CN116257926A

CN116257926A - 基于bim的物联数据绑定方法、装置、设备及存储介质

Info

Publication number: CN116257926A
Application number: CN202310511968.XA
Authority: CN
Inventors: 高源�; 贺光忠; 赵力
Original assignee: Yudongyuan Beijing Information Technology Co ltd; China Academy of Building Research CABR
Current assignee: Yudongyuan Beijing Information Technology Co ltd; China Academy of Building Research CABR
Priority date: 2023-05-09
Filing date: 2023-05-09
Publication date: 2023-06-13
Anticipated expiration: 2043-05-09
Also published as: CN116257926B

Abstract

本发明提供的基于BIM的物联数据绑定方法、装置、设备及存储介质，对建筑信息模型文件进行解析得到目标建筑信息模型、图纸和模型构件数据；通过检测模型进行模式识别得到模型构件数据,根据全部模型构件数据从构件知识库中匹配每个模型构件对应的设备数据；根据设备数据进行设备实例化得到设备数字模型，再对设备数字模型进行测试得到各个测量对象对应的测量数据；测试成功后建立设备数字模型与设备数字模型对应的实体设备的绑定关系，根据设备测试点对应的数据类型，并建立与该数据类型对应的数据结构与设备数字模型之间的绑定关系；整个数据绑定过程无需人为介入，仅输入建筑信息模型文件就能自动完成数据绑定，效率高。

Description

基于BIM的物联数据绑定方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体而言，涉及一种基于BIM的物联数据绑定方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

建筑信息模型（BuildingInformationModeling，简称BIM），是指将建筑项目的所有相关信息都整合到三维可视化模型之中，而项目各参与方在项目的各个阶段在物联网平台上对该模型进行交互式管理和完善，实现了各环节的无缝交接和各方的实时信息共享。利用BIM技术可以提高效率、减少重复和无效劳动、提升精细化程度，降低能耗。

目前，在实施BIM模型交付落地后的一些运营、运维类相关性的工作，需要将传感器采集的数据推送到BIM的相应组件中，因此，如何正确的将物联网的设备模型与设备实体进行绑定，以便物联网平台能够实时展示设备实体的数据，是需要解决的技术问题。

现有的数据绑定方式需要开发人员需要学习建筑领域、BIM模型相关API（可编程接口），才能将数据正确推送给BIM模型，还需要开发人员如何构件物联网的物模型和设备之间的管理及设备的管理运维，从而获取物联网设备的数据，这个过程对用户要求较高，在进行数据展示的过程中，还需要人为将数据标记到模型上，工作过程冗余，人为介入过多，导致整个过程效率低下。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种基于BIM的物联数据绑定方法、装置、设备及存储介质，用于在实现物联网数据绑定过程中减少人为操作，降低操作门槛，能够自动实现数据绑定结果，并且数据绑定结果能够正确动态展示实时数据。本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种基于BIM的物联数据绑定方法，所述方法包括：

获取建筑信息模型文件，并对所述建筑信息模型文件进行解析，得到目标建筑信息模型、所述目标建筑信息模型对应的多张图纸和模型构件数据；所述目标建筑信息模型是由多个模型构件组合而成；

将每张所述图纸转换成多张图纸图案块，对所述目标建筑信息模型进行渲染，得到所述目标建筑信息模型的三视图，并将所述三视图转换成多张模型图案块；

通过检测模型对多个所述图纸图案块和多个所述模型图案块进行模式识别，得到所述模型构件数据,并根据全部所述模型构件数据，从构件知识库中匹配每个所述模型构件对应的设备数据；所述设备数据包括设备接入方式信息、设备数字模型ID和设备测试点；不同所述设备测试点对应不同测量对象；

根据所述设备数据进行设备实例化，得到每个所述模型构件对应的设备数字模型，并根据所述设备数字模型对应的实体设备的运行数据，对所述设备数字模型进行测试；

当测试结果为成功，建立所述设备数字模型与所述设备数字模型对应的实体设备之间的绑定关系，根据所述设备测试点对应的数据类型,建立与所述数据类型对应的数据结构与所述设备数字模型之间的绑定关系；所述数据结构表征所述设备数字模型对应的数据展示形式。

第二方面，本发明提供一种基于BIM的物联数据绑定装置，包括：

获取模块，用于获取建筑信息模型文件，并对所述建筑信息模型文件进行解析，得到目标建筑信息模型、所述目标建筑信息模型对应的多张图纸和模型构件数据；所述目标建筑信息模型是由多个模型构件组合而成；

预处理模块，用于将每张所述图纸转换成多张图纸图案块，对所述目标建筑信息模型进行渲染，得到所述目标建筑信息模型的三视图，并将所述三视图转换成多张模型图案块；

检测模块，用于通过检测模型对多个所述图纸图案块和多个所述模型图案块进行模式识别，得到所述模型构件数据,并根据全部所述模型构件数据，从构件知识库中匹配每个所述模型构件对应的设备数据；所述设备数据包括设备接入方式信息、设备数字模型ID和设备测试点；不同所述设备测试点对应不同测量对象；

测试模块，用于根据所述设备数据进行设备实例化，得到每个所述模型构件对应的设备数字模型，并根据所述设备数字模型对应的实体设备的运行数据，对所述设备数字模型进行测试；

绑定模块，用于当测试结果为成功，建立所述设备数字模型与所述设备数字模型对应的实体设备之间的绑定关系，根据所述设备测试点对应的数据类型,建立与所述数据类型对应的数据结构与所述设备数字模型之间的绑定关系；所述数据结构表征所述设备数字模型对应的数据展示形式。

第三方面，本发明提供一种基于BIM的物联数据绑定设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器可执行所述计算机程序以实现如第一方面所述的方法。

第四方面，本发明提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。

本发明提供的基于BIM的物联数据绑定方法、装置、设备及存储介质，通过对建筑信息模型文件进行解析可以得到图纸、目标建筑信息模型和模型构件数据，对于无法解析出来的这类模型构件，通过对图纸和目标建筑信息模型转化为图案块，然后利用检测模型对各个图案块进行模式识别，得到这类模型构件的构件数据，将得到的全部模型构件数据在构件知识库进行匹配，得到模型构件对应的设备数据，基于设备数据就可以实例化模型构件对应的设备数字模型，然后结合该设备数字模型对应的实体设备运行数据对该设备数字模型进行测试，如果测试结果成功，就自动将该设备数字模型和实体设备绑定，然后还可以将该设备数字模型的设备测试点对应的测量数据转换成对应的数据结构,并建立数据结构与设备数字模型之间的绑定关系，整个数据绑定过程无需人为介入，仅仅通过输入建筑信息模型文件就能自动进行数据绑定，基于数据绑定结果可以正确动态的展示实时数据，效率较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的基于BIM的物联数据绑定方法的示意性流程图；

图2为本发明实施例提供的步骤S104的示意性流程图；

图3为本发明实施例提供的基于BIM的物联数据绑定方法的另一种示意性流程图；

图4为本发明实施例提供的基于BIM的物联数据绑定装置的功能模块图；

图5为本发明实施例提供的基于BIM的物联数据绑定设备的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

在应用建筑信息模型BIM的过程中，需要将传感器或者其他物联设备的数据通过正确动态的展现在BIM模型中，这将有利于在施工阶段，施工单位发现的质量、安全、进度等问题，实现各环节的无缝交接和各方的实时信息共享，因此，如何正确的将物联网的设备模型与设备实体进行绑定，以便物联网平台能够实时展示设备实体的数据，是需要解决的技术问题。

目前，为了实现将BIM模型和实时数据进行绑定的效果，现有技术通常存在如下技术缺陷：

1：开发人员或者实施人员需要先学习建筑领域、BIM模型相关API（可编程接口），还需要学习如何管理运维BIM们模型和设备之间的绑定关系，才能将数据准确上报给BIM模型中的相应组件，以便展示出来实时数据，这种方式门槛较高和学习成本高，效率低下。

2：在实施BIM模型交付落地后的一些运营、运维类相关性的工作时，需要进行大量的应用集成开发工作，以便把数据标记到模型上实现数据绑定，工作过程冗余，人为介入过多，导致整个过程效率低下。

因此，为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种基于BIM的物联数据绑定方法，能够智能地进行物联网数据绑定，以解决每一个信息系统中展示BIM模型时获取物联网数据的复杂性，使的BIM模型能够快速的接入和展示物联网设备的数据。

请参见图1，图1为本发明实施例提供的基于BIM的物联数据绑定方法的示意性流程图，可以包括如下步骤：

S101:获取建筑信息模型文件，并对建筑信息模型文件进行解析，得到目标建筑信息模型、目标建筑信息模型对应的多张图纸和模型构件数据；目标建筑信息模型是由多个模型构件组合而成。

S102:将每张图纸转换成多张图纸图案块，对目标建筑信息模型进行渲染，得到目标建筑信息模型的三视图，并将三视图转换成多张模型图案块。

S103:通过检测模型对多个图纸图案块和多个模型图案块进行模式识别，得到模型构件数据,并根据全部模型构件数据，从构件知识库中匹配每个模型构件对应的设备数据；设备数据包括设备接入方式信息、设备数字模型ID和设备测试点，不同所述设备测试点对应不同测量对象。

S104:根据设备数据进行设备实例化，得到每个模型构件对应的设备数字模型，并根据设备数字模型对应的实体设备的运行数据，对设备数字模型进行测试。

S105:当测试结果为成功，建立设备数字模型与设备数字模型对应的实体设备之间的绑定关系，根据设备测试点对应的数据类型，建立与该数据类型对应的数据结构与设备数字模型之间的绑定关系；数据结构表征设备数字模型对应的数据展示形式。

在上述步骤S101至S105的技术方案中，通过对建筑信息模型文件进行解析可以得到图纸、目标建筑信息模型和模型构件数据，对于无法解析出来的这类模型构件，通过对图纸和目标建筑信息模型转化为图案块，然后利用检测模型对各个图案块进行模式识别，得到这类模型构件的构件数据，将得到的全部模型构件数据在构件知识库进行匹配，得到模型构件对应的设备数据，基于设备数据就可以实例化模型构件对应的设备数字模型，然后结合该设备数字模型对应的实体设备运行数据对该设备数字模型进行测试，如果测试结果成功，就自动将该设备数字模型和实体设备绑定，然后还可以将该设备数字模型的设备测试点对应的测量数据转换成对应的数据结构,并建立数据结构与设备数字模型之间的绑定关系，整个数据绑定过程无需人为介入，仅仅通过输入建筑信息模型文件就能自动进行数据绑定，基于数据绑定结果可以正确动态的展示实时数据，效率较高。

下面对上述步骤S101进行详细介绍。

在步骤S101中，获取建筑信息模型文件，并对建筑信息模型文件进行解析，得到目标建筑信息模型、目标建筑信息模型对应的多张图纸和模型构件数据。

本申请实施例中，图纸可以是二维图纸，比如CAD工程图纸；目标建筑信息模型是根据图纸生成或渲染的三维模型，在描述BIM图纸的文件格式中，通常有Gbxml2、IFC3、DWG4、DXF5、IDF6这五种文件格式，及基于这五种衍生出来的文件格式，大多数的实现方式和过程也都是基于这五种演化而来，针对不同文件格式，采用不同规范进行解析。

gbxML是一种BIM开放标准，gbXML标准主要作用是允许不同的3D建筑信息模型（BIM）和建筑/工程分析软件相互共享信息。为建筑信息模型（BIM）的设计、认证、操作、维护和回收提供智能解决方案。使用标准模式语言（XML）无论何种供应商，设备或软件平台，主要行业应用程序都可以方便地导入和导出项目信息。

IFC(IndustryFoundationClass,简称IFC)是一种开放的数据模型标准，广泛用于建筑行业中提供建筑设计、工程设计以及施工服务的综合部分（Architecture，Engineering&Construction，AEC）它是一个通用的面向对象的数据模型。AEC应用程序中IFC的使用都是基于IFC工具箱，它可以提供IFC的读写功能。

DWG（DrawingWindowsGraph，简称DWG）是电脑辅助设计软件AutoCAD以及基于AutoCAD的软件保存设计数据所用的一种专有文件格式。

DXF（DrawingExchangeFormat，简称DWG）是用于AutoCAD与其它软件之间进行CAD数据交换的CAD数据文件格式。

IDF（InstrumentDefinitionFile，简称IDF）格式是一种使用定义数据结构的二维文本文件格式，也是能耗模拟软件如EnergyPlus的常用数据格式。它可以作为BIM技术信息库存储载体来对BIM数据进行管理和传递。生成的IDF可以调入到gbXML数据中进行进一步建筑性能模拟。

本发明主要针对于图纸解析的主要过程是提取描述数据，故将上述5种格式转化为XML7。Gbxml导出为XML可直接读取；IFC格式利用IfcXML方式来处理数据，导出为XML可直接读取；DWG、DXF使用转换工具（kabeja）来进行XML的转换；IDF文件在能耗模拟软件或第三方软件（IDFEdit）中打开即可导出XML格式。几种方式均为通过API、SDK集成的方式自动化完成。

模型构件（简称BIM构件）指利用BIM软件构件的参数化设置组件，这些参数化设置的组件可以表征建筑结构构件，比如梁、板、柱、门、窗、风管、电源、水表等，BIM构件是构成BIM模型的参数化单元，即本申请实施例中实例化后的设备数字模型。施工阶段，各专业建模人员在搭建装配式住宅BIM模型时，直接从BIM构件库中调用或编辑BIM构件信息，比如形体、尺寸、性能、价格、厂商、定位连接、设计属性等，从而提高BIM建模效率。

模型构件数据指得是模型构件的属性数据，包括唯一标识ID，构件名称、有关构件的描述性信息以及参数信息等，这些数据可以以json格式存储在文件或数据库中，比如，一个燃气管对应的BIM构件数据可以形如：

{

"index": {

"732DHB2_id": {

"name": "燃气管",

"desc": "用于连接燃气的拐角管，在连接处有传感器，参数为泄露1/0",

"data": [0, 1, 0, 0, 1]

}

其中，732DHB2_id、name、desc、data分别表征燃气管构件的唯一标识ID，构件名称、描述性信息和参数信息。

需要说明的是，通过步骤S101的技术方案只能解析图纸中有描述性信息的模型构件数据，对于图纸上没有描述性信息的模型构件，通过文件解析并不能得到模型构件的相关数据，因此，还需要对这一类模型构件进行模式识别以确定其对应的唯一标识ID和构件名称。

在步骤S102的技术方案中，对无法通过文件解析得到模型构件数据的这一类模型构件进行模式识别之前，首先需要对图纸和目标建筑信息模型进行预处理，即将每张图纸转换成多张图纸图案块，对目标建筑信息模型进行渲染，得到目标建筑信息模型的三视图，并将三视图转换成多张模型图案块。

本申请实施例中，可以根据预设图案块尺寸对每张图纸进行转换，比如预设图案块尺寸为340*340，那么就可以将图纸裁剪成多个尺寸为340*340的小图片。同理，针对目标建筑信息模型，为了得到其对应的模型图案块，首先需要获得模型的三视图，然后也可以设置预设模型图案块尺寸，比如1024*768，将每张视图裁剪成尺寸为1024*768的小图片。

其中，在获得目标建筑信息模型的三视图时，可以先对渲染模型然后通过页面加载，将目标建筑信息模型通过浏览器显示，并在显示界面上通过图像截取来获得三视图快照。

通过上述实施方式获得的多张图纸图案块和模型图案块以及构件数据均可以存储到对象存储服务器中，以便后续调用。

下面对步骤S103进行介绍。

在步骤S103的技术方案中，对获得的图纸图案块和模型图案块进行模式识别，以确定未知信息的模型构件的数据，然后结合步骤S101中得到的模型构件数据，构件知识库中匹配每个模型构件对应的设备数据；设备数据包括设备接入方式信息、设备数字模型ID和设备测试点。

本申请实施例中，采用检测模型对图纸图案块和模型图案块进行模式识别，其中，检测模型是改进的ThunderNet轻量实时检测网络，该ThunderNet轻量实时检测网络包括主干网络模块和检测模块，其中检测模块包括5x5的深度可分离卷积和一个1x1的卷积，而且这两个卷积是串行的，这种模型结构虽然可以有效扩大感受野，但是由于这种串行卷积层结构导致检测模块只能输出最终产生的特征图，而无法对这些特征图进行择优，导致特征图质量层次不齐，不利于识别，因此本申请实施例按照图案块相应的缩小/放大输出序列长度的规模，本申请对现有的ThunderNet轻量实时检测网络进行了结构上的改进，即构建一个尺寸大于5x5深度可分离卷积和一个1x1的卷积，且这两个均价层并行，如此一来，针对输入的图像，两个卷积层可以并行处理图像产生更多更小的特征图，这样一来，检测模块的其他功能部分不再直接输出特征图，而是对产生的特征图进行择优，这样就可以达到产生更小的特征图以及增加了部分计算结果的择优方式。

基于上述检测模型，将预处理得到的图纸图案块和模型图案块依次输入到检测模型中进行模式识别，输出结果为模型构件以及唯一标识ID、构件名称、描述性信息以及参数数据，然后将模型输出结果以json格式存储在内存中，最后可以将模型识别得到的模型构件数据和步骤101中解析出来的模型构件数据进行合并去重，并把全部模型构件数据持久化在ElasticSearch数据库中，以便后续进行数据匹配。

根据ElasticSearch数据库中维护的全部模型构件数据，可以根据唯一标识ID和/或构件名称，扫描构件序列知识库并将知识库中，以确定每个模型构件对应的设备数据。因此，针对上述步骤S103，本申请实施例给出了一种实施方式，可以包括如下步骤：

步骤1：获取模型构件数据中的ID和/或模型构件名称，并确定构件知识库中是否存在ID和/或模型构件名称。

步骤2：若存在，则从构件知识库中读取ID和/或模型构件名称对应的设备数据。

可以理解的是，构件序列知识库中维护有每种模型构件所对应的实体设备的设备数据，包括但不限于设备数据包括设备接入方式信息、设备数字模型ID和设备测试点，其中，设备测试点表征实体设备对应的多个预设测量对象，不同预设测量对象对应的测试需求不同，根据设备测试点进行测试，可以根据测试结果确定数字设备和数字设备对应的实体设备是否绑定成功。

比如，继续以上述燃气管构件为例，可知其唯一标识ID为732DHB2_id，根据这个唯一标识ID设置查询命令为：

GET /bim_goujian_index/db/_search?index=732DHB2_id

输出的查询结果为：

"devices_db_result": [

{

"_index": "732DHB2_id",

"_type": "goujian",

"_id": "3874",/* 设备点号 */

"_score": "传感器",/* 设备类型 */

"_datamodel": {/* 设备数字模型 */

"_modelid": "732DHB2_id_model",

"_api": ["mqtt://$ip$port/topicname"],/* 接入方式 */

"summary": "气体传感器数字模型",

"publish_date": "2022-02-07",

"num_reviews": 20

}

},

{

"_index": "752DCB2_id",

"_type": "goujian",

"_id": "3874",/* 设备点号 */

"_score": "燃气传感器",/* 设备类型 */

"_datamodel": {/* 设备数字模型 */

"_up_modelid": "732DHB2_id_model",

"_modelid": "752DCB2_id_model",

"_api": ["mqtt://$ip$port/topicname"],/* 接入方式 */

"summary": "气体传感器数字模型",

"publish_date": "2022-05-20",

"data_point": 20,..../* 设备测试点 */

}

}]

在上述查询过程中，首先根据732DHB2_id找到传感器的设备数字模型，进而在传感器设备数字模型中找到燃气传感器的设备数字模型，从燃气传感器的设备数字模型的查询结果中可以看出，包含了燃气传感器对应的接入方式、设备测点信息。

得到每个模型构件对应的设备数据之后，即可将设备数据和模型构件数据进行整合形成最新的构件设备数据集合。

比如，继续以上述燃气管为例，最终得到的构件设备数据集合的json格式形如：

{

"bim_result": {

"732DHB2_id": {

"name": "燃气管",

"desc": "用于连接燃气的拐角管，在连接处有传感器，参数为泄露 1/0",

"data": [0, 1, 0, 0, 1],

“model”: {

"_index": "732DHB2_id",

"_type": "goujian",

"_id": "3874",/* 设备点号 */

"_score": "传感器",/* 设备类型 */

"_datamodel": {/* 设备数字模型 */

"_modelid": "732DHB2_id_model",

"_api": ["mqtt://$ip$port/topicname"],/* 接入方式 */

"summary": "气体传感器数字模型",

"publish_date": "2022-02-07",

"num_reviews": 20

}

},

{

"_index": "752DCB2_id",

"_type": "goujian",

"_id": "3874",/* 设备点号 */

"_score": "燃气传感器",/* 设备类型 */

"_datamodel": {/* 设备数字模型 */

"_up_modelid": "732DHB2_id_model",

"_modelid": "752DCB2_id_model",

"_api": ["mqtt://$ip$port/topicname"],/* 接入方式 */

"summary": "气体传感器数字模型",

"publish_date": "2022-05-20",

"data_point": 20,..../* 设备测试点 */

}

"data_point_device": { /* 设备测试点 */

“index_point”:[0,1,2,45,32,31],

“value_desc_point”:”cm/2”

}

下面对步骤S104进行详细介绍。

得到构件设备数据集合，即可在物联网平台中进行设备的实例化创建，对于未创建的设备实例化为通用数字模型设备，然后每种设备数字模型中的协议进行设备测试，以确定是否与物理设备正确对应，若是则将实例化的设备自动绑定物理设备。因此，针对上述步骤S104可以包括如图2所示的实施方式，图2为步骤S102的示意性流程图，可以包括如下步骤：

S104-1：获取设备数字模型ID对应的实体设备的IP地址和端口信息；端口信息用于连接实体设备对应的传感器，传感器用于采集实体设备的运行数据；

S104-2：根据设备接入方式信息、IP地址和端口信息，接入运行数据；

S104-3：根据设备测试点，从运行数据中读取各个预设测量对象对应的测量数据，并将测量数据与预设测试需求进行比较，确定测量数据是否存在异常。

在本申请实施例中，设备数字模型指得是物理空间中的实体设备（如传感器、上/下位机设备、楼宇监控、工厂机床等）在产品端的数字化表示，可以从属性、接入方式和描述信息三个维度分别描述对设备数字模型对应的实体设备是什么、能做什么、可以对外提供哪些信息。

根据设备数字模型对应的实体设备采集运行数据，可以理解，不管是实例化的设备数字模型还是实体设备，均包含传感器，针对实体设备，传感器可以实时采集实体设备对应的运行数据，然后将该运行数据推送到设备数字模型对应的传感器中，以此作为设备数字模型的运行数据。

可以理解的是，若全部测量数据与预设测试需求匹配，则确定全部测量数据正常，测试结果为成功，此时表明设备数字模型接入的运行数据正确来源于该设备数字模型对应的实体设备，可以建立设备数字模型与该实体设备之间的绑定关系，否则，则确定测试结果是失败，设备数字模型接入的数据并非来源于该设备数字模型对应的实体设备，无法建立绑定关系。

比如，继续以燃气管为例，气体体积是其中一个测量对象，假设测试需求为判断数据的单位是否为cm/2，若不是，则表明接入的数据并不是气体体积，那么接入的数据并非来自燃气管，此时不应该建立绑定关系。

通过上述实施方式即自动建立设备数字模型与该设备数字模型对应的实体设备之间绑定关系，这为后续实时并正确展示实体设备的运行状态提供的保证。

下面对步骤S105进行详细介绍。

在建立了设备数字模型与实体设备之间的绑定关系之后，即可将实体设备的运行状态提供设备数字模型进行可视化展示，然而，为了正确展示在BIM模型中各个模型构件对应的实时数据，即建立实时数据和BIM模型以及设备数字模型之间的关系，具体为：

根据设备测试点对应的数据类型，将设备测试点对应的测量数据转换成数据类型对应的数据结构,并建立数据结构与设备数字模型之间的绑定关系。

本申请实施例中，由于在测试过程中已经得到各个测试数据，比如在上述json数据中的“index_point”:[0,1,2,45,32,31]”，因此可以基于数据类型，确定该测试数据的数据结构，该数据结构可以理解为数据展示模板，预设数据结构有：百分比生成饼图、整数生成条形图、柱状图。可以根据不同数据结果对测试数据进行展示。

在上述步骤S105之后，基于上述建立的绑定关系，本申请实施例可以正确采集运行数据并动态展示，因此为了正确展示数据绑定结果，本申请实施例提供了一种实施方式，请参见图3，图3为本申请实施例提供的基于BIM的物联数据绑定方法的另一种示意性流程图，可以包括如下步骤：

S106：生成目标建筑信息模型的加载代码，并通过浏览器执行加载代码并显示目标建筑信息模型；

在本申请实施例中，可以利用服务器渲染目标建筑信息模型，然后通过指定的Web3D框架和标准生成对应的加载模型代码，以实现在浏览器上展示BIM模型的效果。

S107：根据数据结构与设备数字模型之间的绑定关系，在目标建筑信息模型中设备数字模型对应位置处显示设备数字模型对应的数据结构；

S108：采集实体设备的运行数据，并根据设备数字模型与实体设备之间的绑定关系，将运行数据上报至设备数字模型，并根据数据结构显示运行数据。

将上述信息展示在页面上之后，还可以根据所选择语言类型将生成的页面信息进行编译、打包和构件，保存为低代码规范的标准应用格式，构件的应用包括BIM模型、数据绑定关系和内嵌实时数据接口绑定。

通过上述实施方式，可以完成数据、BIM模型和设备数字模型三者之间联系的最终呈现，验证了物联数据与图纸的识别结果绑定。

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种基于BIM的物联数据绑定装置，用于执行上述方法实施例及各个可能的实施方式中的相应步骤，下面给出一种基于BIM的物联数据绑定装置的实现方式。请参照图4，图4示出了本发明实施例提供的基于BIM的物联数据绑定装置的方框示意图。基于BIM的物联数据绑定装置400包括：获取模块410、预处理模块420、检测模块430、测试模块440、绑定模块450；

获取模块410，用于获取建筑信息模型文件，并对建筑信息模型文件进行解析，得到目标建筑信息模型、目标建筑信息模型对应的多张图纸和模型构件数据；目标建筑信息模型是由多个模型构件组合而成；

预处理模块420，用于将每张图纸转换成多张图纸图案块，对目标建筑信息模型进行渲染，得到目标建筑信息模型的三视图，并将三视图转换成多张模型图案块；

检测模块430，用于通过检测模型对多个图纸图案块和多个模型图案块进行模式识别，得到模型构件数据,并根据全部模型构件数据，从构件知识库中匹配每个模型构件对应的设备数据；设备数据包括设备接入方式信息、设备数字模型ID和设备测试点；不同设备测试点对应不同预设测量对象；

测试模块440，用于根据设备数据进行设备实例化，得到每个模型构件对应的设备数字模型，并根据设备数字模型对应的实体设备的运行数据，对设备数字模型进行测试；

绑定模块450，用于当测试结果为成功，建立设备数字模型与设备数字模型对应的实体设备之间的绑定关系，根据设备测试点对应的数据类型，建立与该数据类型对应的数据结构与设备数字模型之间的绑定关系，数据结构表征设备数字模型对应的数据展示形式。

可以理解的是，上述获取模块410、预处理模块420、检测模块430、测试模块440、绑定模块450可以协同执行图1中的各个步骤以实现相应的技术效果。

在可选的实施方式中，测试模块440，具体用于：获取设备数字模型ID对应的实体设备的IP地址和端口信息；端口信息用于连接实体设备对应的传感器，传感器用于采集实体设备的运行数据；根据设备接入方式信息、IP地址和端口信息，接入运行数据；根据设备测试点，从运行数据中读取各个预设测量对象对应的测量数据，并将测量数据与预设测试需求进行比较，确定测量数据是否存在异常。

在可选的实施方式中，测试模块440还用于若全部测量数据与预设测试需求匹配，则确定全部测量数据正常，测试结果为成功，否则，则确定测试结果是失败。

在可选的实施方式中，检测模型包括检测模块，检测模块包括第一卷积层和第二卷积层；第一卷积层为深度可分离卷积层；第一卷积层的尺寸大于5*5；第二卷积层的尺寸为1*1；第一卷积层和第二卷积层并行连接。

在可选的实施方式中，检测模块430具体用于获取模型构件数据中的ID和/或模型构件名称，并确定构件知识库中是否存在ID和/或模型构件名称；若存在，则从构件知识库中读取ID和/或模型构件名称对应的设备数据。

在可选的实施方式中，基于BIM的物联数据绑定装置400还包括显示模块，显示模块，用于生成目标建筑信息模型的加载代码，并通过浏览器执行加载代码并显示目标建筑信息模型；根据数据结构与设备数字模型之间的绑定关系，在目标建筑信息模型中设备数字模型对应位置处显示设备数字模型对应的数据结构；采集实体设备的运行数据，并根据设备数字模型与实体设备之间的绑定关系，将运行数据上报至设备数字模型，并根据数据结构显示运行数据。

需要说明的是，本发明以上实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台基于BIM的物联数据绑定设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供了一种基于BIM的物联数据绑定设备，用于执行本发明实施例中基于BIM的物联数据绑定方法，请参照图5，图5示出了本发明实施例提供的基于BIM的物联数据绑定设备的结构框图。基于BIM的物联数据绑定设备500可以是服务器、个人计算机、边缘网关等，包括处理器501、存储器502及总线504，通信接口503，处理器501通过总线504与存储器502连接。

可选的，总线504可以是外设部件互连标准(peripheralcomponentinterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(extendedindustrystandardarchitecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

在本申请实施例中，处理器502可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储器501中，处理器502读取存储器501中的程序指令，结合其硬件完成上述方法的步骤。

在本申请实施例中，存储器501可以是非易失性存储器，比如硬盘(harddiskdrive，HDD)或固态硬盘(solid-statedrive，SSD)等，还可以是易失性存储器(volatilememory)，例如RAM。存储器还可以是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储指令和/或数据。

存储器501可用于存储软件程序及模块，如本发明实施例提供的基于BIM的物联数据绑定装置400的指令/模块，可以软件或固件（firmware）的形式存储于存储器501中或固化在基于BIM的物联数据绑定设备500的操作系统（operatingsystem，OS）中，处理器502通过执行存储在存储器501内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该通信接口503可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

可以理解，图5所示的结构仅为示意，基于BIM的物联数据绑定设备500还可以包括比图5中所示更多或者更少的组件，或者具有与图5所示不同的配置。图5所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

基于以上实施例，本发明还提供了一种存储介质，存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被计算机执行时，使得计算机执行以上实施例提供的基于BIM的物联数据绑定方法。

基于以上实施例，本发明实施例还提供了一种计算机程序，当计算机程序在计算机上运行时，使得计算机执行以上实施例提供的基于BIM的物联数据绑定方法。

基于以上实施例，本发明实施例还提供了一种芯片，芯片用于读取存储器中存储的计算机程序，用于执行以上实施例提供的基于BIM的物联数据绑定方法。

本发明实施例中还提供一种计算机程序产品，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行以上实施例提供的基于BIM的物联数据绑定方法。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种基于BIM的物联数据绑定方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述设备数据进行设备实例化，得到每个所述模型构件对应的设备数字模型，并根据所述设备数字模型对应的实体设备的运行数据，对所述设备数字模型进行测试，包括：

获取所述设备数字模型ID对应的实体设备的IP地址和端口信息；所述端口信息用于连接所述实体设备对应的传感器，所述传感器用于采集所述实体设备的运行数据；

根据所述设备接入方式信息、所述IP地址和所述端口信息，接入所述运行数据；

根据所述设备测试点，从所述运行数据中读取各个所述测量对象对应的测量数据，并将所述测量数据与预设测试需求进行比较，确定所述测量数据是否存在异常。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据所述设备数据进行设备实例化，得到每个所述模型构件对应的设备数字模型，并根据所述设备数字模型对应的实体设备的运行数据，对所述设备数字模型进行测试之后，所述方法还包括：

若全部所述测量数据与预设测试需求匹配，则确定全部所述测量数据正常，所述测试结果为成功，否则，则确定所述测试结果是失败。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测模型包括检测模块，所述检测模块包括第一卷积层和第二卷积层；所述第一卷积层为深度可分离卷积层；所述第一卷积层的尺寸大于5*5；所述第二卷积层的尺寸为1*1；所述第一卷积层和所述第二卷积层并行连接。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据全部所述模型构件数据，从构件知识库中匹配每个所述模型构件对应的设备数据，包括：

获取所述模型构件数据中的ID和/或模型构件名称，并确定所述构件知识库中是否存在所述ID和/或所述模型构件名称；

若存在，则从所述构件知识库中读取所述ID和/或所述模型构件名称对应的所述设备数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

生成所述目标建筑信息模型的加载代码，并通过浏览器执行所述加载代码并显示所述目标建筑信息模型；

根据所述数据结构与所述设备数字模型之间的绑定关系，在所述目标建筑信息模型中所述设备数字模型对应位置处显示所述设备数字模型对应的所述数据结构；

采集所述实体设备的运行数据，并根据所述设备数字模型与所述实体设备之间的绑定关系，将所述运行数据上报至所述设备数字模型，并根据所述数据结构显示所述运行数据。

7.一种基于BIM的物联数据绑定装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述测试模块，具体用于：

9.一种基于BIM的物联数据绑定设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器可执行所述计算机程序以实现权利要求1至6任一项所述的基于BIM的物联数据绑定方法。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的基于BIM的物联数据绑定方法。