CN108805510B - 一种施工图设计bim模型合规性审核方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种施工图设计BIM模型合规性审核方法，所述方法包括：步骤1)建立基于IFD分类编码的铁路标准构件库；步骤2)将施工图设计的BIM模型转换为包含hsf和db的组合文件；步骤3)通过文件审核判断步骤2)的hsf和db的组合文件是否为模型文件，如果不是模型文件，则判断该模型不合格；如果是模型文件，将该模型通过属性审核遍历设计BIM模型属性，与铁路标准构件库进行属性比对，最终判断模型是否合格。本发明的方法能够为施工图设计BIM模型进行有效审核。

Description

一种施工图设计BIM模型合规性审核方法及系统

技术领域

本发明涉及铁路工程施工图审核领域，具体涉及一种施工图设计BIM模型合规性审核方法及系统。

背景技术

BIM是基于CAD技术发展起来的多维模型信息集成技术，是对建筑工程物理特性和功能特征信息的数字化承载和可视化表达。BIM应用将为工程项目产业链的贯通、工业化建造、精细化和标准化管理提供技术保障。通过精细化BIM信息模型，可在勘察、设计、施工、运营的全生命周期，实现信息共享和无损传递，进而提高工程建设的质量和效率，给工程领域带来巨大应用价值。

铁路行业非常重视BIM技术在铁路项目管理全生命周期的推广应用。成立了中国铁路BIM联盟，研究了铁路BIM标准体系，编制并发布了《铁路工程数据结构分解》、《铁路BIM信息分类和编码标准》、站前专业《铁路工程信息模型数据存储标准》以及《铁路四电工程信息模型数据存储标准》等基础标准。同时《铁路工程信息模型交付精度标准》已完成了初稿，并在一些BIM试点工程上进行应用和验证。

随着BIM技术在设计领域应用的不断深入和成熟，基于BIM的正向设计逐步开展。为方便在全生命周期中对属性信息的调取和应用，施工图审核中对三维设计模型的合规性审核成为需要解决的关键问题，这涉及到交付精度标准中的几何信息和非几何信息校核。

BIM本身作为属性信息的载体，价值在于全生命周期不同阶段信息的无损传递和共享，随着不同阶段应用主体和需求的深入，对模型属性的要求也越来越详细和全面。

考虑建模软件对于不同专业的适用性，不同设计院采用的建模软件不尽相同。目前市场主流BIM建模软件有Revit、Tekla、Bentley和CATIA。铁路隧道专业使用比较多的是CATIA、Bentley，桥梁专业使用比较多的是Tekla、CATIA、Bentley，在混凝土桥梁方面也有使用Revit，在铁路站房，四电方面使用最多的是Revit。不同建模软件的模型格式、属性格式、存储形式、输出格式都不一样。

由于铁路工程属于线形工程，需要把不同软件中的模型整合成一个整体。国际上通用的是基于IFC格式的存储和展示，但由于几大软件厂商还未完全支持BIM联盟发布的IFC标准，导致不同软件BIM模型无法通过输出IFC格式进行传递和共享，因此通过IFC格式暂不能审核设计模型的合规性。

目前市场主流BIM建模软件有Revit、Tekla、Bentley和CATIA，不同建模软件的模型格式、属性格式、存储形式都不一样。不同设计院采用的建模软件不尽相同。国际上通用的是基于IFC格式的存储和展示，但由于几大软件厂商还未完全支持BIM联盟发布的IFC标准，导致不同软件BIM模型难以组合和通用，因此通过IFC格式暂不能审核设计模型的合规性。

若采用其他格式完成模型组合，仅能实现模型浏览，不能解决属性同步问题，进而无法实现模型的应用。目前一般将BIM三维模型输出为.obj文件，通过其他软件读取obj文件，然后进行碰撞检查。但该格式模型过大，导致加载缓慢，同时文件转换过程中容易丢失属性信息，合规性审核无法保障。

发明内容

本发明的目的在于克服目前BIM模型审核上存在的上述问题，针对当前主流BIM建模软件数据的多源性，为保证施工图设计BIM模型的合规性，提出了一种施工图设计BIM模型合规性审核方法，该方法首先根据交付精度标准，建立基于IFD的铁路标准构件库，然后将不同BIM软件的设计模型导出hsf和db组合文件，通过文件审核判断组合文件是否是模型文件，最后通过属性审核遍历设计BIM模型属性，与标准构件库进行比对，将不符合标准的BIM模型以报表形式显示，对合规的BIM模型进行轻量化展示。

为了实现上述目的，本发明提出了一种施工图设计BIM模型合规性审核方法，所述方法包括：

步骤1)建立基于IFD分类编码的铁路标准构件库；

步骤2)将施工图设计的BIM模型转换为包含hsf和db的组合文件；

步骤3)通过文件审核判断步骤2)的hsf和db的组合文件是否为模型文件，如果不是模型文件，则判断该模型审核未通过；如果是模型文件，将该模型通过属性审核遍历每个构件，并依次与铁路标准构件库中的构件进行属性比对，最终判断模型是否审核通过。

上述技术方案中，所述步骤1)中的铁路标准构件库包括涉及模型合规性的几何属性和非几何属性。

上述技术方案中，所述步骤1)中的IFD分类编码采用全数字编码方式，编码长度不大于15位。

上述技术方案中，所述步骤3)具体包括：

步骤3-1)判断BIM模型的hsf和db的组合文件是否为有效的模型文件，即模型文件内部属性文件是否齐全；如果是模型文件，则转入步骤3-2)，如果不是模型文件，显示审核未通过，审核结束；

步骤3-2)将BIM模型的所有构件在所述铁路标准构件库进行属性审核检查；如果有一个构件审核未通过，转入步骤3-4)；如果所有的构件都全部审核通过，转入步骤3-3)；

步骤3-3)BIM模型审核通过，将BIM模型文件生成唯一MD5标识，存入模型管理系统中；

步骤3-4)BIM模型审核未通过，对模型中不符合标准的构件以报表形式显示，记录模型缺失的属性。

上述技术方案中，所述步骤3-2)的具体实现过程为：

将BIM模型的所有构件在所述铁路标准构件库依次遍历；即对整个模型文件中的所有构件进行逐一检查，在检查每一个构件的时候，通过模型属性中IFD进行关联，并与铁路标准构件库中的构件进行比对，查看BIM模型的属性和构件库中构件几何属性和非几何属性是否一致；如果出现不一致情况，记录缺失的属性，然后再进行下一个构件的审核检查，直至所有的构件审核检查完毕；如果所有的构件全部审核通过，转入步骤3-3)，否则，转入准备3-4)。

上述技术方案中，当BIM模型审核通过时，所述方法还包括：

步骤4)对审核通过的BIM模型进行轻量化展示，为施工和运维阶段的BIM技术应用提供信息载体。

客户端在加载模型前，通过MD5标识判断与本地缓存模型是否一致，如果一致则直接展示，如果不一致则可通过模型管理系统进行下载和展示。

上述技术方案中，在通过模型结构树进行所述属性审核时，BIM模型的每个单元都有一个唯一的编号GUID，通过GUID获取模型属性，其中IFD是其中的一个属性，然后通过IFD与铁路标准构件库的其它属性进行匹配。

本发明还提供了一种施工图设计BIM模型合规性审核系统，包括存储器、处理器和存储在存储器上的并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1～7所述方法的步骤：

步骤1)建立基于IFD分类编码的铁路标准构件库；

步骤2)将施工图设计的BIM模型转换为包含hsf和db的组合文件；

步骤3)通过文件审核判断步骤2)的hsf和db的组合文件是否为模型文件，如果不是模型文件，则判断该模型不合格；如果是模型文件，将该模型通过属性审核遍历BIM模型的每个构件，与铁路标准构件库中的构件进行属性比对，最终判断模型是否审核通过。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1～7所述方法的步骤。

本发明的优势在于：

本发明的方法能够为施工图设计BIM模型进行有效审核；此外，该方法利用IFD编码进行BIM模型构件的分类辨识，能够与现有标准协调统一。

附图说明

图1为本发明的施工图设计BIM模型合规性审核方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行说明。

如图1所示，一种施工图设计BIM模型合规性审核方法，所述方法包括：

步骤1)建立铁路BIM联盟认可的基于IFD(International Framework forDictionaries，国际字典框架)分类编码的铁路标准构件库，所述构件库包括涉及模型合规性的几何属性和非几何属性；

铁路标准构件库以基于IFD表53-铁路工程构件为基础，针对不同的构件关联标准的几何和非几何属性信息。以桥梁部分构件为例，构件库IFD与几何属性、非几何属性关联见表1：

表1

根据实际情况，构件库可以随时新增和修改。为了方便其它软件调用集成，构件库系统采用微服务的形式发布。

IFD分类编码是一个能够在信息交换过程中提供无偏差信息的字典，是语言无关的编码库，储存着BIM标准中相关概念对应的唯一编码，为每一位用户提供所需要的无偏差信息，包含了信息分类系统与各种模型之间相关联的机制。IFD分类编码解决了由于全球语言文化差异给BIM标准带来的难以统一定义信息的困难，在这本字典里，每一个概念都由唯一标识码来定义，若由于文化背景不同难以识别，则可以通过GUID与其对应找到所需的信息。这一标准为所有用户提供了便捷通道，并且能够确保每一位用户得到信息的有用性与一致性。

IFD编码采用采用全数字编码方式，编码长度不应大于15位。分类对象代码由分类表代码和各层级代码组成，分类表代码与层级代码之间用“-”连接。

分类表代码采用两位数字表示。除“表60-地理信息”外，其他分类表内各层级代码采用两位数字表示，层级代码值小于10时用前导零补齐。“00”不用于层级代码。

表内分类对象代码由分类表代码和各层级代码组成，分类表代码与层级代码之间用“-”连接。

各层级代码位数不足6位时用“00”补齐。

IFD的优势为：IFD分类编码一个能够在信息交换过程中提供无偏差信息的字典。换言之，是语言无关的编码库，储存着BIM标准中相关概念对应的唯一编码，为每一位用户提供所需要的无偏差信息，包含了信息分类系统与各种模型之间相关联的机制。

步骤2)将施工图设计的BIM模型转换为包含hsf和db的组合文件；并针对CATIA模型自动添加GUID，其他软件模型读取软件自带的GUID；

为了实现多种软件模型的信息融合统一，采用国际主流的CAD格式HSF。HSF格式是一种强大的，可定制的，高度压缩的2D/3D可视化格式。将不同BIM软件产生的多源模型文件导出为hsf和db组合文件。由于hsf文件只有非几何属性，而不包含几何属性，也不能实现构件属性的批量查询，因此在模型转换过程中，将建模软件中的模型属性转换到SQLite数据库，利用SQLite的db数据格式，它是小型的数据库，在数据库中建两张表：一张表用于存储模型的结构树(如表2)，另一张表用于存储模型的属性数据(如表3)。可以存储上万的数据，以XML的格式进行存储，XML格式是以“值+名称”的格式进行定义的。

表2：模型结构树表

结构树表中的模型编号是由转换插件赋予模型的编号，在模型转换的过程中，自动给模型的每个最小单元赋予编号。Tekla和Revit模型则采用自带的原始编号。

表3：模型属性表

名称	代码	数据类型	长度	主键	外键
						系统编号	SystemID	int		√
模型编号	ModelCode	varchar(40)	40		√
						属性值	Values	text

模型属性表主要是存储模型的几何属性和非几何属性，由于各零件、构件模型属性都不同，而XML格式便于在任何应用程序中读写数据，考虑跨语言平台的优势，采用XML格式进行数据传递。

属性值存储格式如下：

当点击构件模型时，获取构件模型编号与模型属性表，进行查询。然后通过序列化XML的形式转换成程序可应用的对象。软件程序通过加载对象展示。

为了对不同BIM平台三维设计模型合规性审核时格式的统一，导出格式采用hoops厂家的hsf格式，由于hsf文件只有非几何属性不包含几何属性，也不能实现构件属性的批量查询，因此引用了SQLite的db数据格式，它是小型的数据库，在数据库中建两张表：一张表用于存储模型的结构树，另一张表用于存储模型的属性数据。可以存储上万的数据，以XML的格式进行存储，XML格式是以“值+名称”的格式进行定义的。这样hsf和db文件的组合就可以对构件的属性进行查询。

GUID(全局唯一标识符，Globally Unique Identifier)是一种由算法生成的二进制长度为128位的数字标识符。GUID主要用于在拥有多个节点、多台计算机的网络或系统中，可在三维视图中来区分不同的模型单元GUID的格式为“xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx”，其中每个x是0-9或a-f范围内的一个4位十六进制数。例如：6F9619FF-8B86-D011-B42D-00C04FC964FF即为有效的GUID值。

模型的每个单元都赋予一个唯一的编号GUID。。模型的属性在SQLite db文件里面存储，通过GUID关联了模型的属性。在审核模型属性时，通过GUID获取模型属性，其中IFD是其中的一个属性，然后通过IFD与标准构件库的属性进行比对。

hsf和db的组合文件实现了不同BIM软件平台的三维模型合规性检查时数据格式的统一，并且可以对属性进行批量查询。

步骤3)通过文件审核判断步骤2)的hsf和db的组合文件是否为模型文件，如果不是模型文件，则判断该模型不合格；如果是模型文件，将该模型通过属性审核遍历BIM模型的每个构件，与铁路标准构件库中的构件进行属性比对，最终判断模型是否审核通过。

将BIM模型转换成hsf和db的组合文件后，首先判断组合文件是否为有效的模型文件，模型文件内部属性文件是否齐全。如果文件审核通过，然后进行属性审核。如果不是模型文件，则判断该模型审核未通过，审核结束。

属性审核是审核模型构件的属性，对当前模型的所有构件在基于IFD的标准构件库进行遍历审核。即对整个模型文件中的所有构件进行逐一检查，在检查每一个构件的时候，通过模型属性中IFD进行关联，如IFD编码为53-12 10 53 10，获取到编码，并与标准构件库中的构件进行匹配，查看本地模型的属性和服务器构件几何属性和非几何属性是否一致。如果出现不一致情况，需记录缺失的属性，然后再进行下一个构件的审核检查，以此类推。检查时间长短取决于模型大小。模型审核完成后，如果模型审核通过，则上传到模型管理系统中，上传文件前生成唯一MD5标识。对不符合标准的构件以报表形式显示，点击报表的数据可以选择对应的构件，选择模型，则可以导出相应缺失的属性。

此外，本发明的方法还包括：

步骤4)对审核通过的BIM模型进行轻量化展示，为施工和运维阶段的BIM技术应用提供信息载体。

客户端在加载模型前，进行以MD5判断与本地缓存模型是否一致，如果一致则直接展示，如果不一致则可通过模型管理系统进行下载和展示。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种施工图设计BIM模型合规性审核方法，针对不同建模软件生成的BIM模型，所述方法包括：

步骤1)建立基于IFD分类编码的铁路标准构件库；

步骤2)从施工图设计的BIM模型导出hsf格式；采用db数据格式，在数据库中建立结构树表和属性表，分别用于存储该BIM模型的结构树和具体的属性；从而将所述BIM模型转换为包含hsf和db的组合文件；

步骤3)通过文件审核判断步骤2)的hsf和db的组合文件是否为模型文件，如果不是模型文件，则判断该模型审核未通过；如果是模型文件，将该模型通过属性审核遍历模型的每个构件，并依次与铁路标准构件库中的构件进行属性比对，最终判断模型是否审核通过；

所述步骤3)具体包括：

步骤3-1)判断BIM模型的hsf和db的组合文件是否为有效的模型文件，即模型文件内部属性文件是否齐全；如果是模型文件，则转入步骤3-2)，如果不是模型文件，显示审核未通过，审核结束；

步骤3-2)将BIM模型的所有构件在所述铁路标准构件库进行属性审核检查；如果有一个构件审核未通过，转入步骤3-4)；如果所有的构件都全部审核通过，转入步骤3-3)；

步骤3-3)BIM模型审核通过，将BIM模型文件生成唯一MD5标识，存入模型管理系统中；

步骤3-4)BIM模型审核未通过，对模型中不符合标准的构件以报表形式显示，记录模型缺失的属性。

2.根据权利要求1所述的施工图设计BIM模型合规性审核方法，其特征在于，所述步骤1)中的铁路标准构件库包括涉及模型合规性的几何属性和非几何属性。

3.根据权利要求1所述的施工图设计BIM模型合规性审核方法，其特征在于，所述步骤1)中的IFD分类编码采用全数字编码方式，编码长度不大于15位。

4.根据权利要求1所述的施工图设计BIM模型合规性审核方法，其特征在于，所述步骤3-2)的具体实现过程为：

将BIM模型的所有构件在所述铁路标准构件库依次遍历；即对整个模型文件中的所有构件进行逐一检查，在检查每一个构件的时候，通过模型属性中IFD进行关联，并与铁路标准构件库中的构件进行比对，查看BIM模型的属性和构件库中构件几何属性和非几何属性是否一致；如果出现不一致情况，记录缺失的属性，然后再进行下一个构件的审核检查，直至所有的构件审核检查完毕；如果所有的构件全部审核通过，转入步骤3-3)，否则，转入步骤3-4)。

5.根据权利要求1所述的施工图设计BIM模型合规性审核方法，其特征在于，当BIM模型审核通过时，所述方法还包括：

步骤4)对审核通过的BIM模型进行轻量化展示，为施工和运维阶段的BIM技术应用提供信息载体；

客户端在加载模型前，通过MD5标识判断与本地缓存模型是否一致，如果一致则直接展示，如果不一致则可通过模型管理系统进行下载和展示。

6.根据权利要求1所述的施工图设计BIM模型合规性审核方法，其特征在于，在通过模型结构树进行所述属性审核时，BIM模型的每个单元都有一个唯一的编号GUID，通过GUID获取模型属性，其中IFD是其中的一个属性，然后通过IFD与铁路标准构件库的其它属性进行匹配。

7.一种施工图设计BIM模型合规性审核系统，针对不同建模软件生成的BIM模型，包括存储器、处理器和存储在存储器上的并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1～6中任一所述方法的步骤：

步骤1)建立基于IFD分类编码的铁路标准构件库；

步骤2)从施工图设计的BIM模型导出hsf格式；采用db数据格式，在数据库中建立结构树表和属性表，分别用于存储该BIM模型的结构树和具体的属性；从而将所述BIM模型转换为包含hsf和db的组合文件；

步骤3)通过文件审核判断步骤2)的hsf和db的组合文件是否为模型文件，如果不是模型文件，则判断该模型不合格；如果是模型文件，将该模型通过属性审核遍历BIM模型的每个构件，与铁路标准构件库中的构件进行属性比对，最终判断模型是否审核通过；

所述步骤3)具体包括：

步骤3-1)判断BIM模型的hsf和db的组合文件是否为有效的模型文件，即模型文件内部属性文件是否齐全；如果是模型文件，则转入步骤3-2)，如果不是模型文件，显示审核未通过，审核结束；

步骤3-2)将BIM模型的所有构件在所述铁路标准构件库进行属性审核检查；如果有一个构件审核未通过，转入步骤3-4)；如果所有的构件都全部审核通过，转入步骤3-3)；

步骤3-3)BIM模型审核通过，将BIM模型文件生成唯一MD5标识，存入模型管理系统中；

步骤3-4)BIM模型审核未通过，对模型中不符合标准的构件以报表形式显示，记录模型缺失的属性。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1～6中任一所述方法的步骤。

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