[发明专利]一种隧道设计图和三维模型自动生成方法

权利要求书

1.一种隧道设计图和三维模型自动生成方法，其特征在于，包括：

步骤S1，建立图形数据库，所述图形数据库包括多个用于构成二维设计图的对象以及所述对象的参数变量，所述图形数据库还包括多个用于构建三维模型的实体以及所述实体的参数变量，每个实体对应有至少一个设计参数；

设置多个图像模版，所述图像模版与不同类型、不同区间的二维设计图一一对应，每个图形模版包括多个对象，将各对象在隧道设计中的名称作为所述对象的名称；

步骤S2，创建外部数据库，所述外部数据库用于存储用户输入的多个设计参数，所述设计参数包括名称和数值；

步骤S3，包括步骤S31和/或步骤S32；

所述步骤S31为：基于用户选择的图形模版，将对象的参数变量与相关的设计参数的数值关联，依据图形模版中各对象的位置关系串行或并行地从图形数据库中加载所述图形模版中的对象，生成二维设计图；

所述步骤S32为：获取轨道路线，将实体的参数变量赋值为对应的设计参数的数值，沿所述轨道路线依次调用实体完成隧道铺设，生成隧道三维模型。

2.如权利要求1所述的隧道设计图和三维模型自动生成方法，其特征在于，设置有交互程序，所述交互程序与所述外部数据库之间设有数据链接，用户通过交互程序可输入或修改或删除外部数据库中的设计参数。

3.如权利要求2所述的隧道设计图和三维模型自动生成方法，其特征在于，在所述步骤S31中，在匹配的图形模版中，按照从左到右、从上到下的顺序建立不同对象间的位置和尺寸对应关系，当用户通过交互程序修改部分设计参数的数值时，通过不同对象间的位置和尺寸对应关系调节二维设计图中对象的位置和尺寸。

4.如权利要求1所述的隧道设计图和三维模型自动生成方法，其特征在于，所述图形数据库包括隧道内轮廓与建筑限界设计基础信息表、隧道支护参数基础信息表、轨面参数基础信息表和线路数据基础信息表。

5.如权利要求1所述的隧道设计图和三维模型自动生成方法，其特征在于，在所述步骤S32中，

所述实体包括管片；沿所述轨道路线依次调用图形数据库中的管片进行隧道铺设的过程包括：

从隧道下部管片开始布置，依次左右两侧交替布置管片，然后拼装邻接管片，最后布置楔形管片，根据联络通道的里程位置，创建出左右线的联络通道，完成隧道三维模型创建。

6.如权利要求1所述的隧道设计图和三维模型自动生成方法，其特征在于，所述对象包括直线、圆弧、圆、文字、曲线和椭圆。

7.如权利要求1所述的隧道设计图和三维模型自动生成方法，其特征在于，所述步骤S31中，还包括加载图框，将生成的二维设计图放入加载的图框后输出的步骤。

8.如权利要求1所述的隧道设计图和三维模型自动生成方法，其特征在于，在所述步骤S32中，通过提取设计参数中轨道沿线的地理坐标，将所述地理坐标转换为平面坐标，基于所述平面坐标沿轨道延伸方向绘制出所述轨道路线。

9.如权利要求1所述的隧道设计图和三维模型自动生成方法，其特征在于，在所述步骤S31中，将对象的参数变量与相关的设计参数的数值关联的步骤包括：

将对象的参数变量与所述对象名称相同的设计参数的数值直接关联；

和/或将对象的参数变量与至少一个设计参数的数值通过换算公式关联。

10.如权利要求9所述的隧道设计图和三维模型自动生成方法，其特征在于，所述对象为隧道内轮廓；

基于外部数据库中与隧道内轮廓关联的设计参数通过如下换算公式得到隧道内轮廓的参数变量数值：

当隧道为无仰拱时：

得到隧道内轮廓的边墙圆弧角度r₂为：隧道内轮廓的拱顶圆弧角度φ为：

当隧道为有仰拱时：

得到隧道内轮廓的边墙圆弧角度r₂为：隧道内轮廓的拱顶圆弧角度φ为：仰拱圆弧半径r₃为：

其中，f表示拱顶圆弧中点到边墙终点的距离，b₀、w、f₀和h'均为外部数据库中与隧道内轮廓关联的设计参数，b₀表示拱顶圆弧起点与边墙圆弧起点的水平距离，w表示隧道加宽距离；f₀为拱顶圆弧起点到中点的竖直距离，h'为边墙圆弧起点到终点的竖直距离。