CN115510515A - 一种基于bim的工程可视化协同管理方法与系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于工程行业中的可视化管理领域,提供了一种基于BIM的工程可视化协同管理方法，包括步骤一：登录平台并配置基础数据模型；步骤二：安装BIM插件，在建模软件中生成可交互的界面，用于对平台软件系统进行登录验证；步骤三：对BIM模型进行分类筛选；步骤四：读取基础数据模型，绑定标准结构，添加相应的属性；步骤五：对选中的标准结构以及模型构件进行参数填报、上传。本发明还提供了一种基于BIM的工程可视化协同管理系统。

Description

一种基于BIM的工程可视化协同管理方法与系统
技术领域
本发明涉及工程行业中的可视化管理领域，尤其涉及一种使用BIM(BuildingInformation Modeling，建筑信息模型)管理工程建设过程的方法。此外，本发明还涉及上述工程协同管理方法中工程WBS(Work Breakdown Structure，工作分解结构)动态颗粒度管理的实现方法。
背景技术
目前，在工程建设过程中尤其是重大市政工程如轨道交通、地下管廊、市政隧道、市政桥梁等工程的难度以及工程工序的复杂度非常之大,需要用到建设过程中的工作分解结构来管理。现今大部分工程建设单位会采用如Project软件来编写WBS结构并同时填写相应的计划开始结束时间、实际开始结束时间，并结合软件自动生成得甘特图来管理并查看当前施工过程中的各工序有无延误，是否按照计划有序执行。但Project软件毕竟是一款离线的应用程序，如果需要同步进度给大家看时需要把文件进行传输。
基于此问题，众多建设也开始采购并研发基于在线得的WBS进度填报软件。目前也相应成熟。一般通过导入Project、Excel中的WBS结构数据，在软件平台中形成在线的WBS结构，并相应进行计划进度、实际进度的填报。然而即使使用了WBS以及所对应的甘特图看到的结构与进度也是基于文字信息。
另一方面，现如今图像显示技术已处于腾飞发展的年代，在众多大型市政基础工程设计过程也从以前纸质化图纸逐渐演化成了使用如AutoDesk CAD软件来在线绘制图纸，再从二维转换成三维使用如AutoDesk Revit，BentleyMicroStation等BIM三维建模软件来进行工程各类专业结构的模型设计。相较于非BIM类建模软件如3DMax绘制出的模型,BIM模型具备了在模型中填写各类属性的优势。如建筑结构中的梁版柱墙均会在软件按照各类工程的建模标准进行命名，且具备查看尺寸大小如宽高厚度等属性的条件。
目前的工程建设过程中虽已开展使用信息化手段如Project等工具以WBS的方式来管理，但由于Project工具所生成的WBS报表是离线文件，需要其他用户安装Project软件方可查看，且由于基本基于文字信息在工程建设变化的过程中无法直观的、精确的查看工程中具体出现的问题。而且目前大多设计阶段完成的BIM模型在于WBS结构对应上无法达到一一对应，基于此问题，可视化模型与WBS(工作分解结构)的对应关系是脱节的。而为了完成这一对应关键,现如今的软件需要通过人工一个个对BIM模型中的单一构件对WBS结构进行绑定。对应大型市政工程而言，BIM模型的中的构件体量非常巨大,3万至5万的构件体量在逐个绑定过程中会产生大量工作量,且由于绑定关系复杂,亦会存在大量错误的情况。对于建设过程的研判造成一定程度的影响。
针对上述技术问题，本发明主要基于两个方面的背景，一是当今基于BIM的可视化技术已基本成熟；二是工程建设过程中对于工程WBS的应用已是所有建设及施工单位都会使用的一种管理办法。提供一种基于BIM的动态分解结构的工程可视化协同管理方法与系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于BIM模型中属性参数填写并自动形成并映射WBS(工作分解结构)的一种方法。基于此方法在WBS结构的形成中可由用户来控制WBS的颗粒度以及组合维度便于施工建设过程中不同专业人员以不同的视角来查看可视化三维模型及其所依附的WBS工程计划及进度数据。解决了BIM模型与WBS结构绑定工程量大且复杂的问题。以及工程进度无法可视化查看的问题。基于此方法各类参建方如设计单位、施工单位、监理单位、建设单位都可以在协同平台上对工程进度进行有效管理。主要基于以下两方面，一方面，一种基于BIM的工程可视化协同管理方法，包括步骤一：登录平台并配置基础数据模型；步骤二：安装BIM插件，在建模软件中生成可交互的界面，用于对平台软件系统进行登录验证；步骤三：对BIM模型进行分类筛选；步骤四：读取基础数据模型，绑定标准结构，添加相应的属性；步骤五：对选中的标准结构以及模型构件进行参数填报、上传。
进一步的，重复上述步骤三和步骤四直至所有模型构件都绑定了相应结构属性。
进一步的，步骤三通过建模工具的过滤器对模型进行初步过滤。
进一步的，步骤五由服务器端判断用户是否具备可以提取BIM模型的以及其是否具备上传模型的权限。
进一步的，程序会根据用户选择的节点以及结构参数提取模型中的属性数据以及模型几何数据。
进一步的，步骤五完成后，平台端查看到上传模型后找到之前在插件中选择的上传节点并执行导入操作。
进一步的，程序根据用户所选的WBS分类结构去创建WBS结构化数据。
另一方面，一种基于BIM的工程可视化协同管理系统，包括：网络服务端和BIM建模插件客户端，通过BIM建模插件客户端以及网络服务端两种端中所有模块的数据交互形成由用户自定义组织的且与BIM模型能进行完整映射的WBS结构。
进一步的，网络服务端包含基础配置模块、模型数据处理模块、WBS结构生成模块和数据读取、前端页面展示、登录信息鉴权模块。
进一步的，BIM建模插件客户端包含基础数据加载、模型属性绑定、模型数据提取和上传绑定。
有益效果：
本发明有益效果在于：对于BIM模型与WBS结构映射进行优化，大量减少用户在绑定过程中产生的工作量以及发生的错误率。BIM模型映射时可通过平台配置的基础结构模板对分解结构的命名进行统一管理。并在形成WBS结构时可根据用户自行决定WBS层级结构的组成方式，后期在平台中也可以进行动态调整。在可视化展示过程中由于WBS结构与BIM模型的有效结合可以通过后期填报的计划及实际进度数据进行可视化建造过程模拟。并结合可视化模型对每一个单独的构件进行关联数据查看如相关进度照片、对应施工图及文档。
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。在附图中：
图1协同平台基础配置逻辑图；
图2BIM插件逻辑图；
图3协同平台工作流程图；
图4协同平台寻参逻辑图；
图5协同管理系统模块图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明基于BIM的动态分解结构的工程可视化协同管理方法具体实现方法如图1、图2、图3、图4所示，下面对图1、图2、图3和图4进行详细说明：
如图1、图2、图3所示，在BIM模型形成WBS结构时分为两个客户端以及一个服务端，其中一个客户端为BIM建模工具中编写的二次开发插件用于提取BIM模型数据，后续统称为插件，而另外一个客户端为WBS端软件系统。下面详细说明具体实现过程：
1.如图1所示，用户需要登录平台并配置相应的基础数据，如管理时需要最后上传并绑定模型的节点数据，以轨道交通为例：土建阶段的标段1、标段1下的车站1、车站2、车站3、区间1、区间2。另外为了统一最终导入WBS结构中命名的规范，需要配置相应的标准结构如：车站单位工程->地下连续墙->Z型连续墙、L型连续墙、连续墙->各自对应的编码(LXQ_Z、LXQ_L、LXQ)。配置完成后便于后续步骤中读取。
2.如图2所示，用户在安装了BIM插件BIMProjectPlugin.exe后会在建模软件中生成可交互的界面；通过交互界面可以对平台软件系统进行登录验证。服务器端会判断用户是否具备可以提取BIM模型的以及其是否具备上传模型的权限。
3.用户对BIM模型进行分类筛选过滤需要绑定的模型(由于BIM模型场景中模型较多在绑定时为了方便需要通过建模工具的过滤器对模型进行初步过滤)。
4.用户点击绑定结构后从平台中读取在步骤1中配置的标准结构并框选或多选相应类型的模型进行绑定，在绑定的过程中会对选中的标准结构以及模型构件进行参数填报如对于L型地下连续墙类的构件会统一增加属性参数如：单位工程类型：车站单位工程、分项结构名称：L型连续墙、构件编码：LXQ_L_001；LXQ_L_002...
5.重复上述步骤3、步骤4直至所有模型构件都绑定了相应结构属性。
6.如果用户需要自己定义模型构件属性可以批量多选构件通过自定属性功能进行添加，如需要对建设过程中模型划分施工区域可以对模型进行拆分统一填写如区域划分：区域1、区域2、区域3等属性。
7.用户点击数据上传后要对希望平台读取的分项结构进行选择，程序会自动分类读取所有构件的属性名称，并以节点添加的方式让用户选择需要如何形成WBS结构，如希望生成：车站->区域1->地下连续墙->LXQ_001,则需要选择车站单位工程->区域划分->分项结构名称->构件编码。确定选择结构后程序会自动校验所选的结构在当前场景的所有构件上属性是否都填报完整。并生成相应的预览WBS结构给用户查看。
8.用户确认预览的WBS结构无误后从平台读取具备权限的上传节点并点击上传。程序会根据用户选择的节点以及结构参数提取模型中的属性数据以及模型几何数据。
9.如图3所示，平台端查看到上传模型后找到之前在插件中选择的上传节点并执行导入操作。此时程序会根据用户所选的WBS分类结构去创建WBS结构化数据。WBS结构化数据生成方法展示如下:
1)如图4所示，平台读取了需要创建的结构是用户所选属性参数，如：车站单位工程->区域划分->分项结构名称->构件编码。
2)首先先读取车站单位工程参数名称并循环遍历所有构件属性找出符合此条件的所有构件并对其进行分类汇总如将参数名称为“车站单位工程”且参数值为“车站”的所有构件规为一组并同时记录这些构件所对应的唯一编码。
3)然后读取区域划分参数并找出如车站单位工程：车站且区域划分：区域1的所有构件并进行分类汇总。
4)执行上述逻辑直至所有属性参数均读取并分类汇总后根据属性参数的上下级逻辑关系统一创建WBS分项结构。
10.WBS结构生成后用户可加载模型并查看与WBS结构对应关系。
11.用户可点击模型或针对WBS结构进行计划进度、实际进度的填报，并可以对其绑定相应照片、文件等数据。
12.通过时间维度来模拟查看计划以及实际完成进度对比。
如图5所示，本发明基于BIM的动态分解结构的工程可视化协同管理系统包括网络服务端BIMSGWEB(部署在机房服务器上)、BIM建模插件客户端BIMProjectPlugin(装在用户BIM建模软件上)。其中BIMSGWEB包含多个子模块：基础配置模块(BaseSetting)、模型数据处理模块(BIMDataConvert)、WBS结构生成模块(WBSStructureEdit)、以及其他数据读取、前端页面展示、登录信息鉴权等模块。而BIMProjectPlugin则包含：基础数据加载(DataLoad)、模型属性绑定(BIMDataBand)、模型数据提取(BIMDataRead)以及上传绑定(FileUpload)等。
BaseSetting基础配置模块为提供用户在Web页面上配置或导入基础数据配置模块同时提供了基础数据外部系统读取接口便于BIMProjectPlugin插件对基础数据的调用。
DataLoad基础数据加载模块为插件端从BIMSGWEB系统中通过BaseSetting模块提供的基础数据接口中读取数据后在插件中展示基础数据层级接口的模块。
BIMDataBand模型属性绑定模块对于DataLoad模块所展示的基础数据通过用户交互选定的节点并通过与模型二次开发接口读取遍历所有BIM建模场景中的构件并统一添加属性名称及属性值。
BIMDataRead模块作为插件最为核心的模块具备提取所有模型属性数据以及几何数据的模块通过此模块可以将用户绑定后的最终结果通过数据流的方式汇总传递至FileUpload上传绑定模块并统一绑定至用户的选定的节点。同时此模块从模型中提取数据后会根据用户所选的WBS结构生成参数统一生成预览结构交由用户确认。
BIMDataConvert模型数据处理模块作为BIMSGWEB系统核心模块之一对上传至平台节点的模型数据进行统一数据结构整理转换，并对模型几何数据进行轻量化处理。此模块同时会提供模型轻量化展示数据调度的作用。
WBSStructureEditWBS结构生成模块作为另外一个核心模块从BIMDataConvert转换后的模型数据结果中提取并通过特定的递归函数生成WBS结构。而对于多版本WBS结构还能进行结构化数据的差异性比对。并告知用户不同版本的差异。
通过BIMProjectPlugin以及BIMSGWEB两种端中所有模块的数据交互形成由用户自定义组织的且与BIM模型能进行完整映射的WBS结构。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (10)

1.一种基于BIM的工程可视化协同管理方法，其特征在于，包括步骤一：登录平台并配置基础数据模型；
步骤二：安装BIM插件，在建模软件中生成可交互的界面，用于对平台软件系统进行登录验证；
步骤三：对BIM模型进行分类筛选；
步骤四：读取基础数据模型，绑定标准结构，添加相应的属性；
步骤五：对选中的标准结构以及模型构件进行参数填报、上传。
2.根据权利要求1所述的一种基于BIM的工程可视化协同管理方法，其特征在于，重复上述步骤三和步骤四直至所有模型构件都绑定了相应结构属性。
3.根据权利要求1所述的一种基于BIM的工程可视化协同管理方法，其特征在于，所述步骤三通过建模工具的过滤器对模型进行初步过滤。
4.根据权利要求1所述的一种基于BIM的工程可视化协同管理方法，其特征在于，所述步骤五由服务器端判断用户是否具备可以提取BIM模型的以及其是否具备上传模型的权限。
5.根据权利要求1所述的一种基于BIM的工程可视化协同管理方法，其特征在于，程序会根据用户选择的节点以及结构参数提取模型中的属性数据以及模型几何数据。
6.根据权利要求1所述的一种基于BIM的工程可视化协同管理方法，其特征在于，步骤五完成后，平台端查看到上传模型后找到之前在插件中选择的上传节点并执行导入操作。
7.根据权利要求6所述的一种基于BIM的工程可视化协同管理方法，其特征在于，所述程序根据用户所选的WBS分类结构去创建WBS结构化数据。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种基于BIM的工程可视化协同管理系统，其特征在于，包括：网络服务端和BIM建模插件客户端，通过BIM建模插件客户端以及网络服务端两种端中所有模块的数据交互形成由用户自定义组织的且与BIM模型能进行完整映射的WBS结构。
9.根据权利要求8所述的一种基于BIM的工程可视化协同管理系统，其特征在于，网络服务端包含基础配置模块、模型数据处理模块、WBS结构生成模块和数据读取、前端页面展示、登录信息鉴权模块。
10.根据权利要求8所述的一种基于BIM的工程可视化协同管理系统，其特征在于，BIM建模插件客户端包含基础数据加载、模型属性绑定、模型数据提取和上传绑定。
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