本發(fā)明涉及一種基于ifc工業(yè)基礎(chǔ)類(industrialfoundationclasses)的工程項目信息交付與共享方法，以及采用該方法的工程項目bim模型信息集成管理系統(tǒng)，屬于建筑業(yè)信息技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在bim技術(shù)中，工程信息的表達(dá)從二維的點線面轉(zhuǎn)變?yōu)榛趯ο蟮娜S形體與屬性集，其描述的工程對象內(nèi)容包含了3d幾何信息和拓?fù)潢P(guān)系在內(nèi)的完整的工程信息，創(chuàng)建了完善的信息數(shù)據(jù)庫，可以供項目各參與方以及各專業(yè)共同創(chuàng)建、共享與維護(hù)，并且在工程項目全壽命周期過程中可以持續(xù)地利用。

建筑項目是一項多專業(yè)參與的綜合性活動，工程項目信息量巨大，目前隨著bim技術(shù)的推行，相關(guān)bim信息體量也在猛增，而且其模型數(shù)據(jù)來源于不同的軟件開發(fā)商，項目建設(shè)各階段以及各專業(yè)依據(jù)不同的模型標(biāo)準(zhǔn)，在這過程中使用的cad軟件和bim軟件信息交互具有高度的孤立性，難以進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)存儲與管理，導(dǎo)致信息共享和交互的不暢。主要表現(xiàn)在以下幾點：第一，工程建設(shè)過程中存在種類繁多的文件格式，無法確保模型信息交互的準(zhǔn)確性；第二，不同軟件間的信息交互流程存在很大差異性，無法保證信息傳遞的完整性；第三，上游專業(yè)或階段的信息交付常常無法滿足下游專業(yè)或階段的全部需求，文件的數(shù)據(jù)量非常龐大，無法有效地對工程進(jìn)行集成管理，信息查詢與管理存在障礙，無法保證信息交付的高效性；第四，對于工程項目的各參與方來說通過bim模型獲取所需信息的同時耗費大量資源，不以利于提高工作效率，協(xié)同工作難以進(jìn)行；第五，bim信息在傳輸與共享的過程中冗余信息大量出現(xiàn)，不利于信息的共享和保存，信息的利用效率低下。

解決上述困境的方法是實現(xiàn)多專業(yè)間的這些問題的方法就是實現(xiàn)多專業(yè)間的數(shù)據(jù)共享，并能夠?qū)こ绦畔⑹┬杏行Ч芾?。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，需要進(jìn)行以下兩個方面的研究：一方面需要頒布統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)，在工程建設(shè)中大力推行以該標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲方案，使工程信息數(shù)據(jù)的存儲實現(xiàn)物理上或邏輯上的集中，并且具有多專業(yè)多階段的數(shù)據(jù)存儲能力，成為工程項目數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用管理的基礎(chǔ)；另一方面，在此工程項目數(shù)據(jù)共享與應(yīng)用管理的基礎(chǔ)上開發(fā)出數(shù)據(jù)集成管理模式，真正實現(xiàn)工程數(shù)據(jù)共享與交互的準(zhǔn)確性、完整性和高效性。bim技術(shù)推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)是實現(xiàn)多種專業(yè)軟件間信息的交互性，而各個專業(yè)軟件之間建筑信息的共享與轉(zhuǎn)換是通過ifc(industryfoundationclasses，工業(yè)基礎(chǔ)類)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，因此，如何使ifc標(biāo)準(zhǔn)更好地服務(wù)于工程項目建筑信息在多參與方多專業(yè)間的交互與共享是bim應(yīng)用推廣面臨的重要課題之一。在aec領(lǐng)域，ifc標(biāo)準(zhǔn)是最全面的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，包含了工程建設(shè)全壽命周期范圍內(nèi)各專業(yè)所有的信息交互所需的數(shù)據(jù)定義。ifc標(biāo)準(zhǔn)在橫向上支持各應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，在縱向上解決了建筑全生命周期過程中的數(shù)據(jù)管理，將成為建筑業(yè)數(shù)據(jù)交換與整合的國際性標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)?01510292667.8的中國發(fā)明專利申請，提出了“一種用于ifc信息化模型的數(shù)據(jù)庫裝置”，但是其中僅僅簡單提及了ifc信息化模型數(shù)據(jù)分專業(yè)儲存方法，并沒有介紹具體的信息交付與共享方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，建立基于ifc標(biāo)準(zhǔn)的信息交付平臺框架，為基于ifc的信息協(xié)同管理的設(shè)計方案與軟件的開發(fā)提供參考。同時，提出基于該方法的ifc信息交付共享管理系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

一種基于ifc的信息交付與共享方法，其特征是，包括以下步驟：

第一步、基于ifc體系的信息需求交付流程：

s1.對ifc模型文件進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析；

s2.提取ifc模型文件中的幾何信息，利用業(yè)務(wù)流程建模標(biāo)記方法(businessprocessmodelingnotation，bpmn)來繪制ifc信息交付流程圖；

s3.利用交付需求定義表格，以專業(yè)進(jìn)行分類，以工程項目參與方為交付對象，每張需求表格包括各專業(yè)創(chuàng)建的模型內(nèi)容及與模型接收方的信息交付需求，不同的模型接收方對于同一模型有不同的需求，不但覆蓋了該專業(yè)bim模型的所有對象及屬性，同時明確信息接收方的對象及屬性的交付需求；

s4.通過商業(yè)規(guī)則，可以改變使用信息模型的結(jié)果而無需對信息模型本身做出改變。這使得信息交付手冊idm(informationdeliverymanual)在使用中更加靈活，同時也為數(shù)據(jù)信息模型視圖mvd(modelviewdefinition)的定義提供了參考。每個idm標(biāo)準(zhǔn)都需附加對其進(jìn)行簡單描述的文字信息。為了idm標(biāo)準(zhǔn)制定的規(guī)范化，需要事先定制描述模板，模板中羅列一份標(biāo)準(zhǔn)定義所需包含的全部信息，使用者只需填入相應(yīng)的內(nèi)容。

第二步、根據(jù)第一步所得ifc信息交付流程圖，設(shè)計ifc標(biāo)準(zhǔn)體系中數(shù)據(jù)的交付流程，將需求交付流程中的需求轉(zhuǎn)化成信息，顯示bim工程項目的三維模型：

t1.在充分研究的基礎(chǔ)上對idm標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定義，該定義要經(jīng)過反復(fù)的驗證才能確定；

確定數(shù)據(jù)交付需求。數(shù)據(jù)接收者根據(jù)應(yīng)用軟件的輸入確定信息交換需求，這些交換需求以自然語言描述。

查詢并定義主體實體。根據(jù)信息交換需求確定主體實體，可以按照領(lǐng)域信息和關(guān)鍵字檢索主體實體，然后為實體設(shè)定過濾條件，并為顯示屬性設(shè)定讀寫方式。

查詢并定義輔助實體。輔助實體包括類型實體、屬性集實體以及關(guān)系實體等。

查詢并定義預(yù)定義屬性集。

查詢并定義數(shù)據(jù)存儲字典ifd(internationalframeworkfordictionaries)屬性集。

根據(jù)信息交換需求選擇其中的部分或全部參與子模型的信息交付。

t2.ifc實體與最終的idm標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行映射，形成信息子模型；

首先初始化idm并讀取，生成實體類型列表。

然后對實體列表中的每一個類型進(jìn)行遍歷，并根據(jù)實體類型在數(shù)據(jù)庫中查詢對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫記錄，對數(shù)據(jù)庫記錄集進(jìn)行遍歷。

最后將提取的實體添加到數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)的提取過程不刪除數(shù)據(jù)庫中的記錄。

t3.根據(jù)軟件交付的需求進(jìn)行模型視圖定義，生成mvd，對信息子模型進(jìn)行集成，建立bim模型，并對模型進(jìn)行驗證；

讀取信息子模型，子模型視圖中記錄著實體屬性的訪問方式；

建立能夠獨立交換的實體實例列表；

對該列表中的實體實例進(jìn)行遍歷，并執(zhí)行實體提交過程；

結(jié)束步、ifc信息標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展，整個方法結(jié)束。

優(yōu)選地，第一步基于業(yè)務(wù)流程建模標(biāo)記方法(businessprocessmodelingnotation，bpmn)；

bpmn的組成部分包括：(1)事件(event)，分為開始事件(startevent)、中間事件(intermediateevent)和結(jié)束事件(endevent)；(2)活動(activity)，包括任務(wù)(task)、子流程(subprocess)和調(diào)用活動(callactivity)；(3)網(wǎng)關(guān)(gateway)，用于做決策；(4)流量(flow)，包括順序流(sequenceflow)、消息流(messageflow)、關(guān)聯(lián)(association)和數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)(dataassociation)；(5)數(shù)據(jù)(data)；(6)模塊(artifact)，包括組(group)和文字注釋(textannotation)；(7)泳道(swimlane)，代表描述的流程，分為巷(lane)和池(pool)。

第一步的s2，流程圖設(shè)計規(guī)則為：(1)順序流用以顯示活動在此流程中的順序，無法跨越子流程和池的邊界；(2)消息流用以顯示參與者之間的溝通，無法連接同一池中的對象；(3)邊界事件最多只能有一個外出順序流，此事件不得有進(jìn)入順序流；(4)子流程必須有一個開始事件；

第一步的s3，對于一組對象與屬性，共有三個選項，其中針對接收方確定不需要的屬性為空白，“需要require”(r)針對必須項，“可選option”(o)針對可有可無的屬性，通過“r/o/不填”來定義信息交付需要的對象與屬性。

第一步的s4，商業(yè)規(guī)則包括標(biāo)題和規(guī)則描述表格兩部分。標(biāo)題部分提供了相關(guān)商業(yè)規(guī)則的管理信息，用于介紹idm標(biāo)準(zhǔn)所屬的專業(yè)(模型創(chuàng)建方)和模型接收方(項目參與方)，以及適用范圍，同時包含標(biāo)準(zhǔn)編號、作者信息、版本號信息以及更改日志，以便進(jìn)行修訂與管理。

優(yōu)選地，結(jié)束步中，ifc信息標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展包括基于ifcproxy實體的擴(kuò)展、基于屬性集的擴(kuò)展和基于增加實體定義的擴(kuò)展。

上述基于ifc數(shù)據(jù)交互的工程項目信息交付與共享方法，通過對ifc模型文件進(jìn)行解析并分析需求交付流程和數(shù)據(jù)交付流程，再通過業(yè)務(wù)流程建模標(biāo)記方法、流程圖設(shè)計和商業(yè)規(guī)則，最終實現(xiàn)基于bim模型信息的各項目參與信息的選擇性調(diào)用和提取。

本發(fā)明還提出：

一種基于ifc數(shù)據(jù)交互的信息集成管理系統(tǒng)，其特征是，包括系統(tǒng)數(shù)據(jù)源，以及分別與系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫通信連接的界面層、平臺層、交付層、模型層、數(shù)據(jù)層、接口層；

所述數(shù)據(jù)交互模塊用以將bim工程項目數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ifc格式數(shù)據(jù)、并存入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；

所述信息查詢模塊用以從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，并將ifc交互信息集成結(jié)果顯示于revit軟件api接口，采用前文所述方法將bim工程項目的三維模型與ifc交互信息相結(jié)合，以及在revit軟件中設(shè)計面向用戶提供文本化數(shù)據(jù)的瀏覽查詢功能。

根據(jù)基于ifc的工程利益相關(guān)者信息交付模型的功能及組成，其信息交付平臺結(jié)構(gòu)可分為數(shù)據(jù)源、結(jié)構(gòu)層、數(shù)據(jù)層、模型層、交付層、平臺層以及界面層。

優(yōu)選地，所述界面層模塊包括：

通過界面層，實現(xiàn)用戶與利益相關(guān)者信息交付模型的交互。這種交互包括兩方面：一方面是用戶對模型進(jìn)行檢查、修改、功能調(diào)用等，比如用戶進(jìn)行資源查詢、模型瀏覽、實際成本信息和進(jìn)度信息錄入；另一方面是利益相關(guān)者信息模型向用戶反饋信息，例如，反饋成本超支預(yù)警、進(jìn)度超期預(yù)警、合同執(zhí)行預(yù)警以及模型維護(hù)需求等信息。

所述平臺層模塊包括：

平臺層包含多維度可視化平臺、信息交付平臺和移動終端交互平臺三個組成部分。其中，多維度可視化平臺是從資源、質(zhì)量、進(jìn)度、成本以及各參與方等多個維度出發(fā)，向用戶展示模型的不同視角；移動終端交互平臺是服務(wù)于現(xiàn)場辦公的，可以使施工方在施工現(xiàn)場即可讀取、操作、控制施工進(jìn)程；信息交付平臺是依據(jù)基于ifc的信息交付標(biāo)準(zhǔn)對模型進(jìn)行映射與集成，輸入到多維度可視化平臺和移動終端交互平臺中，同時包含了對成本、進(jìn)度、合同、資源、圖紙等的管理功能以及碰撞檢查功能。

所述交付層模塊包括：

交互層是信息從模型到平臺的核心處理層，包括ifc標(biāo)準(zhǔn)體系、各利益相關(guān)者信息交付需求與流程和商業(yè)規(guī)則四個模塊，其中涉及到數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)交付與數(shù)據(jù)擴(kuò)展和模型層的需求信息交付定義與流程描述，本文第三、四章對此進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

所述模型層模塊包括：

模型層主要是集合了信息交付平臺所需的所有模型，包含了業(yè)主、設(shè)計工程師、承包商以及專業(yè)分包商和制造商四個利益相關(guān)方各自的模型，還有擴(kuò)展屬性信息模型和維護(hù)維修信息模型兩個輔助模型。

所述數(shù)據(jù)層模塊包括：

數(shù)據(jù)層是信息交付模型功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)，集合了信息交付模型所需的數(shù)據(jù)信息，包含建筑信息數(shù)據(jù)、設(shè)備設(shè)施數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)集訪問、三維模型數(shù)據(jù)、ifc擴(kuò)展屬性數(shù)據(jù)、分析決策標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、賬戶管理數(shù)據(jù)、上下游數(shù)據(jù)以及本地離線數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)信息都在數(shù)據(jù)庫中實現(xiàn)存儲、查詢、修改以及應(yīng)用。其中，建筑信息數(shù)據(jù)是由支持ifc標(biāo)準(zhǔn)的bim建模軟件提供，包含了建設(shè)項目所有參與方的三維模型及其工程量信息，ifc標(biāo)準(zhǔn)作為現(xiàn)行建筑行業(yè)軟件通用的文件存儲標(biāo)準(zhǔn)，能夠有效支持諸多專業(yè)軟件之間的數(shù)據(jù)交互利用。數(shù)據(jù)層與模型層之間主要以mvd為傳遞標(biāo)準(zhǔn)。

所述接口層模塊包括：

接口層是連接數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)層的橋梁，由ifc解析器、ifc標(biāo)準(zhǔn)、web訪問接口、本地數(shù)據(jù)訪問接口和文件導(dǎo)入導(dǎo)出接口組成。與數(shù)據(jù)源之間通過ifd來驗證，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；與數(shù)據(jù)層之間通過idm來完成子數(shù)據(jù)模塊的提取與集成，保證數(shù)據(jù)的完整性。

所述數(shù)據(jù)源模塊包括：

數(shù)據(jù)源是信息交付平臺的源文件，包含了建筑圖紙、擴(kuò)展信息文件、基本信息文件和ifc標(biāo)準(zhǔn)文件四部分。數(shù)據(jù)源是工程利益相關(guān)者信息交付平臺的初始數(shù)據(jù)，依據(jù)平臺交付的需求，數(shù)據(jù)源越精細(xì)、全面，信息交付平臺的功能和可操作性越完善，其所能起到的作用越大。

上述基于ifc數(shù)據(jù)交互的工程項目信息交付集成管理方法，對工程項目利益相關(guān)者信息交付平臺進(jìn)行了功能分析和標(biāo)準(zhǔn)定義，并設(shè)計出了著眼于工程項目利益相關(guān)者間的信息交付平臺框架，建立基于ifc標(biāo)準(zhǔn)的工程項目利益相關(guān)者信息交付平臺，為基于bim的信息協(xié)同管理的設(shè)計方案與軟件的開發(fā)提供參考，致力于改善與提高工程項目的綜合效益，推動建筑業(yè)轉(zhuǎn)型，促進(jìn)建筑信息化發(fā)展。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1的主體流程示意圖。

圖2為圖1實施例中bpmn流程圖。

圖3為圖1實施例中建筑專業(yè)信息交付定義表。

圖4為實施例2中三個功能模塊設(shè)計示意圖。

圖5為本發(fā)明實施例2功能界面中選擇構(gòu)件元素，點擊“顯示需求”按鈕后的運行結(jié)果。

圖6為本發(fā)明實施例2功能界面中選擇構(gòu)件元素，點擊“顯示需求”按鈕后的運行結(jié)果界面詳圖。

圖7為圖5實施例中點擊“過濾器”按鈕后的運行結(jié)果。

圖8為圖7實施例中點擊“過濾器”按鈕后的運行結(jié)果界面查詢詳圖

圖9為圖5實施例中點擊“查看需求表”按鈕后的運行結(jié)果。

具體實施方式

下面參照附圖并結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。但是本發(fā)明不限于所給出的例子。

實施例1

如圖1所示，本實施例的基于ifc數(shù)據(jù)交互的信息交付流程構(gòu)建，包括：

第一步、采用bpmn方法，繪制建筑方流程圖(包含其余項目各參與方的信息交付需求)，如圖2；

第二步、選取建筑專業(yè)為模型創(chuàng)建方，以建設(shè)方、設(shè)計方、施工方和運營方為模型接收方，結(jié)合revit中的建筑明細(xì)表，對其所需交付的模型內(nèi)容加以整合，繪制建筑專業(yè)信息交付定義表格。每個交流模型涵蓋一系列必需或可選的專業(yè)對象及幾何、位置、材料等屬性信息，并附加關(guān)于屬性值的文字性說明對其進(jìn)行完整闡述。如圖3所示：

結(jié)束步、bim工程項目的信息交付表格完成，整個方法結(jié)束。

實施例2

如圖4所示，本實施例設(shè)計基于revit軟件的ifc信息交付api接口；選擇基于.net平臺開發(fā)的bim軟件revit，用c#編程語言，利用編程軟件visualstudio2015進(jìn)行revit的二次開發(fā)的編程，給revit建立一個接口，將標(biāo)準(zhǔn)插入進(jìn)去，創(chuàng)建自定義面板，在revit中插入三個按鈕，分別實現(xiàn)：①根據(jù)選中的構(gòu)件元素，顯示其需求定義；②分類查找需求定義；③查看需求定義表格這三個功能，對revit進(jìn)行二次開發(fā)，完成信息交付全過程。對基于ifc的工程利益相關(guān)者需求交付二次開發(fā)過程的具體操作步驟和編程進(jìn)行演示，用案例推動bim軟件在實際中的應(yīng)用，促進(jìn)項目中不同專業(yè)間的協(xié)同工作，保證信息交互的準(zhǔn)確性、可靠性和高效性。

包括操作界面：

通過在visualstudio2015中進(jìn)行操作和編程，實現(xiàn)revitapi，將構(gòu)件元素選取和需求命令連結(jié)，顯示需求界面和需求表格。

包括設(shè)計自定義面板：

下面開始創(chuàng)建自定義面板，在revit中插入三個按鈕(如圖4所示)，分別實現(xiàn)以下三個功能：

①根據(jù)選中的構(gòu)件元素，顯示其需求定義；

②分類查找需求定義；

③查看需求定義表格。

包括功能分析模塊：

①根據(jù)選中元素顯示需求定義：

在選中構(gòu)件，然后點擊“need”圖標(biāo)按鈕之后，就會顯示該構(gòu)件元素的需求定義信息，并以對話框的形式提示出來，如圖5、6所示：

下面是代碼解讀：

②分類查找需求定義

這里定義了一個需求信息的過濾對話框，用于顯示當(dāng)前項目中，含有對象的需求信息。該信息是從excel表格中導(dǎo)入到程序中，并通過和項目中的構(gòu)件交互，顯示對應(yīng)信息。

需求信息對話框如圖7、8所示：

代碼描述如下：

③查看需求定義表格

點擊“查看需求表”按鈕，彈出對應(yīng)excel需求表格如圖9所示：

代碼描述如下：

除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。