楊 寧 劉延志 伍岳青

江西應用技術職業(yè)學院（341000）

0 前言

為適應建筑產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展，滿足人力資源和社會保障部最新頒布的建筑信息模型技術員的從業(yè)要求，我國設立了1+X建筑信息模型（BIM）職業(yè)技能等級證書[1]。BIM即建筑信息模型，其技術核心是一個由計算機創(chuàng)建的，包含真實世界中物體的真實信息和變更行為的數(shù)據(jù)庫[2]。建筑信息模型完善了建設工程項目各個參與方的信息溝通問題，讓信息傳遞更加準確、快捷、高效，實現(xiàn)了工程項目全生命周期的信息化集成管理[3]。但是目前的建筑信息模型僅僅用在了施工翻模、碰撞檢查等部分工作中，在運行維護過程中，也只是少量運用在智能建筑中，并未發(fā)揮出長效、穩(wěn)定的效益。

1 BIM技術及其特點分析

建筑信息模型技術是建筑信息集成的實現(xiàn)，將建設工程項目管理中的各種信息整合至一個三維模型信息數(shù)據(jù)庫中，使得各方參與人員可以基于平臺進行協(xié)同工作，有效提高工作效率和信息的準確性、降低工程成本，優(yōu)化施工進度控制方案，提高工程建設的質量，以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[4]。

1.1 可視化

對于傳統(tǒng)的圖紙來說，建筑構件的真實信息需要建筑行業(yè)從業(yè)人員通過自身的識別能力來判斷，而建筑信息模型技術的可視化特點，實現(xiàn)了建筑構件三維模型與其所包含真實信息的可視化展示。

1.2 協(xié)調性

對于傳統(tǒng)的點對點工作方式來說，信息傳遞容易失真或延遲，建筑信息模型技術的協(xié)調性特點，實現(xiàn)了各專業(yè)的碰撞檢查功能，可通過中心服務器推送的方式，使得建筑從業(yè)人員能夠及時發(fā)現(xiàn)各專業(yè)的碰撞問題。

1.3 模擬性

對于傳統(tǒng)的建設工程，人們經(jīng)常使用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，對建筑的節(jié)能、日光、防火防災、熱傳導等性能進行測算，準確度較低。建筑信息模型技術的模擬性可對其進行仿真模擬，以肉眼可見的方式，直接“看見”建筑物施工和運營的狀態(tài)。

1.4 優(yōu)化性

通常情況下，建設工程項目管理的進度、成本、質量等目標之間是對立統(tǒng)一的，難以優(yōu)化。而建筑信息模型技術的優(yōu)化，可以通過平臺的人工智能優(yōu)化算法，使工程項目管理的多目標得到均衡優(yōu)化。

1.5 可出圖性

傳統(tǒng)的圖紙不能反映出建筑構件完整的真實信息，工程表達不夠具體，需要建筑從業(yè)人員反復揣摩或者查找圖集。而建筑信息模型技術的可出圖性，可以對圖紙進行深化設計，使工程表達更加詳細。

2 BIM技術應用的現(xiàn)狀分析

2.1 可視化

構件表達的真實信息不夠完整。

部分構件建模的精度不高。

大部分節(jié)點詳圖仍然依靠注釋，無工程實體模型。

資源庫不夠，專業(yè)拓展度不高。

2.2 協(xié)調性

管理工作依舊復雜，需要工作人員具有一定的施工經(jīng)驗。

碰撞檢查涉及的對象眾多，且包含重復性數(shù)據(jù)，工作人員提取碰撞信息難度較大。

碰撞檢查無內置規(guī)范，需要依靠工作人員進行手動調整。

未形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)審核與傳遞平臺，缺乏工程變更等其他問題的協(xié)調系統(tǒng)。

2.3 模擬性

模擬系統(tǒng)功能單一，缺乏整體性。

模擬主要采用動畫形式，缺乏用戶交互。

模擬主要展示靜態(tài)數(shù)據(jù)，無法動態(tài)反映模型的實施變化。

模擬需要工作人員掌握一定視頻制作能力與施工技術，難度較大。

2.4 優(yōu)化性

平臺管理的工程信息有限，無法覆蓋工程項目全生命周期。

平臺主要針對施工方的項目管理工作，無法覆蓋其他項目參與方。

平臺依然還需要算法，對工程項目管理的多目標問題進行均衡優(yōu)化。

平臺剛性較大，對需要個性化管理的工程或特殊的項目，缺乏適應能力。

2.5 可出圖性

需要同時具備設計能力和建模能力的工作人員完成深化設計工作，要求較高。

需要工作人員手動檢查圖紙中未標注的信息。

各專業(yè)之間缺乏溝通和協(xié)調，沒有針對性的平臺來管理溝通協(xié)調的信息。

需要工作人員具有較高的參數(shù)化建模能力，來解決圖紙中復雜的模型圖元與注釋圖元。

3 建設工程項目BIM技術應用框架分析

建筑信息模型技術應用的建模軟件，應當能創(chuàng)建參數(shù)化的模型，才能反映出模型具有的所有真實信息，并且能夠進行動態(tài)變更。只要模型已經(jīng)創(chuàng)建，則各個視圖都夠反映出模型的真實形態(tài)，無須重復繪制[5]。為優(yōu)化建筑信息模型技術，拓展其應用范圍，應開發(fā)符合我國工程建設標準的建筑信息模型管理平臺。

3.1 云端

3.1.1 數(shù)據(jù)的存儲

云端應當存儲滿足建筑信息模型標準的各種數(shù)據(jù)，如模型數(shù)據(jù)、合同文本、進度計劃、質量管理、工程量清單、物料資源等。存儲數(shù)據(jù)應當盡可能包含建設工程項目管理全生命周期的信息。同時，納入人工智能優(yōu)化算法和資源庫，增設建設工程項目管理多目標均衡優(yōu)化功能，并且為用戶提供各類資源。云端還應當留有接口，用來保存用戶自定義的數(shù)據(jù)，增加彈性。

3.1.2 數(shù)據(jù)的校對核準

云端應當對用戶上傳的數(shù)據(jù)進行校對核準。用戶上傳的算法等各類文件，應當符合云端本身的規(guī)定。云端還需要檢測存儲的數(shù)據(jù)，查看其是否符合工程建設強制性標準、設計與施工規(guī)范、標準圖集規(guī)范、工程量清單規(guī)范等國家或者行業(yè)標準。

3.1.3 數(shù)據(jù)的展示

云端應當能夠展示三維模型、虛擬仿真動畫、交互式虛擬仿真視頻、合同信息、施工進度信息、質量標準信息、工程撥付款等管理類信息，使得參與建設項目的各方能夠通過可視化的方式，進行溝通、討論、決策等工作。

3.2 參數(shù)化建?？蛻舳?/h3>

橋梁隧道工程參數(shù)化建模工具：拓展專業(yè)應用范圍。

拓展節(jié)點:適應復雜多變的參數(shù)化構件建模。標準模型:自動化完成重復的、具有特殊標準的建模工作。

復雜體量系統(tǒng)建模工具:適應復雜的幕墻系統(tǒng)與鋼結構工程開發(fā)。

族建模工具：增加參數(shù)化圖形創(chuàng)建方法，適應復雜的族建模工作。

云端接口工具:獲取云端標準化管理數(shù)據(jù)等資源。

3.3 數(shù)據(jù)管理客戶端

云端工具:可以實現(xiàn)對模型、數(shù)據(jù)、自定義算法的上傳與下載，同時接收云端下達的指令和執(zhí)行標準。

數(shù)據(jù)提取工具:按照云端數(shù)據(jù)的標準，提取模型及數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)算法工具:提供對數(shù)據(jù)加工與處理的功能。數(shù)據(jù)展示工具:按照云端數(shù)據(jù)的標準、展示模型及數(shù)據(jù)，或者將數(shù)據(jù)導出成數(shù)據(jù)報表或網(wǎng)頁。

項目管理工具:提供建設工程項目管理的全生命周期管理信息系統(tǒng)，根據(jù)云端下達的指令和任務，完成項目管理工作，內置人工智能優(yōu)化算法，解決工程項目多目標管理問題。

智能建模與檢測工具:提供智能建模方法，能夠將圖紙換為模型，同時根據(jù)云端的標準，對模型進行校對核準。

3.4 虛擬仿真客戶端

云端工具:可以實現(xiàn)對交互式應用程序或者模型資源的上傳與下載，同時接收云端下達的指令和執(zhí)行標準。

移動視覺工具:可以提供基于物理系統(tǒng)的第一人稱或第三人漫游操作。

仿真模擬工具:可以提供施工場地布置模擬、施工節(jié)點動畫模擬、運營效果模擬、日照模擬、緊急疏散模擬等包含用戶交互的基本工具。

數(shù)據(jù)展示面板:可以提供對建筑構件信息查看的面板。

AR、VR轉換工具:可以將仿真模擬程序轉換為AR、VR程序，并且在增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實設備上運行。

4 結語

建筑信息模型技術的開發(fā)與應用符合國家“加快推動新一代信息技術與建筑工業(yè)化技術協(xié)同發(fā)展，在建造全過程加大建筑信息模型、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動通信、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術的集成與創(chuàng)新應用”的要求，文章通過淺析建設工程項目BIM技術應用框架，希望能夠為今后的建筑信息模型技術研發(fā)與落地工作提供指引。