CN116594971B - 基于bim的装配式建筑数据优化存储方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法，包括：采集BIM记录和规划的原料数据的用量数据与调用数据；根据BIM记录和规划的原料数据的调用数据构建调用有权图；分析有权图的出入度获取第一共享权重；根据BIM记录和规划的原料数据的用量数据获取第二共享权重；使用共享权重优化共享因子提取共享数据；将共享数据存储至BIM系统的共享服务器。本发明通过分析已完成和未进行的BIM施工阶段内原料的用量值和原料用量被调用次数，获得基于调用次数的第一共享权重和基于用量的第二共享权重，对初始共享因子优化，获得优化共享因子提取待共享数据传输至共享服务器，达到打破不同阶段的信息壁垒问题。

Description

基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法。

背景技术

伴随国内建设行业的逐渐发展与施工技术的不断提升，装配式建筑逐渐受到工程技术领域的推广与应用。与传统制造业的集成理念相似，将施工的设计、加工、运输、瓶装等多个要素通过分步骤监管，形成基于BIM的集成制造体系，通过BIM技术进行质量管理，现场出现的任何质量问题都可由控制人员实时记录并反馈至BIM平台，允许各协作单位、部门及时掌握现场质量状态及不稳定因素，以实现对装配构件工厂加工及现场拼装的全程动态监控，达到规避施工质量风险的目的。

项目建设过程中的各阶段会产生大量无序的结构化和非结构化数据，是工程管理的重要资源，因此合理的收集、整理存储数据变得至关重要，但建设项目周期长，施工环境复杂、参与者众多等因素，使得数据的使用存在一定的困难，直接影响到了工程造价管理的效果，因此需要对项目建设的建筑数据通过优化存储的方式，降低数据存储压力。

目前建设项目数据资源利用不充分，对于信息资源的开发和利用率较低，且不同阶段的数据存储管理主体之间存在主观和客观的壁垒，存储信息的方式多按施工阶段存储，造成阶段信息脱节，导致信息化建设下个别阶段的数据利用率效率提高但整体效率并没有同步提高，阶段之间的数据脱节不能保障数据的有效共享。

发明内容

本发明提供基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法，以解决现有的问题。

本发明的基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法采用如下技术方案：

本发明一个实施例提供了基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法，该方法包括以下步骤：

获取到BIM系统规划中各个阶段的原料数据的实际用量数据与预设用量数据和各个阶段的原料记录的实际调用次数和预设调用次数；

根据BIM系统规划中各个阶段的原料数据构建调用有权图；根据预设调用次数与实际调用次数的差异获得第一调用权重；根据有权图的出入度得到第二调用权重；根据第一调用权重和第二调用权重获得第一共享权重；

根据实际用量数据与预设用量数据绘制实际用量曲线和预设用量曲线；根据实际用量曲线和预设用量曲线的斜率得到第一次数权重；根据实际用量数据与预设用量数据的用量差异结合第一次数权重得到第二共享权重；

根据第一共享权重和第二共享权重优化初始共享因子得到优化后的共享因子；根据优化后的共享因子提取共享数据；将共享数据存储到共享数据库。

优选的，所述根据预设调用次数与实际调用次数的差异获得第一调用权重，包括的具体步骤如下：

第阶段的第/>原料的第一调用权重的计算表达式为：

式中，表示第/>阶段的第/>原料的第一调用权重；/>表示第/>阶段的第/>原料在第/>阶段的实际调用次数；/>表示第/>阶段的第/>原料在第/>阶段的预设调用次数；为/>函数；/>表示阶段总量。

优选的，所述根据有权图的出入度得到第二调用权重，包括的具体步骤如下：

根据第阶段内调用次数获得第二调用权重的计算表达式为：

式中，表示第/>阶段内所有原料的第二调用权重；/>表示第/>阶段被第/>阶段调用用料数据的原料数；/>表示第/>阶段的第/>原料在第/>阶段的实际调用次数；/>表示第/>阶段的第/>原料在第/>阶段的预设调用次数；/>为/>函数；/>表示阶段总量；/>表示第/>阶段的所有原料的预设调用次数均值；/>为误差参数。

优选的，所述根据第一调用权重和第二调用权重获得第一共享权重的计算表达式如下：

式中，表示第/>阶段第/>原料用量数据的第一共享权重；/>表示第/>阶段的第原料的第一调用权重；/>表示第/>阶段内所有原料的第二调用权重。

优选的，所述根据实际用量曲线和预设用量曲线的斜率得到第一次数权重的计算表达式如下：

式中，表示所有阶段的第/>原料的第一次数权重；/>表示原料实际用量曲线在第阶段的第/>原料时斜率；/>表示原料预设用量曲线在第/>阶段的第/>原料时斜率；/>表示第/>原料已完成的阶段；/>为阶段总数。

优选的，所述根据实际用量数据与预设用量数据的用量差异结合第一次数权重得到第二共享权重的计算表达式如下：

式中，表示第/>阶段的第/>原料用量数据的第二共享权重；/>表示所有阶段的第原料的第一次数权重，/>表示第/>阶段的第/>原料的实际用量；预设用量；/>为误差参数；/>表示双曲线正切函数。

优选的，所述根据第一共享权重和第二共享权重优化初始共享因子得到优化后的共享因子，包括的具体步骤如下：

结合第一共享权重和第二共享权重优化初始共享因子得到优化后的共享因子为：

式中，表示第/>阶段第/>原料用量数据的优化后共享因子，/>表示第/>阶段第/>原料用量数据的第一共享权重，/>表示第/>阶段的第/>原料用量数据的第二共享权重，/>表示第/>阶段第/>原料初始共享因子。

优选的，所述初始共享因子的获取方法如下：

初始共享因子为在BIM三维建筑模型构建期间，为所有数据生成的共享参数，其值取值区间为(0,1)；且对于不同的原料其初始共享因子取值不同。

优选的，所述根据优化后的共享因子提取共享数据，包括的具体步骤如下：

所有阶段下所有原料的用量数据的优化后共享因子与预设共享阈值/>比较，取当的数据作为共享数据。

本发明的技术方案的有益效果是：相较于现有技术将BIM装配式施工过程中各阶段数据按阶段存储造成数据壁垒和调用数据产生的信息脱节问题，本发明通过分析已完成阶段和未完成阶段中各阶段原料实际与预设的差异，具体为通过调用次数与预设调用次数获得第一共享权重，表示已完成的阶段中对先验数据调用的数据共享需求，并通过原料用量的差异分析已完成先验数据获得用量趋势作为第一次数权重，结合各阶段内原料的用量差异获得第二共享权重，根据第一、第二共享权重对BIM系统预设的初始共享因子优化，实现提取待共享数据、传输至共享数据库，达到消除数据壁垒优化存储方式的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法的步骤流程图；

图2为本发明的调用有权图的示意图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

下面结合附图具体的说明本发明所提供的基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法的具体方案。

请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供的基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法的步骤流程图，该方法包括以下步骤：

步骤S001：采集BIM记录和规划的原料数据的用量数据与调用数据。

需要说明的是，BIM以数字化的方式表达项目中要素的各类特征，因此存储记录的数据种类较多，本实施例仅针对BIM数据中的构件原料用量数据分析，原料的用量数据对于分析监测工程管理具有较大参考性，通过用量数据与预设用量对比，对优化工程建设和及时改变施工方案具有较大参考意义。

具体的，从BIM系统存储数据库采集原料用量数据包括BIM系统规划中各个阶段的实际用量与预设用量数据，并且需要采集根据各种原料在不同阶段的原料数据记录实际调用次数和预设调用次数。

至此，获取到BIM系统规划中各个阶段的原料的实际用量数据与预设用量数据；各个阶段的原料记录的实际调用次数和预设调用次数。

步骤S002：根据BIM系统规划中各个阶段的原料记录的调用数据构建调用有权图；分析有权图的出入度获取第一共享权重。

需要说明的是，建筑施工过程中先验阶段的用量数据对及时优化施工存在较大参考价值，因此先验阶段的部分用量数据会被后续步骤调用，而在BIM系统搭建三维建筑模型时，存在预设调用次数，对于已经施工过的阶段，预设调用次数与实际调用的次数差异越大则说明当期阶段施工效果与预设的施工效果差距越大，需要频繁使用先验阶段数据进行修正优化，因此对于后续施工阶段而言，先验数据被调用的可能性同样增大，则越需要将数据传输至共享数据库，防止出现数据脱节，降低调用数据出现技术壁垒问题。

进一步需要说明的是，以第阶段的第/>原料的数据为例，则第/>阶段的第/>原料在第阶段预设调用次数为/>，实际记录的被调用次数为/>，其中/>。第/>原料在被调用时并不一定是第/>阶段中与第/>原料相关步骤调用，因此存在重复调用的可能，造成与预设调用次数存在差距的可能，且第/>阶段内多个原料都存在被调用的可能，因此根据预设调用次数以及实际调用次数构建有权图，有权图为公知技术，此处不做过多解释，每个有权图表示一种原料/>的调用关系，节点序号为阶段/>，节点的入度/>为调用次数，出度为被调用次数，需要说明的是每个原料均会有唯一的有权图，但有权图中各个节点的出入度不仅表示同一种原料的调用关系，还表示所有阶段内原料、操作等调用第/>阶段第原料的次数。

具体的，构建调用有权图，如图2所示；图中各节点为原料，每个节点的数字表示阶段的序号，每个节点均从较小阶段指向较大的阶段，表示后继阶段调用先验阶段数据，实际调用次数为/>，预设调用次数为/>。

根据预设调用次数与实际调用次数的差异获得第一调用权重的计算表达式为：

式中，表示第/>阶段的第/>原料的第一调用权重；/>表示第/>阶段的第/>原料在第/>阶段的实际调用次数；/>表示第/>阶段的第/>原料在第/>阶段的预设调用次数；为/>函数；/>表示阶段总量。当实际调用次数与预设调用次数差异越大时，说明第/>阶段中原料/>被第/>调用次数差异越大，则越需要被传输至共享数据库。对于未进行调用的阶段，原料/>的实际调用次数/>为0，则第一调用权重/>。

需要说明的是，在任意一个阶段内分析，记为当前阶段，如果整体被调用次数相较于预设调用次数更多，则说明当前阶段内的数据对后继阶段的参考性都比较强，因此当前阶段内数据的数据都具有较高参考性。

预设一个误差参数，其中本实施例以/>例进行叙述，本实施例不进行具体限定，其中/>根据具体实施情况而定。

具体的，根据第阶段内调用次数获得第二调用权重的计算表达式为：

式中，表示第/>阶段内所有原料的第二调用权重；/>表示第/>阶段被第/>阶段调用用料数据的原料数；/>表示第/>阶段的第/>原料在第/>阶段的实际调用次数；/>表示第/>阶段的第/>原料在第/>阶段的预设调用次数；/>为/>函数；/>表示阶段总量；/>表示第/>阶段的所有原料的预设调用次数均值；/>为误差参数；对于未进行调用的阶段，原料/>的实际调用次数/>为0。

需要说明的是，第二调用权重是对任意一个阶段内的所有原料进行分析的，为整体性参考；对于第阶段内所有原料的实际调用次数和预设调用次数差距越大时，则表示第/>阶段数据的预设值可信度较低，因此第/>阶段内所有数据对后续优化生产工艺具有较大参考意义，因此对第/>阶段内数据的第二调用权重值/>需要调大。对于未进行调用的阶段，则说明原料/>的实际调用次数/>为0，则第二调用权重为1。

具体的，根据第一调用权重和第二调用权重获得第一共享权重的计算表达式为：

式中，表示第/>阶段第/>原料用量数据的第一共享权重；/>表示第/>阶段的第原料的第一调用权重；/>表示第/>阶段内所有原料的第二调用权重；

第二调用权重越大，说明当前阶段内原料的实际调用次数与预设调用次数差异较大，即整体预设调用的可信度较低，需要将整体数据共享，此时第一共享权重主要取决于第二调用权重；当第二调用权重较小时，第一调用权重仅表示第/>阶段第/>元素的共享因子，调用权重越大，说明原料/>的预设可信度较低，需要将第/>阶段第/>原料用量数据共享。特有地，未进行的阶段由于没有实际调用次数，因此第一共享权重为1。

至此，根据BIM系统规划中各个阶段的原料记录的调用数据构建调用有权图；分析有权图的出入度获取第一共享权重。

步骤S003：根据BIM系统规划中各个阶段的原料的用量数据获取第二共享权重。

需要说明的是，在构建BIM三维建筑模型时，会将各阶段中各种原料的使用量通过预设获得工程预算投资，而过量与少量的原料用量会导致后续阶段工程的改变，而通过调用次数获得共享权重会存在部分数据的重要性较高，但在后续步骤使用较少的可能，因此本实施例使用阶段内原料的用料量与工程预设量分析用料数据的重要性，获得第二共享权重。

进一步需要说明的是，分析调用有权图图2 ，图结构的每个节点表示第阶段的第/>原料的包括实际用量/>和预设用量/>，而未进行的阶段实际用量/>。

具体的，根据所有阶段的原料的预设用量与实际用量绘制实际用量曲线和预设用量曲线，根据原料用量曲线获得在任意一个阶段任意原料下的预设用量曲线斜率和在任意一个阶段任意原料下的实际用量曲线斜率，特有地，未进行的阶段的实际用量曲线斜率等于预设用量曲线斜率。

则根据实际用量曲线和预设用量曲线的斜率计算第一次数权重的计算表达式为：

式中，表示所有阶段的第/>原料的第一次数权重；/>表示原料实际用量曲线在第阶段的第/>原料时斜率；/>表示原料预设用量曲线在第/>阶段的第/>原料时斜率；/>表示第/>原料已完成的阶段；/>为阶段总数。

当原料实际用量与原料预设用量差异较小时；则说明原料在已完成的阶段实际用量与未进行的阶段预设用量/>之和，与预设用量/>的比值越趋近于1，使得第一次数权重/>取值越趋近于1；当实际用量与预设用量差异较大时，则会造成原料实际用量曲线和原料预设用量曲线的斜率改变，使得第一次数权重/>取值越远离1。

需要说明的是，通过实际用量曲线和原料预设用量曲线的斜率能反映各阶段所使用任意一个原料用量的变化，但当由于施工流程优化，会使得原料用量整体增加或整体减少，造成实际用量与预设用量差异较大，但存在着实际用量曲线的斜率相较于预设用量曲线不变的可能。

具体的，根据分析原料使用用量差异结合第一次数权重获得第二共享权重的计算表达式为：

式中，表示第/>阶段的第/>原料用量数据的第二共享权重；/>表示所有阶段的第原料的第一次数权重，/>表示第/>阶段的第/>原料的实际用量；预设用量；/>为误差参数；/>表示双曲线正切函数。

其中通过原料的用量差异作为权重获得第二共享权重，当存在斜率差异较小时，此时第二共享权重相较于第一次数权重的变化取决于数量差异，若数量差异较小即/>趋近于1，说明实际用量与预设用量近似，则不需要共享，数量差异较大则越需要共享。

至此，根据BIM系统规划中各个阶段的原料的用量数据获取第二共享权重。

步骤S004：使用共享权重优化共享因子提取共享数据；将共享数据存储至BIM系统的共享服务器。

需要说明的是，数据共享的目的是为了在后续阶段生产构件过程中需要调用先验阶段数据，在后续阶段中被频繁调用则需要切换到被调用阶段的数据库，由于各阶段之间存在信息壁垒，造成信息脱节即调用不成功，因此需要将部分重要数据传输至共享数据库，提高BIM处理效率。因此用量数据被后续阶段调用次数越多表明该用料数据越需要被传输至共享数据库，且构建可视化BIM模型存在预设数据，因此实际采集的数据与预设数据差异越大，则说明数据越重要，因此需要根据阶段的进行，结合实际被调用次数以及实际用量，获得共享权重，根据共享权重优化初始共享因子，获得共享数据。

预设一个共享阈值，其中本实施例以/>例进行叙述，本实施例不进行具体限定，其中/>根据具体实施情况而定。

进一步需要说明的是，使用共享权重优化初始共享因子，提取共享数据。所述初始共享因子为在BIM三维建筑模型构建期间，为所有数据生成的共享参数，其值取值区间为(0,1)；且对于不同的原料其初始共享因子取值不同。

具体的，根据第一共享权重和第二共享权重优化初始共享因子的表达式为：

式中，表示第/>阶段第/>原料用量数据的优化后共享因子，/>表示第/>阶段第/>原料用量数据的第一共享权重，/>表示第/>阶段的第/>原料用量数据的第二共享权重，/>表示第/>阶段第/>原料初始共享因子；

当时，表示第/>阶段为已完成的阶段，则存在实际调用次数和实际用量，此时数据的共享因子取决于第一共享权重和第二共享权重，权重大于1表示增加初始共享因子；当/>时，表示第/>阶段为未进行阶段，不存在实际调用次数和实际用量，此时数据的共享因子取决于先验数据的用量变化，正向变化则第二共享权重大于0，增加初始共享因子越需要共享；负向变化则第二共享权重小于0，减小初始共享因子，越不需要共享；当共享因子/>时，传输数据，当共享因子/>时，将数据保存至本地。

具体的，将所有阶段下所有原料的用量数据的优化后共享因子与共享阈值/>比较，取当/>的数据作为共享数据。

至此，通过共享权重对初始共享因子加权优化获得优化共享因子提取共享数据。

将得到的共享数据传输至BIM系统的共享服务器存储到共享数据库，其余数据存储到各阶段的本地数据库，并建立数据库索引连接到BIM系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (7)

1.基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获取到BIM系统规划中各个阶段的原料数据的实际用量数据与预设用量数据和各个阶段的原料记录的实际调用次数和预设调用次数；

根据BIM系统规划中各个阶段的原料数据构建调用有权图；根据预设调用次数与实际调用次数的差异获得第一调用权重；根据有权图的出入度得到第二调用权重；根据第一调用权重和第二调用权重获得第一共享权重；

根据实际用量数据与预设用量数据绘制实际用量曲线和预设用量曲线；根据实际用量曲线和预设用量曲线的斜率得到第一次数权重；根据实际用量数据与预设用量数据的用量差异结合第一次数权重得到第二共享权重；

根据第一共享权重和第二共享权重优化初始共享因子得到优化后的共享因子；根据优化后的共享因子提取共享数据；将共享数据存储到共享数据库；

所述根据有权图的出入度得到第二调用权重，包括的具体步骤如下：

根据第阶段内调用次数获得第二调用权重的计算表达式为：

式中，表示第/>阶段内所有原料的第二调用权重；/>表示第/>阶段被第/>阶段调用用料数据的原料数；/>表示第/>阶段的第/>原料在第/>阶段的实际调用次数；/>表示第阶段的第/>原料在第/>阶段的预设调用次数；/>为/>函数；/>表示阶段总量；表示第/>阶段的所有原料的预设调用次数均值；/>为误差参数；

所述根据实际用量数据与预设用量数据的用量差异结合第一次数权重得到第二共享权重的计算表达式如下：

式中，表示第/>阶段的第/>原料用量数据的第二共享权重；/>表示所有阶段的第/>原料的第一次数权重，/>表示第/>阶段的第/>原料的实际用量；/>预设用量；/>为误差参数；/>表示双曲线正切函数。

2.根据权利要求1所述基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法，其特征在于，所述根据预设调用次数与实际调用次数的差异获得第一调用权重，包括的具体步骤如下：

第阶段的第/>原料的第一调用权重的计算表达式为：

式中，表示第/>阶段的第/>原料的第一调用权重；/>表示第/>阶段的第/>原料在第阶段的实际调用次数；/>表示第/>阶段的第/>原料在第/>阶段的预设调用次数；为/>函数；/>表示阶段总量。

3.根据权利要求1所述基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法，其特征在于，所述根据第一调用权重和第二调用权重获得第一共享权重的计算表达式如下：

式中，表示第/>阶段第/>原料用量数据的第一共享权重；/>表示第/>阶段的第/>原料的第一调用权重；/>表示第/>阶段内所有原料的第二调用权重。

4.根据权利要求1所述基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法，其特征在于，所述根据实际用量曲线和预设用量曲线的斜率得到第一次数权重的计算表达式如下：

式中，表示所有阶段的第/>原料的第一次数权重；/>表示原料实际用量曲线在第/>阶段的第/>原料时斜率；/>表示原料预设用量曲线在第/>阶段的第/>原料时斜率；/>表示第/>原料已完成的阶段；/>为阶段总数。

5.根据权利要求1所述基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法，其特征在于，所述根据第一共享权重和第二共享权重优化初始共享因子得到优化后的共享因子，包括的具体步骤如下：

结合第一共享权重和第二共享权重优化初始共享因子得到优化后的共享因子为：

式中，表示第/>阶段第/>原料用量数据的优化后共享因子，/>表示第/>阶段第/>原料用量数据的第一共享权重，/>表示第/>阶段的第/>原料用量数据的第二共享权重，/>表示第/>阶段第/>原料初始共享因子。

6.根据权利要求5所述基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法，其特征在于，所述初始共享因子的获取方法如下：

初始共享因子为在BIM三维建筑模型构建期间，为所有数据生成的共享参数，其值取值区间为(0,1)；且对于不同的原料其初始共享因子取值不同。

7.根据权利要求1所述基于BIM的装配式建筑数据优化存储方法，其特征在于，所述根据优化后的共享因子提取共享数据，包括的具体步骤如下：

所有阶段下所有原料的用量数据的优化后共享因子与预设共享阈值/>比较，取当的数据作为共享数据。