林艾嘉

（廣州市設(shè)計院集團有限公司，廣州510620）

1 研究背景

2018年3 月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部向廣州市和廈門市下發(fā)了《關(guān)于開展運用BIM系統(tǒng)進行工程建設(shè)項目報建并與“多規(guī)合一”管理平臺銜接試點工作的函》（建規(guī)函〔2018〕32號），要求通過改造BIM系統(tǒng)進行工程建設(shè)項目電子化報建，提高項目稿件審批數(shù)字化和信息化水平，并將改造后的BIM報建系統(tǒng)與“多規(guī)合一”管理平臺銜接，逐步實現(xiàn)工程建設(shè)項目電子化審查審批，推動建設(shè)領(lǐng)域信息化、數(shù)字化、智能化建設(shè)，為智慧城市建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

基于以上文件，促進工程建設(shè)項目審批提質(zhì)增效，推動施工圖審查制度改革是相關(guān)部門工作的一大重點。目前，廣州市已實現(xiàn)施工圖審查的數(shù)字化，即由原來的線下紙質(zhì)版文件交付審查改變?yōu)榫€上數(shù)字化文件審查。因此，為進一步推動審查工作的智能化，廣州市結(jié)合城市信息模型（CIM）平臺建設(shè)，開展了施工圖BIM智能化審查研究工作。

2 施工圖BI M智能審查優(yōu)勢與重難點

2.1 智能審查與人工審查

目前，國內(nèi)施工圖審查還是完全依靠審圖專家人工進行審查。此方式在過往時間充足的情況下可以確保施工圖質(zhì)量，保障工程項目安全實施。但近年來隨著國家基建項目的進一步加強，各地的項目都呈現(xiàn)井噴態(tài)勢，再加上精簡和改革工程建設(shè)項目審批程序，減少審批時間原則，施工圖審查時間進一步被壓縮，從而導(dǎo)致審圖不嚴，漏審情況時有發(fā)生。基于此，國內(nèi)相關(guān)人員也展開了基于BIM的施工圖自動審查系統(tǒng)研究，例如，華中科技大學(xué)團隊開展了基于BIM的建筑專業(yè)設(shè)計合規(guī)性自動審查系統(tǒng)研究[1]、南京工業(yè)大學(xué)團隊開展了基于BIM的建筑電氣審圖系統(tǒng)設(shè)計[2]等。

為了提高工作效率，我國審圖行業(yè)也在經(jīng)歷變革，近年來，大力推行計算機智能審圖，以減少人為因素造成的審查寬嚴程度不一致問題，確保建筑施工圖審查工作質(zhì)量，這也是施工圖審查的發(fā)展趨勢[3]。因此，在此情況下，國家也在幾個試點城市開展施工圖BIM智能審查系統(tǒng)的研究工作。同時，國內(nèi)多個地區(qū)也從數(shù)字化審圖、政府購買服務(wù)、AI審圖等方面對施工圖審查工作開展了一系列工作。

施工圖BIM智能審查技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點：

1）審核一致性：解決規(guī)范理解不一致問題。審圖涉及多個專業(yè)，部分內(nèi)容需要跨學(xué)科知識；規(guī)范種類多，版本更新速度快，對規(guī)范變更跟進的及時性要求較高；規(guī)范條文描述以及設(shè)計人員對于具體條文的理解容易產(chǎn)生歧義。

2）審核客觀性：解決了審核尺度不一致問題。人工審圖通常依賴于審圖人員專業(yè)水平及經(jīng)驗；

3）審核全面性：解決審核工作量大問題。計算機審圖可根據(jù)可審查條文逐條檢查規(guī)范要求；人工審核要挑選審核重點，容易漏審。

4）審核透明性：解決了政府管控困難問題。人工審圖時，主管部門無法及時獲取施工圖審查過程中各環(huán)節(jié)存在的問題，對施工圖設(shè)計、審查質(zhì)量的真實情況難以準(zhǔn)確掌握，監(jiān)管的有效性和時效性均不能得到保證。

2.2 施工圖BI M智能審查重難點

基于目前技術(shù)應(yīng)用情況，要實現(xiàn)施工圖BIM智能審查主要有以下幾方面的難點：涉及施工圖設(shè)計規(guī)范條文的篩選與拆解、條文語義分析與審查系統(tǒng)關(guān)聯(lián)、BIM智能審查系統(tǒng)的開發(fā)、施工圖BIM數(shù)據(jù)格式制定、施工圖BIM智能審查標(biāo)準(zhǔn)體系等。從建模角度出發(fā)，為使BIM模型滿足智能審查要求，也需要明確BIM設(shè)計模型精細度標(biāo)準(zhǔn)。

而施工圖設(shè)計規(guī)范條文的篩選與拆解則是整個工作的先決條件，其開展情況將直接影響整個施工圖BIM智能審查工作的推進。可以將此項工作分解為2部分：

1）規(guī)范的篩選問題，面對工程建設(shè)項目成百上千條的規(guī)范條文，要一步到位全部實現(xiàn)計算機自動審查是不可能的，因此，在有限的時間里，如何選擇合適條文進行智能審查是關(guān)鍵。

2）條文如何通過分析拆解，形成可開發(fā)的邏輯語言，使相關(guān)開發(fā)人員可以將條文有效的編譯成計算機程序，讓計算機實現(xiàn)邏輯判斷則是第二個難點。

本文將根據(jù)廣州市施工圖BIM審查系統(tǒng)實施情況，圍繞以上2方面進行描述。

3 電氣條文篩選原則

3.1 電氣專業(yè)BI M應(yīng)用情況

BIM技術(shù)在電氣專業(yè)方面的應(yīng)用基本上還處于初級階段，在大多數(shù)項目應(yīng)用中，電氣專業(yè)往往只是建立相關(guān)橋架、母線槽以及基本電氣設(shè)備的占位模型，很少涉及更深一步應(yīng)用。如GB/T 51301—2018《建筑信息模型設(shè)計交付標(biāo)準(zhǔn)》中電氣工程對象模型單元交付深度，施工圖設(shè)計階段絕大部分電氣構(gòu)件均只要求達到G2/N2深度（G2為幾何表達精度要求，即滿足空間占位、主要顏色等粗略識別需求的幾何表達精度；N2為信息深度等級要求，即包含模型單元的身份描述、項目信息、組織角色、材質(zhì)等）。

而在實際工程中，電氣專業(yè)建模精細度會進一步降低，通常的施工圖設(shè)計BIM項目，若項目的BIM應(yīng)用主要目的為管線綜合，電氣專業(yè)僅需配合將橋架、母線槽等對空間凈高有影響的內(nèi)容建模即可，其中的原因有BIM軟件應(yīng)用效率問題，也有電氣專業(yè)施工圖設(shè)計特點問題。在軟件方面，由于電氣專業(yè)平面末端設(shè)備點位繁多，若均布置于BIM模型中，軟件運行效率將大大降低，且目前軟件普遍無法承載一個綜合體項目。另一方面，電氣專業(yè)施工圖設(shè)計中有大量電氣系統(tǒng)圖是以二維形式表達，不便于形成BIM三維數(shù)據(jù)。有大量施工圖是以系統(tǒng)圖形式表達，此純二維表達也無法形成BIM的模型數(shù)據(jù)。

3.2 條文篩選原則

在電氣條文篩選中需要關(guān)注幾個方面：

1）條文應(yīng)是可量化條文，目前電氣條文中，有大量定性條文，這些條文基本不利于條文的邏輯拆解，即無法直接編譯成計算機語言，還是需要依靠人工進行判斷。

如表1所示為GB 50016—2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》中部分強制性條文（強條）節(jié)選。其中，編號為3.1.6、3.1.7的條文有明確的量化語句，此類條文可以通過條文邏輯的分析，拆解為相關(guān)計算機邏輯語言。但如編號為3.4.1、3.4.4的條文，均是屬于定性類條文，難以通過邏輯語言進行拆解。

2）在條文篩選過程，必須考慮BIM模型設(shè)計的工作量，根據(jù)上文所述，由于目前電氣專業(yè)BIM模型建立精度不高，若大幅度增加建模工作量，則會使得此項試點工作無法推進，不利于技術(shù)探索。

同樣以表1為例，編號為3.1.6的條文中，雖然條文屬于可量化內(nèi)容，但要完成此條文的審查，需要將火災(zāi)自動報警系統(tǒng)平面所有末端設(shè)備均反應(yīng)于BIM模型中，如感煙探測器、消防廣播、手動報警按鈕等。以目前BIM應(yīng)用情況來看，施工圖設(shè)計階段建模深度還無法實現(xiàn)，只有極個別項目直接應(yīng)用基于BIM的正向設(shè)計可實現(xiàn)此工作，但不具有普遍性，因此，此類條文也不能選擇。

表1 GB 50116—2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》強條節(jié)選

4 電氣條文拆解

解決條文篩選問題后，要實現(xiàn)基于BIM的施工圖自動審查，還有重要的一步就是將條文具體內(nèi)容拆解為計算機語言，這個過程涉及了自然語言與計算機結(jié)構(gòu)化語言的轉(zhuǎn)換問題。下面以GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018年版）10.1.1條為例，簡要說明相關(guān)工作開展情況。表2為條文自然語言描述及結(jié)構(gòu)化描述情況，條文內(nèi)容即為自然語言描述了具體何種類型建筑物消防用電是按一級負荷供電。條文內(nèi)容雖然文字不多，但若要計算機識別，還需要進行語義拆解，將建筑名稱、建筑高度、電源情況等逐一進行描述。并通過邏輯判斷語句“如果、并且、那么”將規(guī)范邏輯進行整理，最終形成如表2結(jié)構(gòu)化描述的語言表達。

從表2簡單示例可以看出，一個含數(shù)據(jù)不多且自然語言很容易理解的語句，拆解為計算機語言，其復(fù)雜程度和邏輯判斷語句大大增加。因此，在進行施工圖BIM智能審查過程中，條文拆解是重難點之一。

表2 條文拆解示例

完成條文拆解工作后，施工圖BIM智能審查系統(tǒng)關(guān)于條文內(nèi)容就基本完成，對于整個系統(tǒng)開發(fā)工作，還需將條文與模型元素進關(guān)聯(lián)后才可進行。對于電氣設(shè)計人員，后續(xù)還需進一步對系統(tǒng)開發(fā)成果進行準(zhǔn)確率分析，并將條文與模型、建模流程標(biāo)準(zhǔn)化，形成標(biāo)準(zhǔn)體系。

5 階段成果與展望

針對廣州市施工圖BIM智能審查系統(tǒng)第一階段的條文篩選及條文拆解工作已經(jīng)結(jié)束，并且完成了相應(yīng)的審查系統(tǒng)開發(fā)工作，具體開發(fā)還涉及BIM數(shù)據(jù)定義、模型信息關(guān)聯(lián)等內(nèi)容，此部分內(nèi)容不在本文中說明。目前，針對施工圖BIM智能審查的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也已經(jīng)由州市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局發(fā)布，整個系統(tǒng)也已經(jīng)與2020年10月起開始試運行。在已完成條文中，電氣專業(yè)共完成了8個條文的拆解及開發(fā)，條文主要涉及GB 50016—2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（2018年版）和GB 50116—2013《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》等。

截至2021年4月，根據(jù)廣州市審查管理系統(tǒng)不完全統(tǒng)計，廣州市“施工圖三維（BIM）輔助審查系統(tǒng)”已有182個項目申報BIM審查。下一階段將著力增加審查條文的覆蓋面，重點落實“消防強制性條文”“查重難點、審查要點”的條文數(shù)目及適用性。整個條文的拆解及篩選工作也將在前一階段工作成果基礎(chǔ)上，加大應(yīng)用推廣力度，并且結(jié)合廣州市CIM平臺建設(shè)要求，加速自主BIM設(shè)計軟件及審查系統(tǒng)研究工作。