CN113628072A

CN113628072A - 一种bim数据接入处理方法

Info

Publication number: CN113628072A
Application number: CN202010385737.5A
Authority: CN
Inventors: 王建东; 袁思林; 沈玉龙; 张志为; 宋浩杰
Original assignee: Cetc Qingdao Computing Technology Research Institute Co ltd; Qingdao Institute Of Computing Technology Xi'an University Of Electronic Science And Technology; Xidian University
Current assignee: Cetc Qingdao Computing Technology Research Institute Co ltd; Qingdao Institute Of Computing Technology Xi'an University Of Electronic Science And Technology; Xidian University
Priority date: 2020-05-09
Filing date: 2020-05-09
Publication date: 2021-11-09

Abstract

本发明公开了一种BIM数据接入处理方法。本发明支持多种BIM数据的接入处理，包括建筑物构件的三维模型数据、安防系统人员身份信息、建筑物内部物联网数据，例如网络传感器，摄像头、红外传感器、消防探头、门禁传感器、智能水电气表等。以楼层为单位构建拓扑网络，将各类设备以建筑中的空间坐标作为唯一标记ID,建立统一的楼宇感知网络。此发明将BIM数据统一划分为3D模型数据、感知系统数据和人员身份数据三类，接入处理时将以建筑物的3D模型数据为骨架，结合上述的唯一标记ID，建立统一的标准化BIM数据格式。将各类信息数据置于统一的BIM数据库之下，各类数据的接入和调用统一交由BIM数据库管理。

Description

一种BIM数据接入处理方法

技术领域

本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种BIM数据接入处理方法。

背景技术

BIM(Building Information Modeling)技术是一种利用数字化技术建立虚拟的建筑工程三维模型，同时在模型的基础上提供完整的包含描述建筑物构件的几何信息、建筑物属性及状态信息的建筑工程信息库，从而为相关利益方提供建筑物管理以及信息交换共享的平台。理论上，BIM系统能够在自身精确的三维建筑模型基础上，接入处理、整合建筑物内部的各类信息，实现对整个楼宇内部的安防、能源、消防等各个子系统数据的综合管理，打通各个子系统之间的交流屏障，实现建筑物整体的智能化。

但是现有的BIM平台仅仅只是将建筑物内部的安防、门禁等子系统简单的捆绑在一起，针对各个子系统的数据接入处理并没有形成一种完善的方法。不同子系统之间存在信息壁垒，BIM数据的管理和使用效率低下。从BIM系统的角度考虑，需要接入处理的各类BIM数据，无论是在数据形式还是数据内容上都存在巨大差异。同时，针对接入的每一项BIM数据不仅仅是处理数据内容本身，还需要需要考虑该项数据在整个BIM系统中发挥的功能性作用。经过接入处理之后，BIM数据还要能反映自身与相应的楼宇控制单元之间的映射关系，并且为了保证BIM数据在使用过程中的准确性和可靠性，必须实现数据存储逻辑和业务逻辑的分离。但是针对这些问题，目前还没有一种统一的BIM数据接入处理方法，实际上各类BIM数据的调用、处理仅限于其所在的子系统之内，不能实现所有BIM数据的统一管理，各系统获取的信息不能实现联动，运行效率低下，不能真正做到建筑物中所有数据信息的互联互通。同时由于没有统一的数据处理方法，整个BIM系统的数据模型臃肿并且管理混乱，不利于后期新的业务数据的接入。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种BIM数据接入处理的方法。该方法能够允许BIM平台接入处理多种不同类型的BIM数据，将不同类型的BIM数据统一封装成标准格式，从而解决不同类型BIM数据的存储和调用问题，打通楼宇内部各子信息系统之间的信息屏障，提高数据的处理效率，有利于BIM平台未来的业务拓展。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种BIM数据接入处理的方法，包括接入数据类型的分类识别处理，3D模型数据加载及标记ID确认，统一BIM数据格式的构建，数据存储和调用，具体步骤如下：

步骤一：针对需要接入的BIM数据，统一将其划分为3D模型数据、感知系统数据和人员身份数据这三类，按照此分类标准对需要接入数据进行分类处理，分类完成之后，为每个数据分配一个用于区分类别的分类识别字段，所述分类识别字段由类别标记和来源标记两部分组成，所述类别标记是分类处理完成之后生成的两位二进制识别码，描述此数据属于上述三种数据类别中的哪一类，用00表示3D模型数据，01表示感知系统数据，10表示人员身份数据，所述来源标记用来描述数据原本的来源，表明原始数据隶属的子系统，根据楼宇内部子系统的划分，每个子系统都拥有唯一确定的识别码以区分其他的子系统，数据分类完成之后即根据其隶属的子系统获取相应的识别码作为数据的来源标记；

步骤二：根据步骤一分类识别处理的结果，首先针对建筑物的3D模型数据进行加载，构建出能够反映建筑物完整空间结构的三维模型，在此三维模型的基础上组建楼宇感知系统的框架，对需要接入的数据，根据其接收设备在楼宇内部的位置分布情况，在预先加载完成的3D模型上构建拓扑网络，而后针对每一个设备生成与之唯一对应的标记ID，所述标记ID由建筑物编号、感知系统的拓扑网络编号和UTM坐标三个部分组成，所述建筑物编号用于确认当前设备隶属的具体建筑物，此编号根据用户在BIM平台上的设置进行生成，依据用户对建设物的命名设置使用MD5信息摘要算法生成一个128位的散列值，将该值作为每栋建筑的建筑物编号，所述拓扑网络编号用于标定设备在楼宇内部的具体分布位置，依据接收设备的楼层分布和网络拓扑情况进行确定，能够反映设备在建筑物内部的分布位置，所述UTM坐标为该设备在WGS84 UTM标准下的坐标值，该坐标由数据接收设备自身的GPS模块提供，能够反映设备的绝对位置；

步骤三：将所述分类识别字段和唯一标记ID作为头文件添加到原始数据中，对原始数据进行封装处理隐藏数据原有的类型信息，仅将分类识别字段和唯一标记ID暴露出来，把封装完成之后的数据作为统一的BIM数据格式；

步骤四：建立BIM数据库系统，将封装处理完成之后BIM数据统一存储和管理，首先分别建立3D模型数据库、感知系统数据库和人员身份信息数据库三个子数据库，以此构筑中间层作为BIM数据库管理系统，所述BIM数据库管理系统对外提供依据唯一标记ID映射的接口，负责BIM数据的存储和外部对BIM数据的调用，对内依据BIM数据的分类识别字段，映射三个子数据库系统，实现针对数据的各项管理操作，当一条数据接入时，该中间层首先会对数据附带的分类识别字段进行识别，判断该数据属于的类别，而后将其存入对应的子数据库系统中；数据调用时，该中间层将数据的唯一识别ID作为索引，在各子数据库系统中对数据进行读取调用。

本发明所述的一种BIM数据接入处理方法。此发明支持多种BIM数据的接入处理，包括建筑物构件的三维模型数据、安防系统人员身份信息、建筑物内部物联网数据，例如网络传感器，摄像头、红外传感器、消防探头、门禁传感器、智能水电气表等。以楼层为单位构建拓扑网络，将各类设备以建筑中的空间坐标作为唯一标记ID,建立统一的楼宇感知网络。此发明将BIM数据统一划分为3D模型数据、感知系统数据和人员身份数据三类，接入处理时将以建筑物的3D模型数据为骨架，结合上述的唯一标记ID，建立统一的标准化BIM数据格式。将各类信息数据置于统一的BIM数据库之下，各类数据的接入和调用统一交由BIM数据库管理。

统一的标准化BIM数据格式如下：依照3D模型数据、感知系统数据、人员身份信息数据三类对数据信息进行分类，在数据信息之前添加对应种类的识别码，用以区分数据在BIM数据库中的位置。同时针对每一个需要接入的数据，根据3D模型数据中的信息，依照数据接收设备的空间坐标，赋予每个设备唯一的标记ID，将标记ID添加在接入的数据信息之前，构成统一的BIM数据格式，即每段数据均附带有数据分类识别码和唯一标记ID。依照上述方式，实现对各类信息数据存储结构和逻辑结构上的同时管理。数据信息接入存储时，依照种类识别码进行分类；在数据调用时，根据唯一标记ID与数据信息的映射关系借助标记ID进行调用，从而实现业务逻辑与数据存取逻辑的分离。

有益效果：本发明的一种BIM数据接入处理方法具有优秀的兼容性，支持多种数据的接入和处理，包括建筑构件的三维模型数据，建筑物内部物联网传感器数据，以及人员身份信息数据等数据；将接入的各类不同类型的BIM数据按照标准，构筑成统一的标准格式数据，进而实现统一调用、统一处理，打破楼宇内部各个子控制系统之间信息壁垒；另外，标准化的数据格式方便在后期将其置于统一的安全保护措施之下，信息安全也将得到保证；扩展性高，能够解决后续新业务数据的接入问题；方便对数据进行二次开发，以此方法形成的标准化数据格式，方便其他云计算、人工智能平台的调用处理，借助上述平台的支持实现对建筑物的无人化、智能化管理；本发明通过对原始数据的分类识别处理和楼宇感知网络的构建，为接入数据分配分类识别码和唯一标记ID，将各类不同的BIM数据封装成统一的标准化格式，实现对接入数据的统一管理、统一调用，提高数据的处理效率，实现BIM数据效用的最大化；本发明提出的一种BIM数据接入处理方法，允许接入建筑物内部各个子信息系统的数据，通过对原始接入数据进行分类识别处理，为数据分配分类识别字段；而后根据分类结果预先加载建筑物的3D模型数据，构建楼宇感知系统拓扑网络，为每条数据分配唯一标记ID；为接入数据添加分类识别字段和唯一标记ID，将原始数据封装成标准格式进而存入BIM数据库系统。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的一种BIM数据接入处理方法的流程图；

图2是本发明数据分类处理及确定分类识别字段分类处理步骤图；

图3是本发明唯一识别ID的拓扑结构图；

图4是本发明BIM数据的封装图；

图5是本发明BIM数据存储管理过程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领

域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

根据图1所示，该处理方法包括：

对接入数据进行分类识别处理，根据处理结果分配相应识别字段。

具体地，针对需要接入BIM平台的原始数据，首先对数据进行分类识别。将数据依照3D模型数据、楼宇感知系统数据、人员身份数据三类划分，分类完成后为数据分配分类识别字段。

所述分类识别字段由两部分构成，类别标记和来源标记。类别标记为两位二进制标识码，由所述分类识别处理的结果决定，00表示3D模型数据、01表示楼宇感知系统数据、10表示人员身份数据。来源标记为原始数据本身附带的楼宇子信息系统标识码，该识别码是楼宇内部子信息系统之间相互区分的标志码，可由BIM平台进行自由设置，不同子系统识别码不同，用其标注接入数据的来源，判断原始数据隶属于楼宇内部具体的子信息系统。

预先加载3D模型数据构建楼宇感知网络，生成唯一标记ID。

具体地，3D模型数据是由所述分类识别处理之后，判断属于3D模型数据的能够反映建筑物构件整体三维信息的数据。对该类型数据进行预先加载，构建反映建筑物完整三维结构的数字化模型。

在构件完成的三维模型上生成楼宇感知网络的拓扑结构图。针对一条数据，依据接收该数据所对应的传感器在楼宇内部的空间分布情况，建立拓扑结构图，从而为该数据生成唯一标记ID。

所述唯一标记ID由建筑物编号、拓扑网络编号和UTM坐标三部分构成。建筑物编号利用用户自行设置的建筑物名称，使用MD5信息摘要算法生成；拓扑网络编号根据拓扑结构图的结构确认；UTM坐标是该传感器在WGS84 UTM标准下的坐标值。

添加分类识别字段和唯一标记ID，将数据封装成统一格式。

具体地，将所述分类识别字段和唯一标记ID添加到原始数据头部作为头文件，隐藏原有数据的属性仅将分类识别字段和唯一标记ID对外界暴露出来，将数据封装成统一的标准格式。针对数据的操作不允许直接读取原始数据内容，要求只能通过分类识别字段和唯一标记ID来访问。针对数据的存入、读取操作，要求通过分类识别字段进

行映射查找；具体的数据调用，则通过唯一标记ID映射，实现数据存储逻辑和业务逻辑的分离。

根据图2所示，针对需要接入的各种类型的数据，按照3D模型数据、楼宇感知系统数据、人员身份数据三类进行分类，然后给分类之后的数据分配用于区分类别的分类识别字段。分类识别字段由两部分构成，类别标记和来源标记。类别标记用于确定该数据属于上述三类数据的哪一类，数据分类完成之后获得；来源标记用于标记数据本身隶属的子系统，根据数据本身的子系统类别进行分配。

所述门禁系统指建筑物的门禁以及监控部分，其录入的门禁数据根据分类属于人员身份数据部分；消防系统信息指楼宇中烟雾报警器、消火栓、喷淋给水系统构成的消防灭火系统的数据，电力能源数据指建筑物内部的电力、灯光以及空调等控制系统的数据，根据分类均属于楼宇感知系统数据；楼宇建筑模型指利用数字化技术构造的反映建筑构件本身三维结构的模型数据，根据分类属于3D模型数据。经过分类识别处理，分别为上述数据添加分类识别字段，后续将其存入BIM数据库。BIM数据库指用于统一存储调用上述BIM数据的数据库。

根据图3所示，根据建筑的3D模型数据，预先加载出建筑物的三维模型，依据各类传感器设备在楼宇内部分布的空间位置构建拓扑网络，针对每一个设备分配与之唯一对应的标记ID。所述标记ID由三部分构成，建筑物编号、拓扑网络编号、UTM坐标。建筑物编号用于确认当前设备隶属的具体建筑物；拓扑网络编号用于标定设备在楼宇内部的具体分布位置；UTM坐标为WGS84 UTM下的坐标值，反映设备的绝对位置。

所述传感器设备指楼宇内部分布的各个子系统，例如门禁系统、消防系统、电力系统所使用的用于接收数据的各种传感器设备，包含但不限于烟雾报警器，红外传感器，智能电水气表，网络摄像头，消防探头等。网关设备指各类传感器接入网络所使用的基于Lonworks、ZigBee、6LowPAN、RUBEE等技术的连接设备。

根据图4所示，为接入的数据添加上述得到的数据分类识别字段和唯一标记ID，完成之后封装成统一的BIM数据格式。数据分类识别字段指经过上述分类处理之后，为不同类型数据分配的用以区分数据类别的识别字段；唯一标记ID指根据前述处理过程得到的与传感器设备唯一对应的标记值。封装处理指在数据存入BIM数据库之前，为其添加包含分类识别字段和唯一标记ID的头文件，隐藏原有的数据属性，接入之后仅根据其识别字段和唯一标记ID对数据统一进行操作。不同类型的数据依据数据分类识别字段进行区分，相同类型的数据根据标记ID的不同进行区分。

根据图5所示，所述封装处理完成之后，数据的存储和调用时依据附带的分类识别字段和标记ID进行管理。构建BIM信息数据库，数据存储时依照其分类识别字段存入对应的子数据库中，调用时根据信息数据附带的唯一标记ID进行处理。唯一标记ID是前述处理过程中得到的与传感器设备唯一对应的标记值，以此作为信息调用的索引。BIM数据库管理系统是构筑于个子数据库系统之上的中间层，负责处理不同类型数据的接入和调用。数据接入时，BIM数据库管理系统通过分类识别字段识别接入数据的类别，判断其应该存入的位置；数据调用时，BIM数据库管理系统将唯一识别ID作为数据的索引，在各子数据库系统中对数据进行读取。感知系统数据库指用于存储属于楼宇感知系统数据的子数据库，3D模型数据库指用于存储3D模型数据的子数据库，人员身份信息数据库指用于存储人员身份信息数据的子数据库。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种BIM数据接入处理的方法，其特征在于，包括接入数据类型的分类识别处理，3D模型数据加载及标记ID确认，统一BIM数据格式的构建，数据存储和调用，具体步骤如下：

步骤四：建立BIM数据库系统，将封装处理完成之后BIM数据统一存储和管理，首先分别建立3D模型数据库、感知系统数据库和人员身份信息数据库三个子数据库，以此构筑中间层作为BIM数据库管理系统，所述BIM数据库管理系统对外提供依据唯一标记ID映射的接口，负责BIM数据的存储和外部对BIM数据的调用，对内依据BIM数据的分类识别字段，映射三个子数据库系统，实现针对数据的各项管理操作，当一

条数据接入时，该中间层首先会对数据附带的分类识别字段进行识别，判断该数据属于的类别，而后将其存入对应的子数据库系统中；数据调用时，该中间层将数据的唯一识别ID作为索引，在各子数据库系统中对数据进行读取调用。