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'MicroStation在污水处理工程三维设计中应用　　摘要：国内市政工程设计行业一般采用平面设计技术。为提高设计效率和设计质量，本文以污水处理厂生化池的三维设计为例，介绍了采用MicroStation进行污水处理工程三维设计的主要方法，并进行了展望。关键词:三维设计；污水处理工程；MicroStation中图分类号：U664.9+2文献标识码：A文章编号：1引言MicroStation是由Bentley公司研发的一种功能强大的专业工程设计软件。与国内使用最广泛的AutoCAD软件相比，MicroStation不仅具有AutoCAD的所有功能，且在三维造型方面有较明显的优势，被广泛应用于建筑设计、土木工程、交通运输、地理信息和工艺设计制造等各个领域[1,7 2]。然而，目前国内市政工程设计行业的图纸设计仍基本采用平面设计技术，技术平台也主要为AutoCAD，该平台的成果具有识图难度大、细节错误难以发现、视觉效果差等缺点。随着市政工程行业的不断发展和设计要求的不断提高，三维设计在该行业的推广和应用是新的趋势。通过利用MicroStation三维设计平台，实现多专业间精准、直观和高效的协同设计，提高设计效率；建立的三维模型本身可用作效果图、三维动画、二维切图等，提高设计质量[3~5]；污水处理工程设计是市政工程设计领域的的重要方向，本文以某污水处理厂生化池的设计为例，介绍使用MicroStationV8i进行三维设计时的主要步骤，探索其在优化产品表现形式、提高设计效率方面的可行性和效果。2污水处理厂生化池三维设计目前，MicroStationV8i平台尚未开发专门用于市政工程的专业模块，因此进行污水厂的三维设计时，主要利用了BentleyArchitectureV8i和BentleyBuildingMechanicalSystemsV8i这两个应用在建筑行业领域的专业模块，前者是建筑专业的主导软件，后者是暖通和建筑给排水专业的主导软件。进行生化池的三维设计时，先对池体进行建模，再在已建池体中添加设备及管道。2.1定制项目环境为了尽量不破坏软件安装后的默认系统，设计项目前应首先定制项目环境，设计过程中定制的设备、定义的属性文件都将被保存到该项目环境中，随着项目设计的不断深入，项目环境内的资源将越来越丰富，为提高设计效率奠定基础。MicroStationV8i系统设计采用所有的命令及标准都是由变量执行的，MicroStation7 V8i的变量分为五个层级，优先级由低至高分别是：系统级（System）、应用级（Application）、公司级（Site）、项目级（Project）及用户级（User）。创建特定的项目环境即是在项目层级或用户层级创建变量及配置文件。本文推荐在项目层级进行重点编辑，因为软件开发商已经在这一等级预置了较多种类的项目环境，因此可以充分利用已有的配置关系。进行污水厂设计时，本文参照了与本行业最接近的项目环境，项目层级选择了针对建筑设备专业设计的项目环境Triforma_SI，用户层级选择了针对建筑设计的用户环境Triforma。首先，将项目层级的“Triforma_SI”文件夹和“Triforma_SI.pcf”文件，以及用户层级的“Triforma.ucf”文件均另存一份，并修改文件名，如分别改为“yglBBMSProject”、“yglBBMSProject.pcf”、“yglBBMSUser.ucf”；再将Dataset文件夹内的“hvac_metric_uk”文件夹另存一份，命名为“yglDataset”；进一步对项目环境变量进行配置，将项目层级的“yglBBMSProject”环境链接到“yglDataset”系统，从而完成自定义项目环境“yglBBMSProject”的定制。在后面的设计过程中，可直接选择该项目环境，所有创建的新构件都可以保存在此环境内。2.2构筑物设计该污水处理厂采用A/O工艺，构筑物主要结构包括池体、楼梯、护栏等，其中生化池的池体又分为厌氧区和好氧区。池体建模采用BentleyArchitecture7 V8i软件。开始建模时应先对“生化池”进行定位，一般可将池体的某一垂直角内壁定位在（0,0,0,）世界坐标系的原点处，在z=0的水平面绘制X及Y向辅助线。然后利用“Architecture”选项卡中“Floors”工具栏内的墙体工具“PlaceWall”，根据池体的实际构型及尺寸，依照MicroStation三维精确绘图的方法绘制池壁。其中，“PlaceWall”选项卡中的CatalogSelection部分选择“G25Walls（Concrete）”，这种外墙可以自由定义壁厚，绘制污水厂各个单体时即可选择这种外墙形式作为混凝土水池的池壁；PlacementOptions部分可供选择的有线型墙体（Linear）、弧形墙体（Arc）、曲线形墙体（Curve）三种，应根据实际池体情况进行选择；定位方式则应选择内壁定位形式。池壁绘制完成后，利用“Structures”工具栏中的“Slab”命令，根据池体实际情况，绘制池体底板、走道板、管廊等。池壁一些地方的开洞处理则采用打洞工具。楼梯的绘制利用“Floors”工具栏中的“PlaceStair”工具，生化池楼梯的样式一般采用“InstitutionalSolid”，台阶大多为线型单跑或双跑的形式。根据每处需要设置楼梯的具体情况，设定楼梯的参数，用精确绘图坐标系定位后，即可十分便捷的绘制出楼梯。建完的生化池池体模型见图1。图1生化池池体三维模型2.3管道及设备设计管道及设备的三维设计利用BentleyBuilding7 MechanicalSystemsV8i软件，主要采用Plumbing模块。首先，应将已设计完成的池体的model利用Reference工具参考进来，以便进行设备及管道的定位及绘制。然后新建所需的几种特定管道的Part，Part决定的是特定管道在绘图空间中的“样貌”，比如“颜色”、“线型”、“线宽”等等，以便绘图时区分，生化池涉及的有工艺管、污泥管和曝气管。在进行池体三维设计时，已经将进出水管位置在池壁上预留了相应大小的孔洞，分别找到对应的孔洞，选择相应的命令并利用精确绘图坐标系完成各管道的绘制。生化池中曝气系统复杂，根据各区域曝气强度的需要常为分为2~3种布置形式，每种形式都分很多组。如果逐组进行绘制，或者在当前model中将绘制好的各组曝气管进行复制、黏贴及镜像操作，这样会使当前dgn文件数据量过大，降低设计效率。因此，应善于运用Reference工具的操作。例如，本设计中生化池曝气管系统设有3种布置形式，先绘制管廊中的曝气干管，并合理布置各个曝气系统的预留口，再分别在不同的model下绘制3种曝气布置形式，然后参考到整个曝气系统的model中，最后通过Reference中的复制、镜像等操作完成绘制。完成管道系统布置的生化池模型见图2。由图可以看出，该三维设计可清晰地显示设计对象的规格、截面形式、空间位置关系以及连接节点等细节，提高了设计的准确率，也给业主及施工单位提供了更准确、直观的设计效果。7 图2完成管道系统布置的生化池三维模型对于污水厂常用的阀门、伸缩节等工艺设备，可以建立CEL库，然后将调用的设备赋予自定义的dataset属性，让系统自动识别这些设备，以便可以自动生成设备材料表。2.4漫游当设计完成时，可利用MicroStation的漫游功能，进行模拟行走，以第一人称视角在池体内任何位置行走，观察设计成果是否存在问题。此外，还可以自由制作巡视视频，采用系统动画相机功能，通过定义动画相机，编排相机并定义相机的路径，再利用系统的录制工具进行制作[6]。3结束语MicroStation在三维设计方面为用户提供了完善的工具和开发环境，该软件在市政工程设计行业中的应用将显著提升设计水平和设计效率，设计的产品也更易被业主认可和采纳。笔者仅仅就此作了一些初步的探索性工作。展望未来，为推进MicroStation在市政工程设计行业的推广应用，应建立标准标准化的模型、资料、图纸和文件，不断积累资料，建立统一、完整的工程数据库和项目数据库，并应根据市政工程专业的特殊需求开发部分软件和接口程序。参考文献：[1]陈红涛.MicroStation与AutoCAD在计算机辅助设计方面的比较[J].科技情报开发与经济,2007,17(33):7 187-188.[2]严薇,周辉,杨佳,等.MicroStation在数字专题地图中的应用[J].测绘与空间地理信息,2011,34(4):233-238.[3]黄炜.MicroStation—工程模型设计平台初探[J].工程设计CAD与智能建筑,2000,(11):68-69.[4]赵伟,张翔宇.MicroStationV8中文版实用手册[M].北京:清华大学出版社,2002.[5]李文杰,付华臣,史欢.基于MicroStation的变电站三维数字化设计[J].2012,(6):84-86.[6]肖剑平.基于MicroStation实现数字城市3维仿真[J].测绘通报,2002,(12):46-48.7'