王孟鈞，錢應(yīng)苗，袁瑞佳，王青娥

(中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410075)

建筑信息模型(BIM)技術(shù)，作為建筑物的物理與功能特性數(shù)字化表達(dá)工具，具有數(shù)字信息集成與共享優(yōu)勢(shì)，可為項(xiàng)目生命周期內(nèi)的各項(xiàng)決策提供可靠的依據(jù)，已改變?cè)S多國(guó)家的建筑設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等領(lǐng)域的管理模式，帶動(dòng)建筑業(yè)技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新。從20世紀(jì)中期開始，建筑業(yè)從業(yè)人員開始開展BIM研究， Eastman(1974)基于建筑屬性，借助信息技術(shù)，處理建筑圖形與組成元素，為建筑不同屬性的功能排序提供發(fā)展方向[1]。近年來(lái)，國(guó)際上BIM研究成果眾多，有側(cè)重BIM技術(shù)問(wèn)題的研究，也有偏向BIM非技術(shù)問(wèn)題的研究。顯然，BIM不僅是基于項(xiàng)目信息集成的技術(shù)，也是項(xiàng)目生命周期內(nèi)的管理工具，涉及業(yè)主、設(shè)計(jì)師、承包商、分包商和供應(yīng)商等建筑信息模型所有使用者，從而有助于解決建筑業(yè)行業(yè)結(jié)構(gòu)割裂、信息流失、浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題，提升建筑業(yè)生產(chǎn)效率。為此，本文基于Web of Science核心數(shù)據(jù)庫(kù)，利用SATI、CiteSpace軟件對(duì)2005至2017年間以“Building Information Modeling”為標(biāo)題、“BIM”為主題的文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，以期能及時(shí)把握國(guó)際BIM研究演進(jìn)路徑，跟蹤BIM研究熱點(diǎn)及前沿動(dòng)態(tài)，為BIM的未來(lái)研究和發(fā)展提供理論參考與實(shí)踐指導(dǎo)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

Web of Science(簡(jiǎn)稱WoS)是美國(guó)Thomson Scientific所開發(fā)的產(chǎn)品，是世界最大、覆蓋學(xué)科最廣的學(xué)術(shù)信息資源庫(kù)，收錄近萬(wàn)種全球范圍內(nèi)極具影響力和權(quán)威的各類高水平學(xué)術(shù)期刊。其中WoS核心合集引文索引數(shù)據(jù)庫(kù)涵蓋科學(xué)引文索引SCI(Science Citation Index)、社會(huì)科學(xué)引文索引SSCI(Social Sciences Citation Index)、會(huì)議論文引文索引CPCI-S(Conference Proceedings Citation Index-Science)等[2]。

本研究以WoS核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)來(lái)源，利于保證數(shù)據(jù)權(quán)威性與全面性。在WoS核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)中，選擇高級(jí)檢索方式，以“Building Information Modeling”為標(biāo)題、“BIM”為主題進(jìn)行模糊檢索。不限時(shí)間跨度進(jìn)行檢索(數(shù)據(jù)更新至2017年12月30日)，共檢索到499條信息，除評(píng)論、報(bào)紙6篇外，選取會(huì)議、期刊及綜述類文獻(xiàn)等493篇作為數(shù)據(jù)樣本。

1.2 研究方法

本研究總體上運(yùn)用定量和定性相結(jié)合的方法，強(qiáng)調(diào)定量方法的使用，采用圖表、科學(xué)知識(shí)圖譜等方式對(duì)所選文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制與展現(xiàn)。其中，圖表是對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)空分布的展示?？茖W(xué)知識(shí)圖譜是研究主題的相關(guān)文獻(xiàn)可視化呈現(xiàn)手段，通過(guò)運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘、文獻(xiàn)計(jì)量及圖譜繪制等工具，展示某學(xué)科或研究領(lǐng)域的演進(jìn)路徑[3]，挖掘相關(guān)學(xué)科或領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，追蹤其研究前沿。

借助SATI、CiteSpace軟件實(shí)現(xiàn)國(guó)際BIM技術(shù)可視化研究。SATI是我國(guó)學(xué)者劉啟發(fā)和葉鷹基于.NET平臺(tái)使用C#編程共同開發(fā)的一款文獻(xiàn)題錄信息統(tǒng)計(jì)分析軟件[4]，可導(dǎo)入處理HTML格式的WoS國(guó)際文獻(xiàn)題錄數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、字段信息抽取、詞條頻次統(tǒng)計(jì)等技術(shù)現(xiàn)實(shí)WoS國(guó)際文獻(xiàn)題錄基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析。CiteSpace是美國(guó)德雷塞爾大學(xué)的英籍華人陳美超教授基于Java語(yǔ)言開發(fā)一款科學(xué)文獻(xiàn)計(jì)量可視化分析軟件[5]，通過(guò)對(duì)科學(xué)文獻(xiàn)的共被引、關(guān)鍵詞、主題詞等分析，可視化學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域的演進(jìn)路徑，識(shí)別、探測(cè)及可視化其研究熱點(diǎn)與前沿。

2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)空分布

2.1 時(shí)間分布

從WoS數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)出493條關(guān)于BIM技術(shù)研究的HTML格式題錄，通過(guò)SATI3.2軟件中轉(zhuǎn)換功能生成該軟件專用的XML格式文件，利用select選項(xiàng)，選擇不同年份發(fā)文量，再借助Excel表格，實(shí)現(xiàn)BIM研究文獻(xiàn)的時(shí)間分布圖，如圖1所示。

圖1 BIM研究文獻(xiàn)的時(shí)間分布

BIM研究發(fā)展現(xiàn)狀在某種程度上可通過(guò)其研究成果的時(shí)間分布情況展現(xiàn)。基于國(guó)際上年度發(fā)表的期刊論文數(shù)量分析發(fā)現(xiàn)，截至2017年12月30日，2005—2009年發(fā)表期刊論文數(shù)量依次為1、3、5、9、5篇，屬于國(guó)際BIM研究起步階段。隨后BIM研究發(fā)文量逐年增長(zhǎng)，特別是2014年后呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)勢(shì)頭，總體而言，BIM研究依舊是國(guó)際上持續(xù)關(guān)注與研究的領(lǐng)域。

2.2 空間分布

(1)重要作者分布

基于SATI3.2軟件進(jìn)行作者出現(xiàn)頻次統(tǒng)計(jì)，選項(xiàng)欄中選擇“作者”選項(xiàng)，通過(guò)“字段抽取、頻次統(tǒng)計(jì)”等技術(shù)提取作者頻次不低于5次的統(tǒng)計(jì)文本，形成高頻作者統(tǒng)計(jì)表，見表1。其中，Sacks是BIM技術(shù)研究中最多產(chǎn)作者，出現(xiàn)頻次為11次，其次分別是Eastman(9次)、Issa(7次)、Wang(7次)、Love(7次)、Akinci(7次)等，均在BIM技術(shù)研究領(lǐng)域中享有盛名，屬于該領(lǐng)域的重要研究者。

表1 高頻作者統(tǒng)計(jì)

(2)核心機(jī)構(gòu)分布

基于SATI3.2軟件進(jìn)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)頻次統(tǒng)計(jì)，選項(xiàng)欄中選擇“機(jī)構(gòu)”選項(xiàng)，通過(guò)“字段抽取、頻次統(tǒng)計(jì)”等技術(shù)，提取機(jī)構(gòu)頻次統(tǒng)計(jì)文本，得到BIM技術(shù)研究的代表性機(jī)構(gòu)，見表2。統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)頻次不低于8的機(jī)構(gòu)共有14家，即發(fā)文量不低于8篇的共有14家機(jī)構(gòu)，被視為該研究領(lǐng)域的核心機(jī)構(gòu)，共產(chǎn)出期刊論文181篇，占總期刊論文的37.71%，機(jī)構(gòu)平均發(fā)文量達(dá)到12篇。機(jī)構(gòu)發(fā)文量超出平均水平的有馬來(lái)西亞理工大學(xué)(Universiti Teknologi Malaysia)、科廷大學(xué)(Curtin University)、佐治亞理工學(xué)院(Georgia Institute of Technology)、漢陽(yáng)大學(xué)(Hanyang University)、以色列理工學(xué)院(Technion-Israel Institute of Technology)、佛羅里達(dá)大學(xué)(University of Florida)6家，被視為該領(lǐng)域研究的國(guó)際頂尖機(jī)構(gòu)，卡耐基梅隆大學(xué)(Carnegie Mellon University)、昆士蘭科技大學(xué)(The Queensland University of Technology)、同濟(jì)大學(xué)(Tongji University)等其余8家可視為代表性機(jī)構(gòu)。

表2 核心機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)

3 BIM技術(shù)研究演進(jìn)路徑可視化分析

3.1 知識(shí)基礎(chǔ)識(shí)別

知識(shí)基礎(chǔ)常被視為研究前沿術(shù)語(yǔ)、詞匯文章的引文(即參考文獻(xiàn))，知識(shí)基礎(chǔ)組成架構(gòu)較為穩(wěn)定，主要由早期奠基性文獻(xiàn)、高被引經(jīng)典文獻(xiàn)及共被引網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)文獻(xiàn)構(gòu)成，反映研究前沿中術(shù)語(yǔ)凝練過(guò)程所吸收、利用以往研究成果的情況。通過(guò)文獻(xiàn)共被引(Cited Reference)分析，可識(shí)別某研究領(lǐng)域或主題的知識(shí)基礎(chǔ)，有助于研究者探索某個(gè)研究主題或領(lǐng)域的學(xué)術(shù)進(jìn)路。

基于WoS核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)中所檢索、整理的493篇文獻(xiàn)，借助CiteSpace軟件進(jìn)行BIM技術(shù)研究演進(jìn)路徑可視化分析，節(jié)點(diǎn)類型設(shè)置為Cited Reference，研究跨度為2005—2017年，設(shè)置每年為一個(gè)時(shí)間分區(qū)，選擇被引次數(shù)最多的前30篇文獻(xiàn)進(jìn)行重點(diǎn)分析，運(yùn)行CiteSpace軟件得到BIM技術(shù)研究文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)區(qū)視圖(Time Zone View)，網(wǎng)絡(luò)圖譜中共有節(jié)點(diǎn)436個(gè)，連線1 151條，如圖2所示。

注：圓形節(jié)點(diǎn)代表引文，其大小與被引次數(shù)密切相關(guān)，大節(jié)點(diǎn)代表高被引、高價(jià)值文獻(xiàn)圖2 BIM技術(shù)研究文獻(xiàn)共被引網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)區(qū)視圖

3.2 演進(jìn)路徑探析

利用CiteSpace軟件揭示共被引網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，圖2中字體大小依比例顯示，高被引文獻(xiàn)在圖2中顯示大字體，且節(jié)點(diǎn)間連線代表文獻(xiàn)間的引用關(guān)系及時(shí)間，粗連線表示引用次數(shù)多，其顏色表征引用時(shí)間，基本規(guī)則是基于時(shí)間先后序列，連線顏色由冷色逐漸變成暖色[6]。依據(jù)被引頻次大小，列舉圖2中各年份排名靠前的有關(guān)BIM研究文獻(xiàn)，見表3，這些文獻(xiàn)屬于BIM研究的知識(shí)基礎(chǔ)。

結(jié)合圖2和表3，按時(shí)間順序梳理關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)文獻(xiàn)，可探尋BIM技術(shù)研究的演進(jìn)路徑主要分為3個(gè)階段：探索期、初步成長(zhǎng)期和深入發(fā)展期。

表3 BIM研究關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)文獻(xiàn)

(1)BIM研究探索期(2006—2009年)

該時(shí)期僅出現(xiàn)3篇經(jīng)典文獻(xiàn)。其中，Lee等[7](2006)提出面向建筑信息建模系統(tǒng)的參數(shù)化建筑對(duì)象行為，強(qiáng)調(diào)建筑對(duì)象行為的描述符號(hào)與方法，旨在探索建筑設(shè)計(jì)知識(shí)與工程知識(shí)在建設(shè)信息模型生產(chǎn)軟件中的嵌入程度；Howard和Bjork[8](2008)基于質(zhì)性研究，針對(duì)BIM的可行性、成功必要條件及其標(biāo)準(zhǔn)，特別是對(duì)IFC的參考等系列問(wèn)題，進(jìn)行專家訪談，提出BIM標(biāo)準(zhǔn)框架和實(shí)施方案；Succar[9](2009)指出建筑信息建模(BIM)涉及建筑設(shè)計(jì)、工程建造和運(yùn)營(yíng)等廣闊的知識(shí)領(lǐng)域，分析公開的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，探討B(tài)IM框架、利益相關(guān)者及其交付基礎(chǔ)，并識(shí)別、部署可視化知識(shí)模型，利用知識(shí)本體論，表述該領(lǐng)域概念及其相互關(guān)系，以進(jìn)一步定義知識(shí)成分與擴(kuò)展其邊界。

(2)BIM研究初步成長(zhǎng)期(2010—2012年)

此階段共有4篇關(guān)鍵文獻(xiàn)，Sacks等[10](2010)認(rèn)為精益建造和建筑信息建模對(duì)建筑業(yè)發(fā)展具有深刻影響，構(gòu)造BIM功能與精益建造原則的并列矩陣，確定其相互協(xié)同作用，深入探索相互作用的有效性程度，有助于建筑業(yè)從業(yè)人員規(guī)劃精益建造于信息模型戰(zhàn)略時(shí)，深刻認(rèn)識(shí)到兩者潛在協(xié)同作用。Jung和Joo[11](2011)對(duì)計(jì)算機(jī)集成結(jié)構(gòu)(CIC)和建筑信息模型(BIM)進(jìn)行文獻(xiàn)回顧，構(gòu)建綜合建筑信息建模(BIM)框架，專注于解決BIM應(yīng)用在實(shí)際項(xiàng)目中實(shí)用性問(wèn)題，該框架有助于確定BIM實(shí)際有效性的驅(qū)動(dòng)因素，并為其應(yīng)用評(píng)價(jià)提供依據(jù)。Cerovsek[12](2011)基于建筑設(shè)計(jì)、工程建造和運(yùn)營(yíng)的工具與數(shù)字模型交互標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)綜述，構(gòu)建改進(jìn)BIM工具與方案的理論框架，提出“建筑信息建?！?BIM)工具、標(biāo)準(zhǔn)的重要問(wèn)題及全面建議，為BIM在建筑項(xiàng)目中互操作性、集成性、通信與協(xié)作作用奠定基礎(chǔ)。Hartmann等[13](2012)將BIM工具實(shí)施于支持建筑公司評(píng)估部門的活動(dòng)以及在大型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目中的風(fēng)險(xiǎn)管理活動(dòng)，試圖完善BIM工具的功能與施工管理工作過(guò)程緊密融合，通過(guò)改變現(xiàn)有工作過(guò)程，以適應(yīng)基于BIM工具的功能，并提倡在施工組織中以“技術(shù)拉動(dòng)”的方式實(shí)施BIM工具。

(3)BIM研究與實(shí)踐深入發(fā)展期(2013年以來(lái))

本階段中新研究成果層出不窮，目前經(jīng)典文獻(xiàn)有4篇。Love等[14](2013)認(rèn)為，建筑信息建模(BIM)可提高資產(chǎn)在設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)過(guò)程中的性能，但通常利用投資回報(bào)率評(píng)價(jià)BIM投資使用過(guò)程，不能準(zhǔn)確反映實(shí)施BIM相關(guān)的“真實(shí)”成本和收益，從而引入無(wú)形利益和間接成本，重新構(gòu)建BIM技術(shù)投資使用評(píng)估框架。Bryde[15](2013)收集35個(gè)已使用建筑信息模型(BIM)的項(xiàng)目資料，生成一組項(xiàng)目成功標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，以次標(biāo)準(zhǔn)分析各項(xiàng)目?jī)?nèi)容，確定每個(gè)項(xiàng)目達(dá)標(biāo)程度，并發(fā)現(xiàn)最常見的收益與項(xiàng)目生命周期中成本降低與控制以及節(jié)省時(shí)間有關(guān)，負(fù)面效益主要集中在BIM軟件的使用投資上，基于成本效益分析，提高認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)教育和培訓(xùn)等手段，以解決BIM使用的挑戰(zhàn)[15]。Volk[16](2014)基于BIM主題的180多篇文獻(xiàn)綜述，分析建設(shè)中少有實(shí)施BIM的三點(diǎn)原因：一是從捕獲的建筑物數(shù)據(jù)到語(yǔ)義BIM對(duì)象的高建模/轉(zhuǎn)換的困難；二是BIM中信息的更新；三是處理現(xiàn)有建筑物中BIM中不確定的數(shù)據(jù)、對(duì)象和關(guān)系的挑戰(zhàn)。Cao等[17](2015)調(diào)查106個(gè)使用建筑信息建模(BIM)的項(xiàng)目，探索目前中國(guó)BIM項(xiàng)目實(shí)踐，并評(píng)估其實(shí)施效果，研究結(jié)果表明，BIM被用作可視化工具，具有積極作用，可有效地改進(jìn)任務(wù)，為行業(yè)如何更好挖掘BIM的潛力提供一定見解。

基于上述分析，近十年來(lái)，對(duì)BIM學(xué)術(shù)研究不斷深入，BIM學(xué)術(shù)研究成果的演進(jìn)路徑如圖3所示。

圖3 BIM學(xué)術(shù)研究演進(jìn)路徑

4 BIM技術(shù)研究熱點(diǎn)分析與前沿追蹤

4.1 BIM技術(shù)研究熱點(diǎn)可視化分析

文獻(xiàn)題錄中關(guān)鍵詞是作者對(duì)文章核心內(nèi)容的高度提煉和集中描述，體現(xiàn)文獻(xiàn)的研究主體及方向，高頻次關(guān)鍵詞常被用于確定研究領(lǐng)域熱點(diǎn)問(wèn)題。利用CiteSpace軟件，在節(jié)點(diǎn)類型中選擇“關(guān)鍵詞(Key words)”，并選擇Pathfinder算法，運(yùn)行CiteSpace軟件得到由關(guān)鍵詞所生成BIM研究熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖譜，如圖4所示。同時(shí)，選取關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次不少于7的熱點(diǎn)術(shù)語(yǔ)有14個(gè)，見表4。

注：圓形節(jié)點(diǎn)代表關(guān)鍵詞，其大小與被引次數(shù)密切相關(guān)，大節(jié)點(diǎn)代表熱點(diǎn)術(shù)語(yǔ)圖4 BIM研究熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖譜

基于圖4、表4可知，頻次最高關(guān)鍵詞為“建筑信息模型(BIM)”，達(dá)356頻次，且其中心度值為0.32，位居首位。這表明“BIM”的表述已得到學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)可，且對(duì)BIM研究十分重視。其他高頻熱點(diǎn)術(shù)語(yǔ)按頻次高低分別為：施工(Construction)、設(shè)計(jì)(Design)、系統(tǒng)(System)、管理(Management)、框架(Framework)等14個(gè)熱點(diǎn)術(shù)語(yǔ)，經(jīng)深刻剖析以上高頻熱點(diǎn)術(shù)語(yǔ)，可將BIM研究總結(jié)歸納成如下3個(gè)方向。

表4 高頻關(guān)鍵詞統(tǒng)計(jì)

(1)BIM技術(shù)基礎(chǔ)與框架研究方向

國(guó)際上，眾多學(xué)者不斷探索BIM技術(shù)基礎(chǔ)與實(shí)施框架，強(qiáng)調(diào)BIM技術(shù)本體、標(biāo)準(zhǔn)及框架的研究，其研究熱點(diǎn)主要涉及到本體(Ontology)、系統(tǒng)(System)、框架(Framework)、IFC標(biāo)準(zhǔn)(IFC)等術(shù)語(yǔ)。BIM作為復(fù)雜操作系統(tǒng)，本體工程被視為BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，主要包括BIM本體模型的建模語(yǔ)、開發(fā)環(huán)境和工具。同時(shí)，構(gòu)建BIM實(shí)施框架是實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)應(yīng)用的首要步驟，且IFC作為BIM操作性國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，能確保整個(gè)項(xiàng)目生命周期內(nèi)信息存儲(chǔ)、交互，進(jìn)一步推動(dòng)BIM技術(shù)廣泛應(yīng)用。

(2)BIM技術(shù)應(yīng)用研究方向

實(shí)踐中BIM技術(shù)常被應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)(Design)、施工(Construction)及管理(Management)等重要領(lǐng)域，這也是BIM技術(shù)研究熱點(diǎn)。此外，BIM研究熱點(diǎn)還體現(xiàn)在建筑行業(yè)(Industry)與項(xiàng)目(Project)兩個(gè)層面。在建筑行業(yè)層面上，BIM技術(shù)作為建筑業(yè)中創(chuàng)新性里程碑技術(shù)，深刻改變建筑業(yè)傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，提高建筑業(yè)項(xiàng)目生產(chǎn)效率與交付質(zhì)量；在項(xiàng)目層面上，BIM技術(shù)應(yīng)用有助于建設(shè)項(xiàng)目生命周期內(nèi)信息流失與資源浪費(fèi)，提升項(xiàng)目管理水平。

(3)BIM相關(guān)技術(shù)支撐研究方向

BIM技術(shù)二次開發(fā)及應(yīng)用過(guò)程中先進(jìn)信息技術(shù)發(fā)揮著引領(lǐng)作用，而要實(shí)現(xiàn)全生命周期內(nèi)項(xiàng)目管理信息的全面整合、共享與互通，須依靠信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用以及激光掃描等領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)支撐。目前，模擬仿真(Simulation)、信息技術(shù)(Information Technology)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Augmented Reality)、點(diǎn)云(Point Cloud)等技術(shù)是BIM研究熱點(diǎn)。模擬仿真與信息技術(shù)是BIM實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目可視化的關(guān)鍵技術(shù)；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)虛擬信息投射到現(xiàn)實(shí)世界中，使得現(xiàn)實(shí)環(huán)境和虛擬建筑同步疊加，增強(qiáng)可視化效果；點(diǎn)云技術(shù)是基于現(xiàn)實(shí)世界的建筑物，提取、轉(zhuǎn)化為建筑信息模型(BIM)，從而提升建筑物信息準(zhǔn)確度。

4.2 BIM技術(shù)研究前沿可視化追蹤

從浩瀚的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)中挖掘、探索及追蹤研究前沿是BIM研究可視化分析的關(guān)鍵內(nèi)容之一[18]。BIM研究前沿(Research Frontier)代表BIM研究領(lǐng)域中突然涌現(xiàn)或最具發(fā)展?jié)摿Φ难芯啃轮黝}及新趨勢(shì)，把握BIM研究前沿，有助于掌握BIM研究現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展方向。

文獻(xiàn)[19]指出研究前沿強(qiáng)調(diào)學(xué)科發(fā)展新趨勢(shì)及突變特征，因而借助“突現(xiàn)主題術(shù)語(yǔ)(Surged Topical Terms)”比“高頻主題詞(Title Words)”更適合追蹤學(xué)科研究前沿[5]。利用CiteSpace軟件，在術(shù)語(yǔ)詞類型中設(shè)置“突顯術(shù)語(yǔ)(Brust Terms)”，節(jié)點(diǎn)類型中選擇“主題詞(Terms)”，選擇Pathfinder算法，運(yùn)行CiteSpace軟件，探測(cè)得到6個(gè)突現(xiàn)詞，見表5。

表5 BIM研究領(lǐng)域中突現(xiàn)詞統(tǒng)計(jì)

結(jié)合表5可知，突變率最高主題詞為“Building information modeling”，達(dá)3.61，代表BIM研究領(lǐng)域?qū)ㄖ畔⒛Ｐ捅旧黻P(guān)注與研究，可能仍是未來(lái)BIM研究方向。除建筑信息模型(Building information modeling)以外，還有相互協(xié)作能力(Interoperability)、激光掃描(Laser scanning)、方案優(yōu)化(Optimization)、項(xiàng)目績(jī)效(Performance)、4維cad(4D cad)等5個(gè)突現(xiàn)詞。與BIM技術(shù)應(yīng)用的突現(xiàn)詞相互協(xié)作能力(Interoperability)、方案優(yōu)化(Optimization)、項(xiàng)目績(jī)效(Performance)等，說(shuō)明BIM應(yīng)用于項(xiàng)目管理過(guò)程中強(qiáng)調(diào)各項(xiàng)目參建主體的項(xiàng)目協(xié)作能力，通過(guò)施工虛擬碰撞、方案優(yōu)化等手段，關(guān)注項(xiàng)目績(jī)效是BIM技術(shù)研究領(lǐng)域的重要前沿。BIM相關(guān)技術(shù)支撐研究的突現(xiàn)詞是激光掃描(Laser scanning)與4維cad(4D cad)，且3D激光掃描有助于彌補(bǔ)BIM應(yīng)用從設(shè)計(jì)到施工過(guò)程中“信息衰減”現(xiàn)象，4維cad技術(shù)讓信息表達(dá)更加全面，說(shuō)明隨著先進(jìn)技術(shù)不斷發(fā)展，4維cad技術(shù)和3D激光掃描將成為BIM相關(guān)支撐技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

5 結(jié)論

為系統(tǒng)梳理、分析BIM領(lǐng)域國(guó)際研究成果，基于SATI、CiteSpace等科學(xué)計(jì)量軟件，對(duì)Web of Science核心集合中2005—2017年發(fā)表的493篇文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，主要結(jié)論如下：

(1)基于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)空分析，發(fā)現(xiàn)2014年以來(lái)，BIM研究成果呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)形勢(shì)，重要作者包括Eastman、Issa、Wang、Love等，核心研究機(jī)構(gòu)有馬來(lái)西亞理工大學(xué)、科廷大學(xué)、佐治亞理工學(xué)院、漢陽(yáng)大學(xué)、以色列理工學(xué)院、佛羅里達(dá)大學(xué)等。

(2)BIM研究演進(jìn)路徑由BIM研究探索期、初步成長(zhǎng)期、深入發(fā)展期等3個(gè)階段組成。其中，2006—2009年為BIM研究探索期，2010—2012年期間是BIM研究的初步成長(zhǎng)期，2013年以來(lái)，BIM研究與實(shí)踐邁入深入發(fā)展期。

(3)BIM研究熱點(diǎn)除其本身之外，分為3個(gè)方向：BIM技術(shù)基礎(chǔ)與框架研究方向包括本體、系統(tǒng)、框架、IFC標(biāo)準(zhǔn)等核心主題；BIM技術(shù)應(yīng)用研究方向涉及建筑設(shè)計(jì)、施工、管理、行業(yè)及項(xiàng)目等重要領(lǐng)域；BIM相關(guān)技術(shù)支撐研究方向注重模擬仿真、信息技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、點(diǎn)云等研究熱點(diǎn)。

(4)BIM研究前沿由相互協(xié)作能力、激光掃描、方案優(yōu)化、項(xiàng)目績(jī)效、4維cad等方面組成，其中，相互協(xié)作能力、方案優(yōu)化、項(xiàng)目績(jī)效屬于BIM技術(shù)未來(lái)應(yīng)用研究關(guān)注的核心；激光掃描與4維cad是BIM支撐技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。