CN111984796B - 一种基于规范知识图谱ifc模型的自动合规性检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于规范知识图谱IFC模型的自动合规性检查方法，根据每条规范的图谱将规范拆分成依次需要检查的三元组；依次遍历每个三元组；检查并记录三元组中的节点之间的关联关系集合；所有三元组遍历检查完成后，对不符合IFC实体集合与节点映射的三元组进行修改；输出检查结果。本方法根据规范知识图谱，可以对IFC模型进行合规性检查，能够提升设计成果在规范审查中的效率，减少审查过程中由于人为原因造成的错误，也为建筑行业的智能化审图提供一个实施基础。

Description

一种基于规范知识图谱IFC模型的自动合规性检查方法

技术领域

本发明属于建筑信息智能化应用技术领域，具体涉及一种基于规范知识图谱IFC模型的自动合规性检查方法。

背景技术

随着建筑信息模型(BIM)技术与建筑行业的信息化发展，规范审查中涉及的工作逐步被完善。知识图谱作为一种结构化的知识图库，非常适合大量非结构化数据的规范知识，通过将建筑规范表示成知识图谱，能够充分表达建筑元素之间约束关系，依靠它们之间的逻辑关系，能够推理出更多规范之间的关联关系，另一方面规范知识图谱也为未来的规范智能化应用提供一份数据基础。IFC数据标准一直都是国际上认可的建筑信息标准，它能够统一、完整的表达建筑信息，是建筑领域各环节工作中信息交互的统一性保证。

规范审查作为设计成果交付的建筑物质量安全的保证，一直备受设计人员关注。现今规范审查是针对二维CAD图纸，CAD图纸中设计内容展示不直观，包含信息量少，审查过程中大量内容依靠审查人员的经验进行判断，而这也造成了对于审查人员的工作要求越来越高，审查人员不仅要对规范内容熟练掌握，还要积累大量的设计经验。在规范审查过程中，审查人员是纯人工进行规范检查，效率低下，浪费大量人力物力，而且工作中极易造成人为疏忽导致的错误，引发建筑质量安全问题，危及工作人员的财产生命安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于建筑规范的知识图谱和IFC模型的自动合规性检查方法，能够通过规范知识图谱自动检查设计成果IFC模型是否符合建筑规范；解决传统规范审查中的效率低，错误多的问题，为未来的建筑规范智能审查提供必要基础。

本发明所采用的技术方案是通过知识图谱表示建筑规范中的构件与属性的逻辑关系，通过IFC实体与规范知识图谱中节点的映射关系关联IFC实体与建筑规范内容，对知识规范图谱进行遍历来检查IFC模型是否符合规范。

一种基于规范知识图谱IFC模型的自动合规性检查方法，包括以下步骤：

步骤1，根据每条规范的图谱将规范拆分成依次需要检查的三元组；

步骤2，依次遍历每个三元组；

步骤3：检查并记录三元组中节点的不符合IFC实体集合与节点之间的关联关系集合。

步骤4，所有三元组遍历检查完成后，对不符合IFC实体集合与节点映射集合进行修改；

步骤5，输出检查结果。

步骤3中的检查三元组节点关系的具体方法为：

步骤3.1，判断三元组的前节点是否已经有映射IFC实体的记录集合LQ，如果没有执行步骤3.2，有则执行步骤3.3

步骤3.2，根据前节点类型与IFC的映射，在IFC模型中检索出所有当前节点对应的IFC实体集合LQ，执行步骤3.3

步骤3.3，判断三元组的后节点是否已经有映射IFC实体的记录集合LH，如果没有执行步骤3.4，有则执行步骤3.5

步骤3.4，根据后节点类型与IFC的映射，在IFC模型中检索出所有当前节点对应的IFC实体集合LH，执行步骤3.5

步骤3.5，根据边的约束类型与前节点的LQ集合和后节点的LH集合，检查LQ和LH集合中所有符合约束的IFC实体，删除LQ,LH集合中不符合的IFC实体，记录前节点不符合的IFC实体集合为NQ，记录前节点和后节点的关联关系集合M。步骤1中，三元组由2个节点以及它们之间的关系构成。

步骤4中，所述修改方法具体为：

根据最后一个三元组的前节点不符合IFC实体集合NQ1以及倒数第二个三元组的前后节点关联关系M2,判断M2集合中是否存在NQ1集合中的IFC实体，如果存在，根据M2集合中的对应关系，删除倒数第二个三元组的前节点LQ2中与NQ1中有关系的实体，删除的实体增加到倒数第二个三元组的前节点不符合IFC实体集合NQ2中。再根据修改后的NQ2和倒数第三个三元组的前后节点关联关系M3，依次修改每个三元组的前节点映射集合LQ，前节点不符合IFC实体集合NQ，直至第一个三元组。

步骤5中，所述，输出结果具体为：

第一个三元组的前节点映射IFC实体集合LQ中所有的实体为符合规范的IFC实体，不符合IFC实体集合NQ中的实体为不符合规范的IFC实体。

本发明的有益效果在于通过规范知识图谱检查对设计成果进行审查能够大幅增加传统规范审查工作的自动化程度，减少人工检查内容，提高检查结果的准确性。

本发明提出基于规范知识图谱和IFC模型的一种自动合规性检查方法，本方法根据规范知识图谱，可以对IFC模型进行合规性检查，能够提升设计成果在规范审查中的效率，减少审查过程中由于人为原因造成的错误，也为建筑行业的智能化审图提供一个实施基础。

附图说明

图1：基于规范知识图谱和IFC模型的自动合规性检查方法流程

图2：建筑规范知识图谱中部分图谱

图3：知识图谱分解为三元组图

图4：IFC模型的部分片段

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。

一种基于规范知识图谱IFC模型的自动合规性检查方法，包括以下步骤：

步骤1，根据每条规范的图谱将规范拆分成依次需要检查的三元组；

步骤2，依次遍历每个三元组；

步骤3：检查并记录三元组中节点的不符合IFC实体集合与节点之间的关联关系集合。

步骤4，所有三元组遍历检查完成后，对不符合IFC实体集合与节点映射集合进行修改；

步骤5，输出检查结果。

步骤3中的检查三元组节点关系的具体方法为：

步骤3.1，判断三元组的前节点是否已经有映射IFC实体的记录集合L1，如果没有执行步骤3.2，有则执行步骤3.3

步骤3.2，根据前节点类型与IFC的映射，在IFC模型中检索出所有当前节点对应的IFC实体集合LQ，执行步骤3.3

步骤3.3，判断三元组的后节点是否已经有映射IFC实体的记录集合L2，如果没有执行步骤3.4，有则执行步骤3.5

步骤3.4，根据后节点类型与IFC的映射，在IFC模型中检索出所有当前节点对应的IFC实体集合LH，执行步骤3.5

步骤3.5，根据边的约束类型与前节点的LQ集合和后节点的LH集合，检查LQ和LH集合中所有符合约束的IFC实体，删除LQ,LH集合中不符合的IFC实体，记录前节点不符合的IFC实体集合为NQ，记录前节点和后节点的关联关系集合M。L1或L2、L3或L4集合

步骤1中，三元组由2个节点以及它们之间的关系构成。

步骤4中，所述修改方法具体为：

根据最后一个三元组的前节点不符合IFC实体集合NQ1以及倒数第二个三元组的前后节点关联关系M2,判断M2集合中是否存在NQ1集合中的IFC实体，如果存在，根据M2集合中的对应关系，删除倒数第二个三元组的前节点LQ2中与NQ1中有关系的实体，删除的实体增加到倒数第二个三元组的前节点不符合IFC实体集合NQ2中。再根据修改后的NQ2和倒数第三个三元组的前后节点关联关系M3，依次修改每个三元组的前节点映射集合LQ，前节点不符合IFC实体集合NQ，直至第一个三元组。

步骤5中，所述，输出结果具体为：

第一个三元组的前节点映射IFC实体集合LQ中所有的实体为符合规范的IFC实体，不符合IFC实体集合NQ中的实体为不符合规范的IFC实体。

实施例

具体合规性检查方法步骤：

步骤1，选取GB 50157-2013地铁设计规范为例，第28.2.1.3条规范原文为：控制中心建筑耐火等级应为一级，对应的知识图谱为图2.分解为三个三元组，检查顺序如图3.

步骤2，遍历第一个三元组

步骤3.1，经判断三元组的前节点“建筑”未有映射的IFC实体，进入步骤3.2

步骤3.2，“建筑”对应IFC实体“IfcBuilding”在图4中的IFC模型中检索所有IfcBuilding实体，LQ1集合中包含#118，#119

步骤3.3经过判断，三元组的后节点“控制中心”未有映射IFC实体，“控制中心”是作为实体的属性值所以不会映射到任何IFC实体，进入步骤3.5

步骤3.5，通过边的约束类型“为”，来判断符合三元组约束的IFC实体#118，#119的“LongName”属性值都为：ControlCenter，符合三元组约束，LQ1集合为#118、#119，NQ1、M1集合为空，

回到步骤2，再次遍历第二个三元组

步骤3.1，“建筑”节点共用在三元组中所以LQ1和LQ2相同，“建筑”节点已有映射的IFC实体，LQ2中已有#118、#119进入步骤3.3

步骤3.3，三元组后节点“耐火等级”未有映射IFC实体，进入步骤3.4

步骤3.4，“耐火等级”对应IFC实体“IfcSingleValue”并且“Name”属性值为：FireRating，在IFC模型图4中映射检索到#831，#832所以“耐火等级”节点的LH2中有#831，#832，进入步骤3.5

步骤3.5，根据边的约束类型“属性”，来判断前节点的实体是否和后节点实体有对应的“IfcRelDefinesByProperties”关系实体引用，通过检查#118通过关系实体关联#193，#193再通过#831关联，#119通过关系实体关联#194，#194再通过#832关联，符合三元组约束，记录关联关系M2，#118对应#831、#119对应#832，NQ2为空。

回到步骤2，再次遍历第三个三元组

步骤3.1，三元组共用“耐火等级”节点，LH2与LQ3相同，LQ3中已经有#831和#832，进入步骤3.3

步骤3.3，三元组的后节点“一级”未有映射IFC实体，“一级”是作为实体的属性值所以不会映射到任何IFC实体，进入步骤3.5

步骤3.5根据边的约束类型“等于”，判断前节点的属性“NominalValue”的值是否等于“Level 1”，经过检查#831符合，#832不符合，删除LQ3集合中的#832，记录NQ3集合为#832，记录关联集合M3为空。

步骤4，根据关联关系M2与不符合约束的NQ3，#119对应#832，删除三元组的“建筑”节点对应的LQ2实体集合中#119，LQ2和LQ1相同，记录NQ1集合为#119

步骤5，输入结果，LQ1中有#118的“建筑”元素符合规范，NQ1中#119的“建筑”元素不符合规范。

Claims (3)

1.一种基于规范知识图谱IFC模型的自动合规性检查方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据每条规范的图谱将规范拆分成依次需要检查的三元组；

步骤2，依次遍历每个三元组；

步骤3：检查并记录三元组中节点的不符合IFC实体集合与节点之间的关联关系集合；

所述步骤3中的检查三元组节点关系的具体方法为：

步骤3.1，判断三元组的前节点是否已经有映射IFC实体的记录集合L1，如果没有执行步骤3.2，有则执行步骤3.3；

步骤3.2，根据前节点类型与IFC的映射，在IFC模型中检索出所有当前节点对应的IFC实体集合LQ，执行步骤3.3；

步骤3.3，判断三元组的后节点是否已经有映射IFC实体的记录集合L2，如果没有执行步骤3.4，有则执行步骤3.5；

步骤3.4，根据后节点类型与IFC的映射，在IFC模型中检索出所有当前节点对应的IFC实体集合LH，执行步骤3.5；

步骤3.5，根据边的约束类型与前节点的LQ集合和后节点的LH集合，检查LQ和LH集合中所有符合约束的IFC实体，删除LQ,LH集合中不符合的IFC实体，记录前节点不符合的IFC实体集合为NQ，记录前节点和后节点的关联关系集合M；

步骤4，所有三元组遍历检查完成后，对不符合IFC实体集合与节点映射集合进行修改；

步骤4中，所述修改方法具体为：

根据最后一个三元组的前节点不符合IFC实体集合NQ1以及倒数第二个三元组的前后节点关联关系M2,判断M2集合中是否存在NQ1集合中的IFC实体，如果存在，根据M2集合中的对应关系，删除倒数第二个三元组的前节点LQ2中与NQ1中有关系的实体，删除的实体增加到倒数第二个三元组的前节点不符合IFC实体集合NQ2中，再根据修改后的NQ2和倒数第三个三元组的前后节点关联关系M3，依次修改每个三元组的前节点映射集合LQ，前节点不符合IFC实体集合NQ，直至第一个三元组；

步骤5，输出检查结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于规范知识图谱IFC模型的自动合规性检查方法，其特征在于，所述步骤1中，三元组由2个节点以及它们之间的关系构成。

3.根据权利要求1所述的一种基于规范知识图谱IFC模型的自动合规性检查方法，其特征在于，步骤5中，所述输出结果具体为：

第一个三元组的前节点映射IFC实体集合LQ中所有的实体为符合规范的IFC实体，不符合IFC实体集合NQ中的实体为不符合规范的IFC实体。

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