王宇輝

摘 要：建筑信息模型（Building Information Model， BIM）系將營(yíng)建項(xiàng)目的三維可視化模型與各領(lǐng)域?qū)傩缘臄?shù)字化數(shù)據(jù)整合于特定格式的檔案或數(shù)據(jù)庫(kù)中，其包含建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、空調(diào)、消防等各領(lǐng)域的數(shù)字化資料。BIM三維可視化技術(shù)幫助設(shè)計(jì)時(shí)間的開(kāi)發(fā)者可藉由3D可視化方式設(shè)計(jì)建物，并幫助施工階段項(xiàng)目管理者與施工單位更容易核圖、校正施工現(xiàn)場(chǎng)狀況，亦可幫助業(yè)主、客戶(hù)與項(xiàng)目管理者三方的溝通，讓非專(zhuān)業(yè)人士也能藉由3D模型對(duì)該項(xiàng)目有更清楚的了解。而一個(gè)理想化的BIM模型，即有建物完整累積的生命周期數(shù)據(jù)?，F(xiàn)今市面上已有許多商用BIM軟件，但隨著軟件所提供的系統(tǒng)功能越來(lái)越多時(shí)，其所耗費(fèi)的計(jì)算資源與儲(chǔ)存空間也越來(lái)越大，當(dāng)BIM軟體所需的儲(chǔ)存空間與運(yùn)算資源的需求不斷地增加，使得單機(jī)個(gè)人計(jì)算機(jī)所需負(fù)荷的需求資源越來(lái)越高，即為現(xiàn)今BIM系統(tǒng)的發(fā)展瓶頸。

關(guān)鍵詞：云端 運(yùn)算 網(wǎng)絡(luò)式 BIM系統(tǒng) 研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）11（c）-0116-02

為了解決BIM的大量運(yùn)算與大量?jī)?chǔ)存的需求，因此應(yīng)用云端運(yùn)算技術(shù)以解決現(xiàn)存的BIM問(wèn)題。結(jié)合BIM與云端運(yùn)算的網(wǎng)絡(luò)式服務(wù)，成為可同時(shí)服務(wù)多人的系統(tǒng)。透過(guò)云端的巨量運(yùn)算技術(shù)，讓項(xiàng)目設(shè)計(jì)者僅須經(jīng)由幾個(gè)簡(jiǎn)單的步驟，將BIM模型上傳到云端服務(wù)器，其大量的BIM資料即由MapReduce解析、擷取3DBIM模型對(duì)象與對(duì)象屬性，存于云端數(shù)據(jù)庫(kù)HBase中。此服務(wù)讓多位使用者可以隨時(shí)隨地使用桌機(jī)、筆電或平板，經(jīng)由瀏覽器即可透過(guò)WebGL的瀏覽器3D顯示技術(shù)，能夠檢視3DBIM模型。而此云端化的網(wǎng)絡(luò)式BIM系統(tǒng)，可幫助不論在設(shè)計(jì)階段、施工階段或是應(yīng)用于公共工程招標(biāo)與投標(biāo)，只要是有分享檢視BIM模型的需求者，均可使用本系統(tǒng)。云端化的網(wǎng)絡(luò)式BIM系統(tǒng)，其解決大量的運(yùn)算與儲(chǔ)存需求、使多人共同享有與使用的特性，亦提升更多在BIM應(yīng)用層面上的可能性。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

云端化的網(wǎng)頁(yè)式BIM系統(tǒng)中網(wǎng)頁(yè)架構(gòu)，含有Project、Menu、Display、Account、About五大群組。其中 Project包含ProjectList用以顯示用戶(hù)所擁有的項(xiàng)目列表；Uploader則是提供用戶(hù)上傳BIM模型的服務(wù)；IFC Parser 則是處理上傳的IFC檔案的一切后續(xù)解析工作。Menu群組包含LeftMenu，主要功能是作以網(wǎng)頁(yè)功能索引鏈接。Display群組所包含的3DDisplay，其功能即為BIM3D模塊的顯示并且含有相關(guān)的顯示互動(dòng)功能等。

Account群組提供注銷(xiāo)與賬號(hào)檢閱功能。About群組則為網(wǎng)站簡(jiǎn)介與使用教學(xué)。而最主要的功能群組為 Project與Display群組，將在后面小節(jié)詳細(xì)介紹其連結(jié)的數(shù)據(jù)庫(kù)綱要與其相關(guān)功能類(lèi)別。

2 主系統(tǒng)類(lèi)別架構(gòu)

2.1 Project 群組相關(guān)的類(lèi)別

2.1.1 前端BIM物件上傳接口類(lèi)

“前端BIM對(duì)象上傳接口類(lèi)”包含檔案上傳、轉(zhuǎn)譯 xIFC、匯入HDFS、建立項(xiàng)目鏈接等4項(xiàng)功能類(lèi)別對(duì)象的聚集所構(gòu)成。使用者使用本類(lèi)別，主要目的是要將BIM模型的IFC檔案上傳至系統(tǒng)。當(dāng)BIM模型的IFC檔案上傳后，本系統(tǒng)會(huì)將檔案藉由檔案上傳的功能類(lèi)別將其傳送到系統(tǒng)中并且建立文件備份；備份的檔案經(jīng)由轉(zhuǎn)譯xIFC功能類(lèi)別將其讀取分析后，會(huì)將其檔案轉(zhuǎn)譯成為xIFC格式并且新增一個(gè)xIFC檔案；當(dāng)xIFC檔案生成后，本系統(tǒng)將該xIFC文件匯入HDFS中，準(zhǔn)備作為MapReduce解析模組所處理的檔案數(shù)據(jù)；最后系進(jìn)行項(xiàng)目連結(jié)點(diǎn)的建立，幫助使用者可以檢視相關(guān)3D模塊，亦可下載相關(guān)IFC檔案。

2.1.2 元數(shù)據(jù)運(yùn)算類(lèi)別

本類(lèi)別為“元數(shù)據(jù)運(yùn)算類(lèi)別”其所執(zhí)行的元數(shù)據(jù)運(yùn)算即為MapReduce運(yùn)算。其中Map子類(lèi)別的運(yùn)算包含getIfcWall類(lèi)別、getIfcColumn類(lèi)別、getIfcBeam類(lèi)別、getIfcSlab類(lèi)別，亦即進(jìn)行IFC相關(guān)數(shù)據(jù)內(nèi)容的擷取。其中g(shù)etIfcWall類(lèi)別是用以讀取 IFCWALLSTANDARDCASE數(shù)據(jù)，并針對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、轉(zhuǎn)譯成為墻面對(duì)象；getIfcColumn類(lèi)別是用以讀取 IFCCOLUMN 資料，并針對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、轉(zhuǎn)譯成為柱對(duì)象；getIfcBeam類(lèi)別是用以讀取IFCBEAM數(shù)據(jù)，并針對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、轉(zhuǎn)譯成為梁對(duì)象；getIfcSlab類(lèi)別是用以讀取IFCSLAB數(shù)據(jù)，并針對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、轉(zhuǎn)譯成為樓板對(duì)象。這些子類(lèi)別最后會(huì)將各個(gè)數(shù)據(jù)運(yùn)算與數(shù)據(jù)擷取的結(jié)果，輸出成為制式格式，并統(tǒng)一傳送給Reducer子類(lèi)別。當(dāng)Reducer接收到Mapper的回傳結(jié)果后，會(huì)將這些回傳結(jié)果進(jìn)行排序，再將這些排序后的結(jié)果賦予對(duì)象編號(hào)。這些已賦予編號(hào)的物件，最后是由Reducer子類(lèi)別將的依序存入ApacheHBase中。

2.2 Display 群組相關(guān)的類(lèi)別

Display群組相關(guān)的類(lèi)別包含“前端WebGL互動(dòng)接口類(lèi)”，其相關(guān)介紹如下：前端WebGL互動(dòng)接口包含 3dModelLoader、PropertyLinker、GLGELoader等三類(lèi)類(lèi)別。其中3dModelLoader藉由getHBaseObjV 子類(lèi)別專(zhuān)門(mén)讀取HBase中的BIM3D對(duì)象模型；PropertyLinker則是藉由getHBasePptyV子類(lèi)別以讀取 HBase中的BIM對(duì)象屬性，并經(jīng)由AJAX傳遞這些對(duì)象的屬性數(shù)據(jù)；GLGELoader則是以sceneLoader子類(lèi)別用以控制場(chǎng)景，包含場(chǎng)景繪制、光源、基本對(duì)象、貼圖、色澤等；mouseEvent子類(lèi)別則是用以控制鼠標(biāo)觸發(fā)事件，讓用戶(hù)可以藉由點(diǎn)擊鼠標(biāo)選取對(duì)象、移動(dòng)滑鼠轉(zhuǎn)換方向以及使用鼠標(biāo)滾軸來(lái)切換視野遠(yuǎn)近；keyboardEvent子類(lèi)別則是用以控制鍵盤(pán)觸發(fā)事件，讓用戶(hù)可以藉由W、A、S、D鍵進(jìn)行前、左、后、右的移動(dòng)。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)營(yíng)建工程領(lǐng)域均對(duì)BIM項(xiàng)目開(kāi)發(fā)越來(lái)越重視，不論在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段，或是在施工階段，均可以使用BIM 系統(tǒng)作為設(shè)計(jì)或施工的輔助工具；同樣地政府也開(kāi)始逐漸推展公共工程項(xiàng)目需使用BIM系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)審查的條件之一。因此BIM系統(tǒng)能夠達(dá)成多人使用，以及BIM項(xiàng)目多人共享使用，將可幫助項(xiàng)目不論在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段或是施工階段均可幫助使用者們對(duì)于項(xiàng)目能得取更多透明化的信息。

參考文獻(xiàn)

[1] 王一寧.電氣檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室危險(xiǎn)源識(shí)別及控制[J].電子制作，2014（3X）：263.

[2] 張成方，李超.BIM技術(shù)在地鐵施工安全方面的應(yīng)用淺析[J].河南科技，2013（5）：130-131.endprint