述的基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟S4與S5中：工程設(shè)計(jì)方、工程建設(shè)方以及其他相關(guān)方可以通過所述應(yīng)用服務(wù)實(shí)時(shí)在線互聯(lián)，并可以對(duì)三維可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)工程模型進(jìn)行交互操作，亦可以通過視頻流、音頻流進(jìn)行實(shí)時(shí)交流。

所述的基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟S7中：基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式系統(tǒng)，包括三維可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室工程場(chǎng)景、與三維可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)工程應(yīng)用服務(wù)，其場(chǎng)景的物質(zhì)材質(zhì)、光照強(qiáng)度、環(huán)境數(shù)據(jù)、氣息數(shù)據(jù)按照規(guī)劃、設(shè)計(jì)圖紙要求建立。

所述的基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述三維可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室工程場(chǎng)景由云渲染對(duì)優(yōu)化后的BIM模型進(jìn)行高速渲染，可通過客戶端、WEB、手機(jī)APP訪問，可接收鼠標(biāo)、VR外設(shè)的指令進(jìn)行實(shí)時(shí)響應(yīng)；所述三維可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)工程應(yīng)用服務(wù)可以響應(yīng)鼠標(biāo)、VR外設(shè)的指令。

所述的基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述三維可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室工程場(chǎng)景包括一個(gè)動(dòng)態(tài)可視化顯示實(shí)驗(yàn)室模擬工況（溫度、壓力、壓差、流量、電量、光強(qiáng)）的UI界面；所述工程應(yīng)用服務(wù)包括一個(gè)流體力學(xué)計(jì)算程序，一個(gè)電力計(jì)算程序?qū)δM工況進(jìn)行計(jì)算輸出。

所述的基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)，其特征在于，所述工程應(yīng)用服務(wù)包括一個(gè)建筑、設(shè)備、材料統(tǒng)計(jì)程序，可以輸出實(shí)驗(yàn)室工程的工程概預(yù)算。

附圖說明

圖 1 是本發(fā)明的基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)流程示意圖。

圖 2 是本發(fā)明的基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)系統(tǒng)模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

流程圖如圖 1 中所示的基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式設(shè)計(jì)方法及系統(tǒng)，主要包括以下步驟。

S1. 按照工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)要求，將平面圖鏈接到revit軟件，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室工程建筑信息模型（BIM），并按照建筑、設(shè)備、管件、構(gòu)件將模型分類保存到族庫；族庫分別按照：建筑、設(shè)備、水力管道、通風(fēng)管道、門、窗、附件進(jìn)行分類編號(hào)，并存儲(chǔ)入數(shù)據(jù)庫。

S2.將BIM模型、族導(dǎo)出為FBX格式，使用3DSMax軟件，將模型進(jìn)行減面，設(shè)置兩套貼圖通道后保存，并將優(yōu)化后的模型編號(hào)，與原BIM模型一一對(duì)應(yīng)。

S3基于優(yōu)化后的模型，使用商業(yè)引擎Unreal Engine 4建立三維可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)工程應(yīng)用服務(wù)，并上傳到云服務(wù)器。

S4工程建設(shè)方通過互聯(lián)網(wǎng)下載三維可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)工程應(yīng)用服務(wù)，佩戴VR眼鏡（HTC VIVE) 進(jìn)行訪問，使用VR手柄向工程模型發(fā)送指令，對(duì)模型進(jìn)行更換地板材質(zhì)、移動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)柜擺放位置、開關(guān)光源等操作。

S5. 服務(wù)器接收客戶端指令后，依據(jù)指令可以即時(shí)響應(yīng)并修改，設(shè)計(jì)人員在通過異地同時(shí)與建設(shè)人員互動(dòng)訪問三維可視化模型，對(duì)建設(shè)方的操作、指令進(jìn)行交流和互動(dòng)。

S6.建設(shè)方單方面登錄客戶端對(duì)三維可視化模型進(jìn)行瀏覽、修改，修改指令自動(dòng)存儲(chǔ)到云數(shù)據(jù)庫。工程設(shè)計(jì)人員登錄服務(wù)器后，查閱修改意見后，對(duì)BIM模型進(jìn)行修改。

S7.經(jīng)過建設(shè)方與設(shè)計(jì)方的交互溝通后，將完善的模型存儲(chǔ)到云服務(wù)器形成最終的基于BIM的實(shí)驗(yàn)室工程交互式系統(tǒng)。

以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限定。凡依本案的設(shè)計(jì)思路所做的若干改進(jìn)和補(bǔ)充，均落入本案的保護(hù)范圍。