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BIM模型的三維城建檔案的接收、保管及應用探究

時間:2020-10-14作者:胡雨蛟
本文導讀:這是一篇關于BIM模型的三維城建檔案的接收、保管及應用探究的文章,本文是針對BIM模型的三維城建檔案的接收、保管和應用進行的具體研究,并結合實際情況,以“歸檔模型標準化、數字信息集成化、檔案服務智慧化”來闡述該模式的研究方向和目標,以及在該目標下的具體試用平臺來展現其
  摘 要
  
  建筑信息模型(Building Information Modeling,簡稱BIM)的應用現在已經具備了相應的成熟的模式與相應完善的系統,關聯的整個領域也已經具有了相對成熟的概念與體系,它是以項目中的各項數據為基礎,運用仿真技術進行建模,對提高工作效率,保證工程質量、縮短項目周期、降低工程造價等方面都有著顯著的效果。BIM是源于國外的技術,它可以使模型的信息具有真實性,更可以使建筑信息模型具有可視化等一系列的優勢。近年來種種相關聯軟件及規范不斷的開發研究,不僅開拓了BIM領域相應的發展路徑,也不斷延伸出相應的發展目標。伴隨著建筑信息模型系統的蓬勃發展,也對應的使得目前在建設工程設計階段和施工前期的模擬建設環節充斥著BIM技術的應用,針對BIM模型拓展應用衍生出的項目管理平臺及軟件產品更是處于百花齊放的局面,但目前無一軟件或平臺的重心具體落到檔案歸檔管理的工作上,因此帶來的BIM的模型和相關信息數據的接收保管與后期應用就迎來了新的挑戰。

BIM模型的三維城建檔案的接收、保管及應用探究
 
  
  本文是針對BIM模型的三維城建檔案的接收、保管和應用進行的具體研究,并結合實際情況,以“歸檔模型標準化、數字信息集成化、檔案服務智慧化”來闡述該模式的研究方向和目標,以及在該目標下的具體試用平臺來展現其實現方式。本文從現狀入手研究,經過數據資料的歸納整理發現主要問題集中在管理的邏輯問題和周期問題,而后針對這兩個問題我們分析成因從而給出解決問題的對策。本文預先針對檔案業務的需求對BIM模型輕量化技術進行了功能性擴展使其更適用于檔案管理及利用的業務場景,然后根據BIM歸檔數據的范圍,構建出相應的BIM歸檔數據構架體系,將各項歸檔數據按照工程建造全過程以及檔案業務建立了BIM檔案,并針對BIM工程檔案進行了檔案利用的研究。利用BIM模型可視化的特點,改變了傳統檔案利用的方式;通過輕量化引擎實現輕量BIM模型的加載展示,建立對建筑物的三維立體感知;研發BIM模型構件級的工程檔案數據展示功能,通過在BIM模型上直接點選相應單位工程、樓層、構件集、構件,將與該構件相關的所有工程檔案數據以分類的形式展示,包括傳統工程檔案電子文件的瀏覽查閱、關鍵工程檔案全結構化數據以BIM模型構件屬性的多種方式,最后在此基礎之上完成創新平臺的研發,從而達到BIM模型三維可視化基礎上的全生命周期管理。
  
  關鍵詞: BIM;歸檔模型;構建平臺;全生命周期;三維可視化。
  
  Abstract
  
  Building Information Modelling (BIM) application has been equipped with mature operating model as well as the relatively completed system, meanwhile, the relevant sectorsof BIM have also shown the mature concept and system. Based on various data in the project,the BIM adopts simulation technology to construct modelling, which could be able to improve the working efficiency in engineering project. Moreover, BIM could make contributions to the quality of engineering, shortening the project cycle, and cut down the cost. The BIM related software originally derived from oversea, where BIM has the advantages in making information authentically as well as visualization of construction model.In recent years, The concepts of software compatibility and data standardization have been continuously matched and developed, which have not only opened up the corresponding development path of BIM,but extended the corresponding development objectives.With the rapid growth of building information model system, the pace of technological revolution in traditional construction industry has been accelerated. In present, the application of BIM technology is almost ubiquitous in the design stage of construction project as well as the simulation construction stage of pre-construction.The project management platform and software products, which were derived from the expanded application of BIM model, has shown prosperity situation.However, nowadays, none of them has been specifically implemented into the specific work of archive management. Therefore, the reception & storage, and the late-stage application of BIM model as well as the related information data are facing new challenges.
  
  Based on the receiving, storage and application of three-dimensional urban construction archives mode in BIM technology, this paper has engaged the research and taken it intopractice. In accordance with “archive model standardization, digital information integration,file service wisdom", this paper illustrates the research direction and goals of model,meanwhile, this paper showed the application way under those objectives.This paper starts from the current situation, and finds that the main problems focus on the logical and periodic problems of management after the induction and collation of data. Then we analyze the causes of these two problems and give solutions.the specific work of late-stage BIM application archives management determines the 6 aspects of technology research direction, including implementation of BIM model framework technology, design and constructing of BIM archived data frame structure, implementation of BIM archived data internal associated technology, achieving the engineering structured technology, and achieving the electronic document transferring. All working process is on BIM visualization files with innovative technology research.In view of the archive business demand, this article has developed the functional extension in BIM lighten technology to make the model suitable for filing management as well as utilization in different business scenario. Further, according to the range of archived data, the model has constructed the system of related BIM filing data. All the archived data were established in accordance with the whole process of project construction and archive business. Moreover, this paper implemented the utilization of the archive as well as the research on decision making on the BIM project archive.the research focuses on the clicking of corresponding unit project, floor, component set and component in the BIM model, and displays all relevant engineering archived data in a classified form. Those archived data includes the browsing of traditional engineering archives in electronic version,the completed structured data of key engineering archives. The research and development could be completed on innovation platform in this way.
  
  Keywords:    BIM; archive model; Build platform;Full life cycle management;3D visualization。
  
  第1章   緒 論
 
  
  1.1、研究背景。

  
  建筑信息模型(Building Information Modeling,簡稱BIM)在國內起源于2011年,從2011-2015年建筑業信息化發展綱要的通知發布之后,全國上下便開始了大面積的學習BIM相關應用的熱潮。日前全國相關各機關部門不斷的進行推廣,其主要原因為BIM對提高工程項目的工作效率可以有顯著提高,同時即可保證工程質量又可縮短項目周期,這一技術的引進與推廣有利于降低整個項目的工程造價。長期推廣運營此項技術至各個項目,會使得建筑行業產生革命性的變化。與此同時工程建設的電子檔案的形成、歸檔及后續管理這一系列流程是新型建筑模型及工程檔案成果的保存新路徑,這一電子化歸檔的流程體系會對整個檔案的相關管理產生莫大的影響。新型BIM技術的引入可以在維護原有工程檔案資料的同時,對檔案的歸檔與相應的管理方式方法產生一系列的影響。
  
  BIM廣泛意義上理解可以理解為一個三維可視化的全生命周期管理的建筑信息模型的應用概念,其包含模型、相關聯的信息、數據及管理流程等多種要素。而對應BIM領域內模型范疇的歸檔管理研究與目前BIM概念在建設工程中應用的普及程度相比較為滯后,還停留在初始階段,相應的研究也比較少見,所以本研究針對相對應的BIM領域內,BIM模型的歸檔管理這項工作是想找尋方式方法將檔案管理的流程和BIM概念作出緊密結合,推動對應的流程搭建工作。
  
  1.1.1、國際背景。
  
  在國外BIM工程現已具備了相應的成熟流程或對應的工作路徑,也已經具有相對成熟的概念體系或是制度體系,最早追述到1997年時,IAI(Industry Alliance forInterloperability)就已經發布了相應的信息技術理論信息,與對應的信息做出了相關總結,對其后續需要進行的信息化革命作出了倡導,組織發布了相關的信息技術的理論依據,并發行了相應的信息模型及其相關的完整性的概念。在此之后,進行了一系列的研發與研究,依據相關的研究對策及管理規定及對應的3D-4D-BIM計劃,提出了一系列相應的BIM操作應用指南以及相應的規劃戰略布局。后根據相應的GSA標準并且結合社會各行各業對BIM技術的重視與探索,這一標準已經擁有相應的IFC (Industry FoundationClasses)標準,還結合一些美國國家的CAD標準(United States National CADStandard)以及BIM雜志(Journal of Building Information Modeling, JBIM)等相關的概念性的標準[1]。
  
  除此之外,日本根據相應的國家政策以及建設行業的政策特點,也建立了BIM信息檔案技術的新體系,以及相應的標準,使得這一體系得到全國性的普及,在此基礎上,歐洲許多國家也在充分擴展使用相應的BIM技術,例如:芬蘭、挪威等一些歐洲國家,已經算先普及使用這一概念理論,普及率達到60%-70%。根據相關的建筑行業的標準體系,美國是相對最早的建筑信息化的國家之一,BIM相應的技術以及與相應的歸檔規則標準都在按批次按步驟的進行搭建。
  
  從2007年至今,美國的National BIMStandard不斷對應的更改,也就意味著整個項目標準對應的不斷更迭,Building Smartalliance發布的最新版本重新編寫定義了相應的建筑生命周期。NBIMS-USVersion3的更新在之前的相應的基礎上。其擴展了包含了最新的Omni Class Table的類型,相應的標準不斷涵蓋了建筑全生命周期的信息標準管理[2]。
  
  此后針對BIM模型相關問題的研究接踵而至,Xiaoping Zhou[2]提出憑借IFC模型標準和網頁傳輸從而實現BIM模型輕量化的系統理念。Doan Dat Tien[3]新研究出了新西蘭Green Star與BIM的關系以及這兩者間的集成優化方案。Simon Ashworth[4]通過創建滿足甲方客戶對BIM模型和后期設施管理需求的描述文檔,從而指導后續相關與歸檔軟件有關的測試。Haibo Song[5]以軌道交通項目為例,探討了對于BIM模型的綜合管理要求之后搭建了一個由BIM技術為支撐的工程咨詢綜合管理平臺。Nenad ?u? Babi?[6]介紹了將建筑信息模型及其相關檔案材料引入建筑企業運營環境中的成果。Chao Wang[7]給出了從云端模型到BIM模型的自動進行簡化路徑。Yan Yuan[8]提出了人們可以通過BIM該項領域使得各專業信息可在工程各階段之間交互,從而達成資源整合。Ge Gao[9]開發出檢索在線BIM資源的搜索引擎便于之后的檔案檢索工作。Lieyun Ding[10]討論了BIM模型在工程管理中可以起到何種作用。
  
  根據National BIM Report 2019中的一項調查結果顯示,BIM軟件的使用人數處于一個逐年增加的趨勢。這項報告中還表明有36%的人在“使用BIM的主要障礙是什么”這一問題上選擇了“缺乏標準化的工具和規范”這一選項。
  
  
  
  【由于本篇文章為碩士論文,如需全文請點擊底部下載全文鏈接】
  
  1.1.2、國內背景
  1.2、研究意.
  1.2.1、 理論意義
  1.2.2、實用價值
  1.2.3、研究目標
  1.3、研究方法
  1.4、技術路線
  
  第2章  BIM模型歸檔管理的理論基礎
  
  2.1 、檔案管理的分類及檢索
  2.1.1、工程文書檔案管理
  2.1.2、工程電子檔案管理
  2.2、 BIM及BIM模型歸檔.
  2.2.1、 BIM的定義
  2.2.2、 BIM模型歸檔
  2.3、BIM模型歸檔管理的理論依據.
  
  第3章  BIM模型歸檔管理現狀及問題.
  
  3.1、BIM模型歸檔管理的現狀
  3.1.1、BIM模型歸檔軟件應用現狀
  3.1.2、BIM模型歸檔的常用方法
  3.2、現有BIM模型及工程資料歸檔管理的問題
  3.2.1、管理邏輯的問題
  3.2.2、管理周期的問題
  
  第4章  BIM模型歸檔管理問題之原因分析.
  
  4.1、管理邏輯問題成因分析.
  4.2、管理周期問題成因分析.
  4.2.1、BIM模型的檔案歸檔技術缺陷
  4.2.2、 BIM模型歸檔管理體系不完善
  
  第5章  BIM模型歸檔管理對策及平臺構建
  
  5.1 、對策
  5.1.1、BIM模型管理體系及標準的建立
  5.1.2、優化工程技術檔案管理操作體系
  5.1.3、建設BIM協同管理檔案數據信息集成平臺.
  5.2、平臺構建
  5.2.1、BIM模型設計與核驗標準
  5.2.2、 BIM模型管理平臺整合與數據庫標準
  5.2.3、具體技術實施
  
  第6章  應用實例
  
  6.1、BIM模型管理平臺的實例分析.
  6.1.1、項目背景
  6.1.2、試行平臺介紹及必要性分析.
  6.1.3、模型查看方式分析.
  6.1.4、架構分析.
  6.1.5、整合信息流程搭建
  6.2、場景管理.
  6.2.1、視點切換
  6.2.2、空間測量
  6.3、管理邏輯關聯
  6.4、全生命周期管理操作流程.

  結  論

  目前BIM本土化的進程仍舊緩慢,是因為目前BIM相關應用軟件還是來自國外。

  另外BIM相應的發展路徑也因為相關內容及法律未完善;軟件兼容性、數據標準化等等尚不配套而受到制約,所以自然BIM模型的歸檔管理的研究還處于初級階段,但綜合來看BIM的普及,已經是目前發展的方向。

  通過前期的充分調查,目前BIM歸檔管理中發現的關鍵問題是:管理邏輯問題以及管理周期的問題。

  結合問題與現狀加以分析和研究,我們認為這兩個問題中首先管理邏輯問題的成因為:模型及管理標準存在缺陷;其次管理周期問題的成因為:

  BIM模型的歸檔技術的缺失及同步的管理體系的不完善。

  對于管理邏輯問題的成因的對策是我們應建立BIM模型管理體系及標準體系。

  其次對于目前由于BIM模型的歸檔技術存在缺陷,其對應的管理體系也不夠充分所造成的管理周期問題的對策是:建立健全工程技術檔案管理體系。

  最終通過開發一個綜合性的平臺來共同解決BIM模型歸檔管理過程中的管理邏輯問題及管理周期的問題。

  我們結合相關需求打造一個類似應用實例的信息化協同平臺,以至于BIM模型的前中后期乃至歸檔都可以有效的統一。從而延展出我們應編制系統整體框架,對BIM技術建筑工程相關信息進行搭建設計,并致力于搭建三維綜合信息系統集成平臺來滿足需求。

  而相關平臺內容構建應包括以下幾個主要方面:

  (一)針對歸檔技術缺失所研發的數據信息集成技術。

  Web Service對NWC和XML進行數據信息集成,需要轉換DWG格式數據到NWC及XML格式數據。

 。ǘ┽槍芾砹鞒檀_實的系統平臺設計。

  系統按照目錄組織結構設計,提供場景管理、模型查看、視角切換、空間測量功能,來進行設計模型展示。

  (三)為了使邏輯關系清晰明了從而設計的信息標準。

  系統的基礎信息標準篩選功能,可以獲取正確的、完備的數據及相關參數,從而實現在BIM信息模型空間里無論哪個節點哪個階段都可以進行定位查詢,從而提升整體的邏輯關聯度。

  在搭建完成后,利用BIM三維綜合信息在檔案管理系統集成平臺對工程項目中的實際應用,能夠很方便地進行設計校審和糾錯,進行建造預演,提前發現和解決問題,減少工項目干涉和投資方的資金浪費。

  BIM三維綜合信息在檔案管理系統平臺也就能達到預期的實用性和可行性目標,應用深度自然也會更一步的拓展。

  屆時,該平臺將BIM運用到相匹配的立項、投招標、概預算報批、消防審批、質量監督、工程驗收和城建檔案等眾多的管理機制,預期可以使流程大幅度簡化,提升工作效率與工程質量。本課題的探索創新是在檔案的接收與應用上應用BIM技術,將整個過程形成邏輯閉環,實現BIM檔案全生命周期的應用。未來搭建與本課題對應的檔案管理平臺必將會大幅度提升檔案管理工作的信息化水平。

  參考文獻

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