傅志浩，呂 彬，楊楚驊，王存慧

(中水珠江規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司，廣東 廣州 510610)

BIM技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用方興未艾，近年來(lái)在三維建模、場(chǎng)地分析、方案比選、可視化應(yīng)用、模型出圖等方面應(yīng)用取得豐碩的成果，應(yīng)用目標(biāo)逐步轉(zhuǎn)向工程全生命周期運(yùn)用。對(duì)數(shù)字化產(chǎn)品和服務(wù)而言，從生產(chǎn)到建造再到最終交付，所有環(huán)節(jié)都可基于數(shù)據(jù)分析的結(jié)果實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈整合和系統(tǒng)優(yōu)化的目的[1]?；贐IM的工程數(shù)據(jù)信息從主要用于記錄和查看，逐漸成為流程優(yōu)化、方案優(yōu)化的重要依據(jù)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、服務(wù)交付等各個(gè)方面正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

當(dāng)前在房屋建筑[2]、道路工程建設(shè)方面[3]，基于BIM的工程信息分類編碼方法和編碼體系已有較多的研究與應(yīng)用成果，但在水利水電工程建設(shè)方面目前仍處于起步階段[4-5]，當(dāng)前雖已編制發(fā)布信息分類、編碼及存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，但在實(shí)際應(yīng)用中數(shù)據(jù)信息仍不夠完善，無(wú)法完全滿足工程全生命周期數(shù)據(jù)的需求；標(biāo)準(zhǔn)未在設(shè)計(jì)軟件中實(shí)現(xiàn)，不能得到有效應(yīng)用，其都不利于基于模型信息的研究與推廣應(yīng)用。

本文結(jié)合行業(yè)工程信息標(biāo)準(zhǔn)，首先探討了在IFC標(biāo)準(zhǔn)體系下進(jìn)行信息擴(kuò)展的方式；再梳理采用C#語(yǔ)言在Microstation平臺(tái)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)IFC標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展的具體方法，并通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)；最后在實(shí)際工程中應(yīng)用，完成了三維信息模型成果的交付。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，基于Microstation平臺(tái)的IFC信息擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)便可行、移植性強(qiáng)，可為后續(xù)開(kāi)展數(shù)據(jù)交付標(biāo)準(zhǔn)、工程模型信息擴(kuò)展、工程數(shù)據(jù)分析等研究工作打下良好的基礎(chǔ)。

1 BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

在工程BIM技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，工程數(shù)據(jù)信息是基礎(chǔ)和核心。這些信息分為幾何信息和非幾何信息2種，幾何信息可通過(guò)三維模型直接獲取；非幾何信息如結(jié)構(gòu)材料、施工方法、施工工藝、設(shè)備材質(zhì)等，用幾何信息無(wú)法直接表達(dá)，需要工程參建各方掛接到BIM模型中，以便共享與應(yīng)用，一個(gè)項(xiàng)目中運(yùn)用的非幾何信息的多少，往往決定了這個(gè)項(xiàng)目BIM技術(shù)運(yùn)用的深度[6]。BIM基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)通常分3類[7]，用于解決三方面問(wèn)題：①分類編碼標(biāo)準(zhǔn)，用于解決數(shù)據(jù)信息應(yīng)如何分類的問(wèn)題，即數(shù)據(jù)的編碼和組織方式；②數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)，用于解決數(shù)據(jù)以何種格式存儲(chǔ)、以何種格式進(jìn)行信息交換等問(wèn)題；③信息交換標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定BIM模型數(shù)據(jù)交換的內(nèi)容，用于解決工程的不同時(shí)期，模型應(yīng)補(bǔ)充或產(chǎn)生何種數(shù)據(jù)，即模型在不同工程階段的數(shù)據(jù)需求問(wèn)題。信息交換標(biāo)準(zhǔn)需各專業(yè)領(lǐng)域、各工程項(xiàng)目根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)前水利水電行業(yè)及相關(guān)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)尚有不足[8-10]，隨著B(niǎo)IM技術(shù)工程全生命周期運(yùn)用的深入發(fā)展，此方面正逐步完善，本文不做過(guò)多的探討。

BIM技術(shù)發(fā)展、應(yīng)用及普及的過(guò)程，是漫長(zhǎng)的工程信息化建設(shè)過(guò)程，隨著B(niǎo)IM應(yīng)用的深入，BIM標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)不斷完善和發(fā)展。作為底層的3類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化是不可避免的趨勢(shì)，英國(guó)于1997年發(fā)布的分類編碼標(biāo)準(zhǔn)Uniclass在使用過(guò)程中不斷修改，最新的Uniclass2015采用了ISO 12006推薦的分類系統(tǒng)，在分類方法上與OmniClass保持一致。中國(guó)發(fā)布的GB/T 51269—2017《建筑信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》參照OmniClass，僅為了適應(yīng)中國(guó)的規(guī)范制定做了少量修改，T/CWHIDA 0007—2020《水利水電工程信息模型分類與編碼標(biāo)準(zhǔn)》引用GB/T 51269—2017標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)行業(yè)進(jìn)行了補(bǔ)充。隨著越來(lái)越多的國(guó)家參與到信息存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)IFC的制定，IFC的國(guó)際接受度不斷提高，目前美國(guó)、英國(guó)、挪威、德國(guó)、中國(guó)、日本、新加坡等多國(guó)均開(kāi)始采用IFC標(biāo)準(zhǔn)作為信息存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。

1.1 數(shù)據(jù)信息的分類與編碼

針對(duì)數(shù)據(jù)信息開(kāi)展相關(guān)工作，為提升數(shù)據(jù)信息應(yīng)用效率以及確保信息存儲(chǔ)的完整性、唯一性和一致性等問(wèn)題，分類與編碼是需首要考慮的問(wèn)題。工程行業(yè)常見(jiàn)的分類編碼主要有OmniClass和KKS編碼2種[11]。其中KKS編碼分類定義嚴(yán)格，偏向于運(yùn)維需求，目前廣泛應(yīng)用于電力行業(yè)，在進(jìn)行信息擴(kuò)展時(shí)，新起編碼定義表較難避免和電力行業(yè)的沖突，因此在使用過(guò)程中受到一定的限制。OmniClass以全數(shù)字編碼方式規(guī)定了工程全生命周期的信息分類結(jié)構(gòu)，由于OmniClass標(biāo)準(zhǔn)良好的兼容性、可擴(kuò)展性以及全數(shù)字編碼對(duì)程序的易操作性，目前成為國(guó)家到地方BIM領(lǐng)域的主要標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，水利水電行業(yè)的分類編碼標(biāo)準(zhǔn)T/CWHIDA 0007—2020即采用了OmniClass編碼。關(guān)于信息信息分類和編碼的基本原則與方法詳見(jiàn)國(guó)標(biāo)GB/T 7027—2002[12]，此處不再累述。

OmniClass編碼按層次和屬性的分類，實(shí)質(zhì)上是從不同的應(yīng)用視角去審視數(shù)據(jù)信息。一項(xiàng)工程或一個(gè)建筑物及附加于之上的信息可視為客觀存在，而工程參建各方因業(yè)務(wù)領(lǐng)域和專業(yè)應(yīng)用需求，對(duì)信息獲取和需求往往帶有明顯目的性，因此需要結(jié)合應(yīng)用需求對(duì)信息進(jìn)行有效的分類與編碼。OmniClass提供的分類和編碼方法為數(shù)據(jù)信息提供了一個(gè)完整且易于擴(kuò)展的解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，同一份數(shù)據(jù)通常需要多個(gè)編碼信息及其組合來(lái)精確描述，以滿足唯一性和一致性的要求，后續(xù)研究與應(yīng)用中采用OmniClass的分類方法對(duì)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和擴(kuò)展。

1.2 IFC標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型與擴(kuò)展

工業(yè)基礎(chǔ)類IFC(Industry Foundation Class)標(biāo)準(zhǔn)主要用于解決數(shù)據(jù)交換過(guò)程中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與交換格式的問(wèn)題，IFC是目前業(yè)界接受程度最高的信息交換標(biāo)準(zhǔn)格式，大部分BIM軟件都支持IFC格式的模型信息數(shù)據(jù)。IFC是公開(kāi)開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)，主要面向工程建設(shè)領(lǐng)域，其標(biāo)準(zhǔn)框架分為4個(gè)層級(jí)[13]：資源層、核心層、共享層和領(lǐng)域?qū)?，每層中包括若干模塊，用于描述工程建設(shè)領(lǐng)域不同類別的內(nèi)容，如若干模塊用來(lái)描述工程建設(shè)領(lǐng)域不同類別的內(nèi)容；對(duì)建筑物的墻、柱、板、門窗等實(shí)體則可在共享層的建筑元素模塊進(jìn)行描述；對(duì)比較抽象的空間、時(shí)間、材料等概念在核心層的模塊中進(jìn)行描述。通過(guò)不同層級(jí)的組合描述就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物構(gòu)件信息的完整表達(dá)。

IFC標(biāo)準(zhǔn)定義了眾多的類對(duì)象來(lái)實(shí)現(xiàn)上述4個(gè)層級(jí)的框架，并按分層級(jí)的、對(duì)象繼承的方式進(jìn)行組織[14]，如建筑對(duì)象元素有IfcWall(墻體)、IfcWindow(窗戶)、IfcDoor(門)；如幾何對(duì)象元素有IfcExtrudedAreaSolid(面拉伸成體元素)；如基礎(chǔ)元素IfcCartesianPoint(空間坐標(biāo)點(diǎn))等，實(shí)際應(yīng)用中可方便地根據(jù)工程項(xiàng)目需求和業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)行擴(kuò)展。IFC的類實(shí)現(xiàn)邏輯基于3個(gè)基類來(lái)完整地描述項(xiàng)目或結(jié)構(gòu)：①IfcObjectDefinition用于定義對(duì)象(如樞紐、大壩、電站等)；②IfcRelationship用于定義不同類型對(duì)象之間的關(guān)系(如樞紐包含大壩、廠房)；③IfcPropertyDefinition用于定義與對(duì)象相關(guān)聯(lián)的屬性(如大壩類型屬性、電站類型屬性等)。IFC標(biāo)準(zhǔn)主要基類繼承結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1?；贗FC面向?qū)ο蟮拿枋龇绞?，可以方便地根?jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展，如水利水電工程的擋水建筑物即可按圖2方式擴(kuò)展。

圖2 水利水電行業(yè)基于IFC擴(kuò)展的示例

1.3 IFC標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用現(xiàn)狀

IFC基于面向?qū)ο竺枋龅膶?shí)現(xiàn)邏輯，可以很好地利用面向?qū)ο蟮某绦蛘Z(yǔ)言加以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)結(jié)合OmniClass的信息分類和編碼方法可以較好地滿足工程建設(shè)行業(yè)的信息應(yīng)用需求，因此在工程建設(shè)領(lǐng)域得到了廣泛的認(rèn)可與應(yīng)用。為方便IFC的使用，當(dāng)前各大設(shè)計(jì)軟件廠商如AutoDesk、Bentley、ArchCAD等都添加了對(duì)IFC格式的支持，同時(shí)也有一些開(kāi)源的軟件項(xiàng)目如xBIM提供對(duì)IFC格式較為完整的處理能力。

但同時(shí)由于IFC標(biāo)準(zhǔn)體系的龐大和復(fù)雜性，僅IFC標(biāo)準(zhǔn)自身定義的實(shí)體對(duì)象、屬性集及數(shù)據(jù)類型就有上千個(gè)，各專業(yè)領(lǐng)域的擴(kuò)展更是不計(jì)其數(shù)，讓一般用戶不禁望而卻步，在一定程度上限制了IFC標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與應(yīng)用，因此當(dāng)前IFC標(biāo)準(zhǔn)的制訂與研究工作多在科研、管理部門及各大設(shè)計(jì)軟件廠商開(kāi)展。而工程建設(shè)行業(yè)是實(shí)踐性較強(qiáng)的領(lǐng)域，特別是針對(duì)數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用更是需要結(jié)合業(yè)務(wù)需求不斷發(fā)展完善，需要工程參建各方共同參與到研究與應(yīng)用工作中來(lái)，才能更好地推動(dòng)工程信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。從目前技術(shù)水平和易用程度來(lái)看，基于現(xiàn)有的軟件平臺(tái)開(kāi)展行業(yè)數(shù)據(jù)信息研究與應(yīng)用工作是較為便捷和可行的方式。

2 基于Microstation平臺(tái)的IFC標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)

Microstation是當(dāng)前水利水電工程行業(yè)被廣泛使用的三維設(shè)計(jì)軟件，因其專注于土木建設(shè)領(lǐng)域，及其完善的工程設(shè)計(jì)解決方案而得到廣泛認(rèn)可[15]。在Microstation Connect平臺(tái)上附加信息的方式主要有3種：EC(Engineering Content)、ItemType(基于EC的簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)，可直接通過(guò)軟件進(jìn)行操作)、Xdata(以擴(kuò)展數(shù)據(jù)形式附著于圖形元素，可方便地同AutoCAD進(jìn)行信息交換)。其中以EC方式附加的數(shù)據(jù)信息可在Bentley系列軟件間(如建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及機(jī)電設(shè)計(jì))無(wú)縫銜接，且有較為完善的數(shù)據(jù)處理、分析、導(dǎo)入導(dǎo)出等功能，為基于Microstation平臺(tái)開(kāi)展數(shù)據(jù)信息相關(guān)研究與應(yīng)用工作提供了便利的基礎(chǔ)。ItemType及Xdata的實(shí)現(xiàn)方式實(shí)際是以硬編碼的方式將信息嵌入，雖可方便地實(shí)現(xiàn)信息附加和修改，但不便于數(shù)據(jù)的擴(kuò)展及存儲(chǔ)格式的交換，后續(xù)主要以EC方式描述工程數(shù)據(jù)信息的擴(kuò)展與處理。

2.1 Microstation中EC基本概念

EC是Microstation平臺(tái)用于解決行業(yè)數(shù)據(jù)交互的解決方案，基于EC框架可根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)自定義文件格式；以XML文件格式存儲(chǔ)，方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，且格式可自解析；用于行業(yè)數(shù)據(jù)的交換，不依賴于具體的軟件。EC框架的程序開(kāi)發(fā)支持C#、C++等面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，其提供的主要實(shí)現(xiàn)類見(jiàn)表1，對(duì)比表1中的類名稱與圖1中IFC定義的主要基類，EC相關(guān)類對(duì)應(yīng)地實(shí)現(xiàn)了IFC的對(duì)象、屬性及關(guān)系定義，同時(shí)由于EC在Microstation上的實(shí)現(xiàn)機(jī)制采用了面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的動(dòng)態(tài)綁定特性[16]，通過(guò)C#語(yǔ)言等程序語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能時(shí)可充分利用這一特性進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的擴(kuò)展。

表1 EC FrameWork提供的基礎(chǔ)類

2.2 基于EC的IFC實(shí)現(xiàn)

基于EC可以方便地實(shí)現(xiàn)IFC標(biāo)準(zhǔn)及其他自定義標(biāo)準(zhǔn)文件格式，其主要實(shí)現(xiàn)路徑見(jiàn)圖3。如前所述，IFC標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)所涉及的類定義眾多，采用類生成的方式工作量頗大，不便于維護(hù)，Microstation提供了ECClassEditor編輯工具簡(jiǎn)化生成過(guò)程，基于編輯器可方便地進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)引用、ECClass的定義與繼承及屬性定義等操作，導(dǎo)出XML文件后可用于標(biāo)準(zhǔn)的后續(xù)維護(hù)與交換；對(duì)于簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)則可利用程序語(yǔ)言進(jìn)行動(dòng)態(tài)生成ECClass對(duì)象，加入到指定的Schema對(duì)象中，后續(xù)根據(jù)需要導(dǎo)出存儲(chǔ)為XML文件。

圖3 EC使用步驟

利用ECClassEditor生成水利水電工程擋水建筑物的擴(kuò)展數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)過(guò)程示意見(jiàn)圖4。首先根據(jù)工程應(yīng)用需求按OmniClass的分類方法合理地組織對(duì)象邏輯，然后按面向?qū)ο蟮姆绞街鸺?jí)引用或繼承實(shí)現(xiàn)各單元的擴(kuò)展信息定義。完成后保存為xml文件，加載到三維模型文件中即可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)文件的應(yīng)用。

圖4 利用ECClassEditor生成水利水電工程擴(kuò)展數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)過(guò)程示意

2.3 關(guān)鍵功能實(shí)現(xiàn)

2.3.1ECSchema的導(dǎo)入與更新

a)ECSchema導(dǎo)入操作可用以下代碼實(shí)現(xiàn)。

//dPath為指定ecschema.xml文件路徑

IECSchemaLocater searchLocater = new Search

PathSchemaFileLocater(dPath);

ECObjects.AddSchemaLocater(searchLocater);

//根據(jù)指定的Schema名稱提取信息并生成ECSchema對(duì)象

IECSchema ecSimpleSchema = ECObjects.LocateSchema(scName,SchemaMatchType.Exact,null,null);

//添加ECSchema對(duì)象到當(dāng)前文件

ecSimpleSchema.AddSchemaToDgnFile();

b)ECSchema的更新，如標(biāo)準(zhǔn)定義文件發(fā)生改變，則可利用更新操作刷新數(shù)據(jù)信息。

//獲取當(dāng)前文件及其EC管理器

DgnFile activeDgnFile = Session.Instance.GetA

ctiveDgnFile();

DgnECManager manager = DgnECManager.Manager;

//設(shè)置Schema更新屬性，執(zhí)行更新操作

ushort providerId = 0x56FF;

UpdateSchemaOptions uso = new UpdateSchema

Options(providerId,false,bUpdateInstance);

manager.UpdateSchema(sc,activeDgnFile,uso);

2.3.2由ECCLass創(chuàng)建ECInstance

a)由ECSchema獲取ECClass對(duì)象。IECSchema提供了GetClasses和GetClass 2個(gè)函數(shù)，可分別從Schema對(duì)象中提取出所有的ECClass對(duì)象和指定Class名稱的ECClass對(duì)象，在實(shí)際使用中可根據(jù)需要選用。

b)由ECClass創(chuàng)建ECInstance代碼如下：

//activeDgnFile當(dāng)前文件，用于生成ECInstance的ECClass對(duì)象

DgnECInstanceEnabler ecInstanceEnabler=

manager.ObtainInstanceEnabler(activeDgnFile,ec);

ECDInstance ecdWipInstance = ecInstanceEnabler.

SharedWipInstance;

2.3.3為ECInStance創(chuàng)建或更新屬性

ECClass對(duì)象通常包含多個(gè)屬性值，如水利水電工程中大壩通用屬性包括名稱、類型、體積、高度、壩頂寬度等多個(gè)屬性參數(shù)。經(jīng)編程試驗(yàn)，建議采用數(shù)據(jù)庫(kù)程序中常用的DataTable類作為屬性參數(shù)的容器，可方便地與數(shù)據(jù)庫(kù)、WPF的數(shù)據(jù)展示界面進(jìn)行綁定[17]，使程序功能更加靈活、便捷。實(shí)現(xiàn)代碼如下：

//dt為屬性容器，labelIdx容器中用于標(biāo)識(shí)屬性名稱的索引，valueIdx用于標(biāo)識(shí)屬性值的索引

int valCount = dt.Rows.Count;

for (int i = 0;i < valCount;i++){

List val = dt.Rows[i].ItemArray.Select(x => x.ToString()).ToList();

ecdWipInstance.SetAsString(val[lableIdx],val[valueIdx]);}

2.3.4附加ECInstance到元素

經(jīng)前述幾個(gè)步驟生成完整的ECInstance對(duì)象，后續(xù)即可方便地將其與圖形元素對(duì)象綁定，通過(guò)如下代碼實(shí)現(xiàn)。

//ecInstanceEnabler、ecdWipInstance為第2步中生成的ECInstance對(duì)象和操作對(duì)象，elem為要附加信息的元素對(duì)象

ecInstanceEnabler.CreateInstanceOnElement(elem,ecdWipInstance,false);

3 工程應(yīng)用驗(yàn)證

基于Microstation平臺(tái)采用C#定制開(kāi)發(fā)工程信息處理程序，以廣西某水庫(kù)通航建筑物工程應(yīng)用為例，船閘主體結(jié)構(gòu)三維模型見(jiàn)圖5。

圖5 船閘主體結(jié)構(gòu)三維模型

3.1 IFC標(biāo)準(zhǔn)工程數(shù)據(jù)的擴(kuò)展定義

首先根據(jù)工程應(yīng)用需求按OmniClass分類方法確定工程結(jié)構(gòu)的分類及組織方式，如上下游引航道、上下閘首、閘室、細(xì)部結(jié)構(gòu)以及所需附加信息的屬性集等信息，按IFC面向?qū)ο蠓绞竭M(jìn)行組織，形成如圖2、4的對(duì)象繼承關(guān)系。為便于工作開(kāi)展，亦可借鑒T/CWHIDA 0009—2020《水利水電工程信息存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)》關(guān)于工程數(shù)據(jù)模式的Express-G圖。

當(dāng)數(shù)據(jù)對(duì)象關(guān)系明確后，即可利用ECClassEditor工作進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的定義。標(biāo)準(zhǔn)定義的工作較為繁瑣，但好處是一經(jīng)定義完成，后續(xù)進(jìn)行信息標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展、交換及共享則十分輕松。定義完成后的標(biāo)準(zhǔn)可導(dǎo)出為xml文件存儲(chǔ)，采用任意文本編輯軟件進(jìn)行查看與修改。文件名默認(rèn)以“對(duì)象名.主版本號(hào).次版本號(hào).ecschema.xml”方式命名，通過(guò)文件名即可快速識(shí)別出該數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)所表示的對(duì)象和版本，在后續(xù)數(shù)據(jù)信息掛接中，可用于快速判斷元素?cái)?shù)據(jù)信息版本的有效性和一致性。

3.2 數(shù)據(jù)信息的掛接

采用C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)基于Microstation平臺(tái)的工程數(shù)據(jù)處理程序，實(shí)現(xiàn)的主要功能有加載、更新數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，附加信息到元素，刪除更新元素信息，校驗(yàn)數(shù)據(jù)信息完整性等。程序?qū)崿F(xiàn)界面及信息附加過(guò)程見(jiàn)圖6。單選或批量選擇模型元素后，指定要添加到元素的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(ECSchema對(duì)象)和數(shù)據(jù)信息(ECClass對(duì)象)，即可方便的創(chuàng)建數(shù)據(jù)實(shí)例(ECDInstance對(duì)象)自動(dòng)掛接到模型元素上，實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)軟件的信息查看。如后續(xù)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新和刪除，可利用前述程序?qū)崿F(xiàn)的方法進(jìn)行操作。

圖6 程序界面及模型數(shù)據(jù)信息查看

3.3 標(biāo)準(zhǔn)檢查與更新

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的定義以xml文本文件形式保存，在軟件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)則是以類對(duì)象的形式呈現(xiàn)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)文件的文件名可快速檢查附加于元素的信息采用的是哪個(gè)版本；另外也通過(guò)對(duì)比數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)定義與附加信息的類對(duì)象結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)元素附加信息的完整性與合規(guī)性檢查，確保數(shù)據(jù)信息的可靠。

當(dāng)已定義好的標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)行信息擴(kuò)展時(shí)，可直接通過(guò)編輯標(biāo)準(zhǔn)定義文件的方式進(jìn)行，然后采用前述ECSchema的更新操作即可實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)同一個(gè)項(xiàng)目需要采用不同行業(yè)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，典型如本案例工程的船閘既可采用水利口，又可采用交通口的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，兩個(gè)管理部門的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)顯而易見(jiàn)的不一致，但只要通過(guò)前述方式做好標(biāo)準(zhǔn)定義的工作，則可非常方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)滿足要求的數(shù)據(jù)信息交付。

3.4 數(shù)據(jù)信息的應(yīng)用

完成信息附加工作后，可利用Microstation軟件自帶的信息查看功能針對(duì)元素?cái)?shù)據(jù)信息進(jìn)行篩選、提取及分類匯總等工作，在實(shí)際工程中的比較典型應(yīng)用有：按工程部位自動(dòng)分類匯總統(tǒng)計(jì)工程量、按材料分類篩選模型元素、按施工順序顯示相關(guān)結(jié)構(gòu)元素、按設(shè)備提取所有供貨商信息等。對(duì)數(shù)據(jù)信息的處理，當(dāng)軟件平臺(tái)的功能無(wú)法滿足需求時(shí)，則可通過(guò)將信息導(dǎo)出到Excel文件或數(shù)據(jù)庫(kù)文件(如Access、Sqlite等)中做進(jìn)一步的應(yīng)用，同時(shí)也為數(shù)字交付和數(shù)據(jù)交換提供了更多的選擇。通過(guò)對(duì)附加于元素之上的非幾何信息的操作，極大地?cái)U(kuò)展了BIM幾何模型的應(yīng)用范圍與應(yīng)用深度；通過(guò)結(jié)合業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程的數(shù)字化賦能，體現(xiàn)出BIM模型作為工程數(shù)據(jù)信息載體的核心價(jià)值。

通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施，完整地驗(yàn)證了工程信息處理程序功能的實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了IFC擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)在Microstation平臺(tái)的應(yīng)用；工作過(guò)程中形成了完整的、符合行業(yè)要求的IFC標(biāo)準(zhǔn)schema.xml文件，為后續(xù)基于模型的信息擴(kuò)展，工程數(shù)據(jù)分析奠定了良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

a)工程數(shù)據(jù)信息既是BIM技術(shù)賴以存在的基礎(chǔ)和核心，也是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的關(guān)鍵生產(chǎn)要素。工程數(shù)據(jù)的分類編碼、存儲(chǔ)與交換的重要性日益凸顯，開(kāi)展相關(guān)技術(shù)研究對(duì)BIM技術(shù)在工程全生命周期的運(yùn)用具有重要意義。

b)現(xiàn)階段各行業(yè)領(lǐng)域根據(jù)自身需求基于IFC標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)展，但在水利水電工程中如何實(shí)現(xiàn)并加以應(yīng)用方面的研究成果甚少。探討研究IFC標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展在Microstation平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方法，經(jīng)工程應(yīng)用驗(yàn)證難度適中，可拓展性、移植性強(qiáng)，可為同類工程應(yīng)用提供參考，同時(shí)亦可為后續(xù)深入開(kāi)展相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究打下了良好的基礎(chǔ)。

c)除對(duì)信息分類編碼、信息存儲(chǔ)和交換格式的研究外，針對(duì)信息交換標(biāo)準(zhǔn)即約定什么人，在什么生產(chǎn)階段，生產(chǎn)和使用什么信息，對(duì)數(shù)據(jù)的深度挖掘與應(yīng)用等問(wèn)題，是后續(xù)推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用深度需著重研究的問(wèn)題。限于篇幅此方面未做過(guò)多的探討，還有待結(jié)合業(yè)務(wù)需求做進(jìn)一步深入研究。