CN108416123A

CN108416123A - 一种面向设计规范审查的ifc数据模型构建方法

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Publication number: CN108416123A
Application number: CN201810149001.0A
Authority: CN
Inventors: 赵钦; 刘尧尧; 黑新宏; 朱磊; 杨明松; 谢国; 李亚杰; 赵雅倩
Original assignee: Xian University of Technology
Current assignee: Xian University of Technology
Priority date: 2018-02-13
Filing date: 2018-02-13
Publication date: 2018-08-17

Abstract

本发明公开了一种面向设计规范审查的IFC数据模型构建方法，具体包括如下过程：提取设计规范条文中定义的实体对象、属性约束及关联关系，建立规范条文体系；将规范条文体系与IFC标准已定义的实体对象、属性约束及关联关系进行对比，根据对比结果将IFC标准未定义的部分提取并记录下来，作为在IFC标准中扩展的规范信息；选取与之对应的IFC模型扩展机制，建立起基于设计规范审查的IFC数据模型框架；将得到的三维模型中的具体数据信息，映射到建立的基于设计规范审查的IFC数据模型框架上，使IFC数据模型能够完整表达设计规范审查所需的信息。本发明解决了BIM模式下图纸审查中存在的数据交换问题。

Description

一种面向设计规范审查的IFC数据模型构建方法

技术领域

本发明属于建筑信息模型技术领域，涉及一种面向设计规范审查的IFC 数据模型构建方法。

背景技术

BIM应用的深度在不断加深，但是在设计阶段，大多数设计单位仍采用CAD进行建筑设计，BIM仅仅作为辅助设计存在于行业中。其中一个重要原因就是，我国的图纸审查模式还是以人工审查二维CAD 图纸为主，BIM模式的图纸审查仍然存在一定的缺陷。最大的缺陷就在于数据无法实现交换，建筑工程项目的参与者涉及多个独立不同的专业，随着项目的日益复杂，各专业分工越来越细致，同时每个专业所使用的设计软件又不相同，逐渐形成各自独立的数据源。

目前，国际协作联盟组织(International Alliance for Interoperability，IAI，现名为BuildingSMART联盟)提出一个公开的、结构化的、基于对象的信息交换格式IFC(Industry Foundation Class)，旨在描述与表达建筑工程项目全寿命周期中各阶段的数据。

然而，针对设计规范审查而建立的建筑模型信息的共享和交换需求很大，需要基于设计规范的信息需求进行IFC数据模型的扩展。鉴于目前IFC 标准不能详细表达国内设计规范信息，需要提出一种面向设计规范审查的 IFC数据模型构建方法，解决BIM数据描述设计规范的通用性和有效性，也为BIM模式下的图纸审查提供完整数据源，以此来加速我国智能化审图工作的开展。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向设计规范审查的IFC数据模型构建方法，解决了BIM模式下图纸审查中存在的数据交换问题，消除模型数据转换时出现的数据丢失、属性缺失及实体无映射的现象，保证模型信息数据无损流转。

本发明所采用的技术方案是，一种面向设计规范审查的IFC数据模型构建方法，具体包括如下步骤：

步骤1，提取设计规范条文中定义的实体对象、属性约束及关联关系，建立规范条文体系；

步骤2，将步骤1建立的规范条文体系与IFC标准已定义的实体对象、属性约束及关联关系进行对比，根据对比结果将IFC标准未定义的部分提取并记录下来，作为在IFC标准中扩展的规范信息；

步骤3，根据步骤2所得结果，选取与之对应的IFC模型扩展机制，建立起基于设计规范审查的IFC数据模型框架；

步骤4，根据步骤3所得结果，采用BIM软件建立符合设计规范审查的三维模型并导出IFC数据格式；

步骤5，将步骤4得到的三维模型中的具体数据信息，映射到步骤3建立的基于设计规范审查的IFC数据模型框架上，从而使得IFC数据模型能够完整表达设计规范审查所需的信息，面向设计规范审查的IFC数据模型即构建完成。

本发明的特点还在于，

其中步骤1的具体过程如下：

步骤1.1，按照每条规范条目对应一个或者多个三元组的原则，将提取的每条信息进行一一存储；

步骤1.2，将步骤1.1存储的信息按照实体类别进行聚合处理，形成各个实体模块；

步骤1.3，在每个实体模块间按照实体间的从属关系进行向上或者向下合并，形成基于实体层级关系的树形结构，规范条文体系即建立完成。

其中步骤3的具体过程如下：

步骤3.1，判断步骤2得到的需扩展的规范信息是实体还是属性，如果是实体扩展执行步骤3.2，否则，执行步骤3.3；

步骤3.2，在IFC标准模型的基础上利用新增实体的方法进行标准扩充，同时，建立新增实体的各类属性和实体间的关联关系；

步骤3.3，找出IFC标准中待扩展规范属性所属的实体类，在该实体的基础上，通过其自定义属性集，将规范属性进行基于属性集的扩展。

其中步骤5的具体过程如下：

步骤5.1，获取初始BIM三维模型的实体名称，若实体名称为IfcBuildingElementProxy，则判断初始BIM三维模型是BIM软件未与IFC标准建立一一映射关系的模型类型，需要建立与之对应的映射关系，并进行步骤5.2)，若否，则判断初始BIM三维模型不是BIM软件与IFC标准缺失映射关系的模型类型，无需建立映射关系；

步骤5.2，在基于设计规范审查的IFC数据模型构建系统中，将初始BIM 三维模型对应的实体类型、属性信息、名称与关联数据按照步骤3得到的基于设计规范审查的IFC数据模型进行一一改写，建立起BIM软件与IFC的一一映射关系，从而得到信息完备的面向设计规范审查的IFC数据模型。

本发明的有益效果是，本发明基于国外IFC标准，扩展国内设计规范信息，对在我国推广BIM本土化具有重要的实践意义；完善BIM软件与IFC 标准的映射，弥补建筑信息模型数据流失的弊端，实现数据在BIM软件间的无缝流通，为建筑设计各参与方搭建起沟通的桥梁；建立面向设计规范审查的完整IFC数据模型，可解决BIM数据描述设计规范的通用性和有效性，为BIM模式下的图纸审查提供完整数据源，加速我国智能化审图工作的开展。

附图说明

图1为现有IFC标准中有关线管的中英文映射图；

图2为采用本发明一种面向设计规范审查的IFC数据模型构建方法在 IFC标准中扩展新实体后的中英文映射图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种面向设计规范审查的IFC数据模型构建方法，具体包括如下步骤：

其中，针对建筑工程来说，实体对象包括基础、承台、墙、梁、板、柱等，属性约束包括厚度、长度、高度、材料等方面的约束，关联关系包括“应设置”(外窗开启扇均应设置纱窗)、“不宜靠近”(生活污水立管不宜靠近与卧室相邻的内墙)等；

针对地铁工程来说，实体对象包括站台、站台门、列车、道岔以及各类暖通、通信、信号、供电管线等，属性约束包括速度、直径、体积、面积等方面的约束，关联关系包括“不应作为”(地下换乘车站的换乘通道不应作为安全出口)、“不得侵入”(联络通道内防火门的门扇开启不得侵入限界)等。

其中步骤1的具体过程如下：

新增实体的意思是IFC标准中没有定义过这种实体(如在IFC标准中没有发现电缆这个实体，就要新增实体)；

属性扩展的意思是IFC标准中有关于这个属性所属实体的定义，只是该实体定义的属性不全，没包括规范中提及的属性；(如规范中提到屋顶要有一个檐口高度属性，IFC标准中定义了屋顶实体，还定义了屋顶的材料、厚度等属性，但是没有檐口高度这个属性，这时候扩展就不需要再新建屋顶实体了，只需要在IFC标准中屋顶实体基础上，添加一个檐口高度属性就可以了)

其中步骤3的具体过程如下：

步骤5的具体过程如下：

实施例1

以GB 50157-2013地铁设计规范为例(实体类扩展)

步骤1，选取设计规范原文“地下线路的通信主干电缆、光缆应采用无卤、低烟的阻燃材料，并应具有抗电气化干扰的保护层。”提取其中的实体对象为地下线路、通信主干电缆和通信主干光缆，属性为所用材料及保护层特性，关联关系为“包含”(地下线路包含通信主干电缆和通信主干光缆)；

步骤2，经过与IFC标准对比，需要在IFC标准中扩展的规范信息包括：实体对象：地下线路、通信主干电缆和通信主干光缆；属性约束：所用材料与保护层特性；关联关系：“包含”；

步骤3，结合地铁设计规范的信息特点，选取与之对应的IFC模型扩展机制，建立起基于设计规范的IFC数据模型框架；

其中步骤3的具体过程如下：

步骤3.1，经判断，需扩展规范信息是实体类型执行步骤3.2；

步骤3.2，在IFC标准框架的基础上利用新增实体的方法进行标准扩充，首先，利用IFC标准已有实体电缆段(IfcCableSegment)派生地下线路 (IfcUndergroundLine)实体，然后，借助新定义的实体地下线路派生通信主干电缆(IfcCommunicationBackboneCable)实体与通信主干光缆(IfcCommunicationTrunkCable)实体，地下线路实体通过关联类(IfcRelAssignsToProduct)实体与通信主干电缆、通信主干光缆实体建立关联。图1为现有IFC标准中有关线管的中英文映射图，展示了在IFC标准上扩展规范信息实体类型的过程，图2为在IFC标准中扩展新实体后的中英文映射图。

步骤4，采用Revit三维建模软件，建立地下管线模型，包括通信主干电缆和通信主干光缆，并赋上相应的实际材料值：无卤、低烟且阻燃和保护层特性：抗电气化干扰，最后导出IFC数据格式；

其中步骤5的具体过程如下：

步骤5.1获取初始地下管线模型的实体名称，经判断发现，管线实体名称都为IfcBuildingElementProxy，说明Revit软件在地下管线方面未与IFC 标准建立映射，需要补全映射关系；

步骤5.2，在基于设计规范审查的IFC数据模型构建系统中，将Revit 模型中通信主干电缆实体改写为步骤3扩展的IFC框架中 IfcCommunicationBackboneCable实体，通信主干光缆实体改写为步骤3扩展的IFC框架中IfcCommunicationTrunkCable实体，并将管线模型中属性值填入IFC框架，即IfcUseMaterial：无卤、低烟且阻燃，IfcProtectiveProperties：抗电气化干扰，以此来建立Revit软件与IFC标准的一一映射关系，从而得到信息完备的面向设计规范审查的IFC数据模型。

实施例2

关于GB 50157-2013地铁设计规范(属性类扩展)

步骤1，选取规范条文中的“通信主干光缆的光纤模数应为单模”，提取实体对象为通信主干光缆，属性为光纤模数，三元组为(通信主干光缆，光纤模数，单模)。

步骤2，经过与IFC标准对比，需要在IFC标准中扩展的规范信息为属性约束光纤模数；

其中步骤3的具体过程如下：

步骤3.1，在上一个实例的基础上，经判断，需扩展规范信息是属性类型执行步骤3.3；

步骤3.3，在实体通信主干电缆(IfcCommunicationBackboneCable)的基础上，通过自定义属性集的方式进行扩展，扩展通信主干电缆的自定义属性集IfcCommunicationBackboneCablePropertySet，属性集中有光纤模数属性“FiberModulus”，然后通过IfcDefunedByProperties关系实体将该属性集与实体IfcCommunicationBackboneCable进行相联。下图展示了基于自定义属性集方式的扩展过程。

步骤4，采用Revit三维建模软件，建立地下管线模型，给通信主干光缆赋上相应的光纤模数值：单模；

其中步骤5的具体过程如下：(软件缺失的映射为实体，如果只扩展属性，软件是不需要与IFC建立映射关系的)

步骤5.1获取初始地下管线模型的实体名称，经判断发现，管线实体名称与IFC标准一致，无异议，说明针对此模型的信息，Revit软件已于IFC 标准建立映射，无需补全映射关系，且发现FiberModulus值为“单模”，说明扩展成功，面向设计规范审查的IFC数据模型构建完毕。

本发明一种面向设计规范审查的IFC数据模型构建方法，本方法借助国外IFC标准，扩展国内设计规范信息，对在我国推广BIM本土化具有重要的实践意义；完善BIM软件与IFC标准的映射，弥补建筑信息模型数据流失的弊端，实现数据在BIM软件间的无缝流通，为建筑设计各参与方搭建起沟通的桥梁；建立面向设计规范审查的完整IFC数据模型，可解决BIM 数据描述设计规范的通用性和有效性，为BIM模式下的图纸审查提供完整数据源，加速我国智能化审图工作的开展。

Claims

1.一种面向设计规范审查的IFC数据模型构建方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种面向设计规范审查的IFC数据模型构建方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程如下：

3.根据权利要求1所述的一种面向设计规范审查的IFC数据模型构建方法，其特征在于：所述步骤3的具体过程如下：

4.根据权利要求1所述的一种面向设计规范审查的IFC数据模型构建方法，其特征在于：所述步骤5的具体过程如下：

步骤5.1，获取初始BIM三维模型的实体名称，若实体名称为IfcBuildingElementProxy,则判断初始BIM三维模型是BIM软件未与IFC标准建立一一映射关系的模型类型，需要建立与之对应的映射关系，并进行步骤5.2)，若否，则判断初始BIM三维模型不是BIM软件与IFC标准缺失映射关系的模型类型，无需建立映射关系；

步骤5.2，在基于设计规范审查的IFC数据模型构建系统中，将初始BIM三维模型对应的实体类型、属性信息、名称与关联数据按照步骤3得到的基于设计规范审查的IFC数据模型进行一一改写，建立起BIM软件与IFC的一一映射关系，从而得到信息完备的面向设计规范审查的IFC数据模型。