CN114943109A - 基于bim的工程项目数字化交付方法及系统 - Google Patents

基于bim的工程项目数字化交付方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于BIM的工程项目数字化交付方法，属于工程项目数字化技术领域，该交付方法具体步骤如下：步骤(1)联盟链创建；步骤(2)标准基础信息存储；步骤(3)孪生体构建；步骤(4)数字化创建、校验及交付；步骤(5)交付验证；本发明以区块链技术和数字孪生技术为依托，基于联盟链创建区块链共享子系统，并通过数字孪生体对结构化数据、非结构化数据和轻量化BIM模型进行交付验证，从而能够有效实现工程项目的阶段性或完整性数字化交付，其相较于传统工程项目交付方式而言，能有效保证数据完整不丢失，能够有效衔接上下游的工程项目相关主体，方便工程项目相关主体进行信息共享和纠错，能够有效缩短交付验证周期，省时省力，效率较高。

Description

基于BIM的工程项目数字化交付方法及系统
技术领域
本发明涉及工程项目数字化技术领域，尤其涉及基于BIM的工程项目数字化交付方法及系统。
背景技术
BIM(Building Information Modeling)，是一种以三维数字技术为基础，集成建设项目各种相关信息的工程数据模型；是建筑学、工程学及土木工程的新工具，它可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中；同时将与工程建筑相关的设计信息、施工信息、运维信息都附着在模型上进行管理，可实现对工程数据、工程构件量化的全生命周期完整描述；
近年来，随着国家大力推进BIM和大数据等新兴技术在建筑业中的应用，这使得工程建设领域正全面迈入数字化时代，基于BIM平台的工程数字化交付已经逐渐变成工程项目数据交付的主流趋势；数字化交付是以交付建筑为核心，对工程项目建设所产生的数据与信息进行数字化创建并移交的过程，其包含工程单个阶段的成果以及工程竣工时最终的整体成果；但由于我国BIM应用较晚，这导致行业内缺少完善和成熟的数字化交付体系；
目前，现有的工程项目交付方式仍主要是以Word、Excel、CAD二维图纸、图片和影像文件等作为信息存储媒介进行工程项目的数据传递，而交付的模式仍然以实体档案为主导、电子档案为辅助；这使得项目交付工作量大，且频繁发生数据不完整或丢失的情况，同时缺乏对非结构化信息的共享，而且交付验证过程漫长，费时费力，效率较低；为此，我们提出基于BIM的工程项目数字化交付方法及系统。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的基于BIM的工程项目数字化交付方法及系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
基于BIM的工程项目数字化交付方法，该交付方法具体步骤如下：
步骤(1)联盟链创建：基于待交付工程项目以及待交付工程项目相关主体创建待交付工程项目联盟链，形成区块链共享子系统；
步骤(2)标准基础信息存储：在所述待交付工程项目实施前，待交付工程项目相关主体通过节点输入模块输入项目工程实施前的标准基础数据，并基于所述区块链共享子系统进行分布式存储；所述标准基础数据包括待交付工程项目相关主体的任务范围、任务内容和任务数据；
步骤(3)孪生体构建：在所述待交付工程项目实施中，基于数据孪生技术对所述待交付工程项目进行数字孪生体构建，同时根据所述待交付工程项目实施进度对所述数字孪生体进行实时更新；
步骤(4)数字化创建、校验及交付：所述待交付工程项目相关主体基于所述待交付工程项目实施进度，对所述待交付工程项目的当前BIM模型进行轻量化创建，形成轻量化BIM模型，并通过所述区块链共享子系统进行人工和系统校验；同时根据工程交付指标和标准通过节点输入模块对所述轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行阶段性或完整性的数字化交付；
步骤(5)交付验证：根据所述区块链共享子系统、所述数字孪生体以及工程交付指标和标准所述对所述轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行数字化交付验证。
进一步地，所述节点输入模块在对所述标准基础信息、轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行输入时会对其进行标准化处理，将其全部转化成JSON或XML形式的文件格式。
进一步地，步骤(4)所述数字化创建采用WebGL技术和Three.js对所述待交付工程项目的初始BIM模型进行轻量化BIM模型创建；所述数字化校验具体过程如下：
S1：区块链共享子系统通过节点输入模块获取项目工程实施前的标准基础数据；
S2：根据当前所述待交付工程项目实施进度，基于工程交付指标和标准通过节点输入模块对所述轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行输入；
S3：基于所述区块链共享子系统将所述轻量化BIM模型共享给待交付工程项目相关主体，使其通过自身主机节点进行网页端的人工检查；
S4：在进行人工检查的同时，所述区块链共享子系统会根据标准基础数据对结构化数据和非结构化数据进行遍历校验；
S5：若检查或校验出有误，可通过节点输入模块进行数据重输，也可通过主机节点通知对应待交付工程项目相关主体进行数据更改和输入。
进一步地，步骤(5)所述交付验证具体过程如下：
SS1：获取所述轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据；
SS2：根据工程交付指标和标准，将所述轻量化BIM模型与数字孪生体进行系统验证；
SS3：根据工程交付指标和标准以及标准基础数据对所述结构化数据和非结构化数据进行批量验证，同时验证所述结构化数据和非结构化数据与轻量化BIM模型之间的关联是否一致。
进一步地，所述工程交付指标包括模型指标和数据指标；所述工程交付标准包括项目目标标准、项目进度标准、主体职责范围标准、质量标准、成本标准、材料标准和模型标准。
基于BIM的工程项目数字化交付系统，包括工程项目主体、服务端和接收端，所述服务端包括节点输入模块、数字化创建模块、区块链共享子系统、数字孪生子系统、交付验证模块和可视化模块；
所述工程项目主体端包括多个工程项目主体节点，其与服务端通信连接，用于与服务端进行信息交互；
所述节点输入模块用于不同所述工程项目主体根据自身任务范围、任务内容和任务数据输入项目工程实施前的标准基础数据；
所述节点输入模块还用于根据待交付工程项目实施进度，对不同阶段的所述待交付工程项目的初始BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行输入；
所述数字化创建模块用于利用WebGL技术和Three.js对所述待交付工程项目的初始BIM模型进行轻量化BIM模型创建，同时将所述结构化数据和非结构化数据与轻量化BIM模型进行关联；
所述节点输入模块包括信息处理单元用于对所述标准基础数据进行文件格式统一处理；
所述区块链共享子系统包括共享显示模块、智能核对模块、区块上链/更新模块和分布式存储模块，其用于存储所述标准基础数据，同时将所述待交付工程项目在各阶段实施进度中的结构化数据、非结构化数据和轻量化BIM模型反馈给不同所述工程项目主体进行共享检查，并基于工程交付指标和标准进行阶段性或完整性的数据核对；
所述数字孪生子系统用于基于数据孪生技术对所述待交付工程项目进行数字孪生体构建，同时根据所述待交付工程项目实施进度对所述数字孪生体进行实时更新；
所述交付验证模块用于根据所述区块链共享子系统以及所述数字孪生子系统对所述轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行数字化交付验证，形成验证报告；
所述接收端包括运维方节点和业主节点，其与服务端通信连接，用于与服务端进行信息交互；
所述可视化模块用于运维方和业主通过主机节点对验证报告进行查看。
进一步地，所述区块链共享子系统还存储有待交付工程项目相关主体的相关信息。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
本申请公开了基于BIM的工程项目数字化交付方法及系统，其以区块链技术和数字孪生技术为依托，基于联盟链创建形成区块链共享子系统，并通过数字孪生体对结构化数据、非结构化数据和轻量化BIM模型进行交付验证，从而能够有效实现工程项目的阶段性或完整性数字化交付，其相较于传统工程项目交付方式而言，能有效保证数据完整不丢失，能够有效衔接上下游的工程项目相关主体，方便工程项目相关主体进行信息共享和纠错，能够有效缩短交付验证周期，省时省力，效率较高，为数字化交付体系构建提供了新方向。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明提出的基于BIM的工程项目数字化交付方法的整体流程图；
图2为本发明提出的基于BIM的工程项目数字化交付系统的整体结构示意图。
具体实施方式
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实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照图1，本实施例公开了基于BIM的工程项目数字化交付方法，该交付方法具体步骤如下：
步骤(1)联盟链创建：基于待交付工程项目以及待交付工程项目相关主体创建待交付工程项目联盟链，形成区块链共享子系统；
步骤(2)标准基础信息存储：在待交付工程项目实施前，待交付工程项目相关主体通过节点输入模块输入项目工程实施前的标准基础数据，并基于区块链共享子系统进行分布式存储；标准基础数据包括待交付工程项目相关主体的任务范围、任务内容和任务数据；
具体的，该节点输入模块在对标准基础信息、轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行输入时会对其进行标准化处理，将其全部转化成JSON或XML形式的文件格式。
步骤(3)孪生体构建：在待交付工程项目实施中，基于数据孪生技术对待交付工程项目进行数字孪生体构建，同时根据待交付工程项目实施进度对数字孪生体进行实时更新；
步骤(4)数字化创建、校验及交付：待交付工程项目相关主体基于待交付工程项目实施进度，对待交付工程项目的当前BIM模型进行轻量化创建，形成轻量化BIM模型，并通过区块链共享子系统进行人工和系统校验；同时根据工程交付指标和标准通过节点输入模块对轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行阶段性或完整性的数字化交付；
在这需要说明一点的是：该阶段性是指：待交付工程项目任一环节的实施进度；该完整性是指：待交付工程项目竣工完成阶段；
具体的，该数字化创建采用WebGL技术和Three.js对待交付工程项目的初始BIM模型进行轻量化BIM模型创建；
具体的，该数字化校验具体过程如下：首先区块链共享子系统通过节点输入模块获取项目工程实施前的标准基础数据；然后根据当前待交付工程项目实施进度，基于工程交付指标和标准通过节点输入模块对轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行输入；之后基于区块链共享子系统将轻量化BIM模型共享给待交付工程项目相关主体，使其通过自身主机节点进行网页端的人工检查；接着，在进行人工检查的同时，区块链共享子系统会根据标准基础数据对结构化数据和非结构化数据进行遍历校验；最后，若检查或校验出有误，可通过节点输入模块进行数据重输，也可通过主机节点通知对应待交付工程项目相关主体进行数据更改和输入。
步骤(5)交付验证：根据区块链共享子系统、数字孪生体以及工程交付指标和标准对轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行数字化交付验证。
具体的，该交付验证具体过程如下：首选获取轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据；然后根据工程交付指标和标准，将轻量化BIM模型与数字孪生体进行系统验证；最后根据工程交付指标和标准以及标准基础数据对结构化数据和非结构化数据进行批量验证，同时验证结构化数据和非结构化数据与轻量化BIM模型之间的关联是否一致。
具体的，该工程交付指标包括模型指标和数据指标；该工程交付标准包括项目目标标准、项目进度标准、主体职责范围标准、质量标准、成本标准、材料标准和模型标准。
参照图2，本实施例公开了基于BIM的工程项目数字化交付系统，包括工程项目主体、服务端和接收端，服务端包括节点输入模块、数字化创建模块、区块链共享子系统、数字孪生子系统、交付验证模块和可视化模块；
在这需要说明一点的是：本申请基于BIM的工程项目数字化交付系统基于B/S架构，依托于云平台进行数据处理，通过网页进行显示输出；
工程项目主体端包括多个工程项目主体节点，其与服务端通信连接，用于与服务端进行信息交互；
节点输入模块用于不同工程项目主体根据自身任务范围、任务内容和任务数据输入项目工程实施前的标准基础数据；
在本实例中节点输入模块还用于根据待交付工程项目实施进度，对不同阶段的待交付工程项目的初始BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行输入；
数字化创建模块用于利用WebGL技术和Three.js对待交付工程项目的初始BIM模型进行轻量化BIM模型创建，同时将结构化数据和非结构化数据与轻量化BIM模型进行关联；
节点输入模块包括信息处理单元用于对标准基础数据进行文件格式统一处理，将其转化成JSON或XML形式的文件格式；
区块链共享子系统包括共享显示模块、智能核对模块、区块上链/更新模块和分布式存储模块，其用于存储标准基础数据，同时将待交付工程项目在各阶段实施进度中的结构化数据、非结构化数据和轻量化BIM模型反馈给不同工程项目主体进行共享检查，并基于工程交付指标和标准进行阶段性或完整性的数据核对；
在本实施例中区块上链/更新模块会对将待交付工程项目在各阶段实施进度中的结构化数据、非结构化数据、轻量化BIM模型以及标准基础数据进区块加密上链，其也会根据实施进度对区块进行实时更新；
在本实施例中区块链共享子系统还存储有待交付工程项目相关主体的相关信息；方便在后续交付验证失败时对待交付工程项目相关主体进行追责；
数字孪生子系统用于基于数据孪生技术对待交付工程项目进行数字孪生体构建，同时根据待交付工程项目实施进度对数字孪生体进行实时更新；
交付验证模块用于根据区块链共享子系统以及数字孪生子系统对轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行数字化交付验证，形成验证报告；
在这需要说明一点是：该验证报告根据工程交付指标和标准生成，其包括每一项验证条例，若一项验证错误，对应该项会进行自动标红；
接收端包括运维方节点和业主节点，其与服务端通信连接，用于与服务端进行信息交互；
可视化模块用于运维方和业主通过主机节点对验证报告进行查看。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于BIM的工程项目数字化交付方法，其特征在于，该交付方法具体步骤如下：
步骤(1)联盟链创建：基于待交付工程项目以及待交付工程项目相关主体创建待交付工程项目联盟链，形成区块链共享子系统；
步骤(2)标准基础信息存储：在所述待交付工程项目实施前，待交付工程项目相关主体通过节点输入模块输入项目工程实施前的标准基础数据，并基于所述区块链共享子系统进行分布式存储；所述标准基础数据包括待交付工程项目相关主体的任务范围、任务内容和任务数据；
步骤(3)孪生体构建：在所述待交付工程项目实施中，基于数据孪生技术对所述待交付工程项目进行数字孪生体构建，同时根据所述待交付工程项目实施进度对所述数字孪生体进行实时更新；
步骤(4)数字化创建、校验及交付：所述待交付工程项目相关主体基于所述待交付工程项目实施进度，对所述待交付工程项目的当前BIM模型进行轻量化创建，形成轻量化BIM模型，并通过所述区块链共享子系统进行人工和系统校验；同时根据工程交付指标和标准通过节点输入模块对所述轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行阶段性或完整性的数字化交付；
步骤(5)交付验证：根据所述区块链共享子系统、所述数字孪生体以及工程交付指标和标准所述对所述轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行数字化交付验证。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的工程项目数字化交付方法，其特征在于，所述节点输入模块在对所述标准基础信息、轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行输入时会对其进行标准化处理，将其全部转化成JSON或XML形式的文件格式。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的工程项目数字化交付方法，其特征在于，步骤(4)所述数字化创建采用WebGL技术和Three.js对所述待交付工程项目的初始BIM模型进行轻量化BIM模型创建；所述数字化校验具体过程如下：
S1：区块链共享子系统通过节点输入模块获取项目工程实施前的标准基础数据；
S2：根据当前所述待交付工程项目实施进度，基于工程交付指标和标准通过节点输入模块对所述轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行输入；
S3：基于所述区块链共享子系统将所述轻量化BIM模型共享给待交付工程项目相关主体，使其通过自身主机节点进行网页端的人工检查；
S4：在进行人工检查的同时，所述区块链共享子系统会根据标准基础数据对结构化数据和非结构化数据进行遍历校验；
S5：若检查或校验出有误，可通过节点输入模块进行数据重输，也可通过主机节点通知对应待交付工程项目相关主体进行数据更改和输入。
4.根据权利要求1所述的基于BIM的工程项目数字化交付方法，其特征在于，步骤(5)所述交付验证具体过程如下：
SS1：获取所述轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据；
SS2：根据工程交付指标和标准，将所述轻量化BIM模型与数字孪生体进行系统验证；
SS3：根据工程交付指标和标准以及标准基础数据对所述结构化数据和非结构化数据进行批量验证，同时验证所述结构化数据和非结构化数据与轻量化BIM模型之间的关联是否一致。
5.根据权利要求1所述的基于BIM的工程项目数字化交付方法，其特征在于，所述工程交付指标包括模型指标和数据指标；所述工程交付标准包括项目目标标准、项目进度标准、主体职责范围标准、质量标准、成本标准、材料标准和模型标准。
6.基于BIM的工程项目数字化交付系统，其特征在于，包括工程项目主体、服务端和接收端，所述服务端包括节点输入模块、数字化创建模块、区块链共享子系统、数字孪生子系统、交付验证模块和可视化模块；
所述工程项目主体端包括多个工程项目主体节点，其与服务端通信连接，用于与服务端进行信息交互；
所述节点输入模块用于不同所述工程项目主体根据自身任务范围、任务内容和任务数据输入项目工程实施前的标准基础数据；
所述节点输入模块还用于根据待交付工程项目实施进度，对不同阶段的所述待交付工程项目的初始BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行输入；
所述数字化创建模块用于利用WebGL技术和Three.js对所述待交付工程项目的初始BIM模型进行轻量化BIM模型创建，同时将所述结构化数据和非结构化数据与轻量化BIM模型进行关联；
所述节点输入模块包括信息处理单元用于对所述标准基础数据进行文件格式统一处理；
所述区块链共享子系统包括共享显示模块、智能核对模块、区块上链/更新模块和分布式存储模块，其用于存储所述标准基础数据，同时将所述待交付工程项目在各阶段实施进度中的结构化数据、非结构化数据和轻量化BIM模型反馈给不同所述工程项目主体进行共享检查，并基于工程交付指标和标准进行阶段性或完整性的数据核对；
所述数字孪生子系统用于基于数据孪生技术对所述待交付工程项目进行数字孪生体构建，同时根据所述待交付工程项目实施进度对所述数字孪生体进行实时更新；
所述交付验证模块用于根据所述区块链共享子系统以及所述数字孪生子系统对所述轻量化BIM模型、结构化数据和非结构化数据进行数字化交付验证，形成验证报告；
所述接收端包括运维方节点和业主节点，其与服务端通信连接，用于与服务端进行信息交互；
所述可视化模块用于运维方和业主通过主机节点对验证报告进行查看。
7.根据权利要求6所述的基于BIM的工程项目数字化交付系统，其特征在于，所述区块链共享子系统还存储有待交付工程项目相关主体的相关信息。
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