基于BIM技术的建筑信息平台构建

吕知鑫

(长江工程职业技术学院，湖北武汉 430212)

由于我国建筑行业大型化、复杂化的发展趋势，各阶段的信息化程度已经无法满足发展要求，传统的信息管理方式由于整合度低、缺少信息共享等原因，从而造成信息流失、数据模糊等后果，严重影响着信息分析处理的效率。在此背景下，通过先进的信息化技术来构建建筑信息平台，已是必然趋势。近年来，随着 BIM 技术的快速发展，带来了新的机遇，同时也带来新的挑战。BIM技术下，实现了信息可视化，从而为各参与方在同一个平台内的相互协作与信息交流提供了途径。同时，BIM技术由于包含了建模应用软件，使其拥有通过参数设置来建立模型从而进行建筑物模拟的功能，并能较高程度地集成与共享信息。综上所述，BIM 技术的推广和应用，为建筑信息平台的构建提供了新方向。加强对BIM技术的应用，将其应用到建筑信息共享中，对提升当前建筑施工的工作效率，促进建筑施工的全面信息化具有极大的实践意义。

1 BIM技术国内外研究现状

BIM(Building Information Modeling)的中文翻译为建筑信息模型，最开始是由美国著名的恰克·伊士曼博士提出的。恰克·伊士曼博士认为，要提高建筑设计与施工的进度，必须要将建筑信息全部进行整合，并将建筑的内容全部体现在一个生命周期内。基于上述的思路，欧特克公司结合相关的信息技术，开发了一款AutoCAD Revit 系列的建筑施工软件，并在当前被广泛应用。除欧特克以外，德国、匈牙利等公司也相继开发出不同的BIM软件。

与此同时，在国外针对BIM软件的设计中，不只是简单地对软件进行设计，还重点在信息共享和不同数据之间的转换上进行了大量和深入的研究。如著名的学者Faraj，I.等则结合相关的专业技术，开发出了WISPER平台，通过该平台，其不仅可以完成对数据的存储和转换，还可以进行工程造价计算，并具有实时显示计算结果等功能。而加拿大的MahmoudM．R．等则通过对BIM建筑的集成，从而通过软件即可完成对相关施工图形的编辑和修改，从而大大拓展了软件的功能和实用性。

我国部分学者也对BIM软件进行了大量的研究，并提出了相关的研究结果。如清华大学的张建平等，针对BIM中存在的IFC文件转换问题，采用数据集成的方式，进而实现对不同阶段下文件的转换、共享等；赵毅立则结合建筑节能需求，提出了下一代的基于BIM的建筑节能模型和数据管理平台，并对其实现进行了详细的阐述和分析。张连营等则结合针对设计中存在的信息共享难题，提出了项目进度与成本协同管理的问题，从而使得施工项目可以根据不同的施工进度，自动对项目的成本进行计算，极大提高了项目施工和成本计算的效率。

2 BIM 技术的特性

BIM技术构建的信息化平台以海量相关信息数据为基础，以参数的设置创建模型，从而实现工程项目的全过程模拟。其主要特性可以概括为以下几点。

2.1 整合性

基于BIM技术构建的信息平台，能够集成项目全过程的海量相关信息数据，因此各参与方都能够在其中提取自身所需的信息数据。具体应用情景举例说明：业主方利用信息平台数据，项目前期可以通过外观和内部三维渲染视图，更加明确对建筑物的美观和功能需求，项目实施阶段可以对工程进行动态成本控制。设计方利用信息平台数据，可以对建筑物在不同荷载下的受力情况进行模拟，从而检验建筑物的承载力，为进一步优化结构设计提供参考；还可以利用模型作光照分析，创新绿色智能建筑。施工方利用信息平台数据，可以进行施工过程模拟，评估施工组织的合理性，优化工期和资源配置，降低施工成本；还可以进行施工场地的平面布置、安全文明施工等。

2.2 准确性

BIM技术是以数据信息对建筑物体等进行模型模拟，BIM技术中模型的信息类型可分为几何信息与非几何信息两种。前者包括建筑物、构件等物体形状和空间位置参数，以及构件之间的搭接关系等；后者是指除几何信息外，包括材料信息、价格信息等在内的其它信息。BIM技术中，模拟模型的精细度囊括了几何信息与非几何信息的准确性、全面性及细致度等方面，各参与方可基于实际需要来设置不同的BIM模型精细度。

2.3 及时性

BIM技术通过与之匹配的先进数字化设备，对相关建筑物体的数据信息进行及时地采集。所采集的数据信息中，一方面包括建筑构件、设备设施等在内的建筑物的物理信息，另一方面也包括建筑物内部当前人群流动方向、环境温度等在内的动态信息。BIM技术的信息数据的及时性，不仅能通过BIM技术构建的信息平台提取设备信息，查看设备的购买时间、规格、维修记录、当前运行状态的目标，还能够基于及时更新的数据信息，在突发紧急事件中实现自动计算、优化解决问题方案，并且实时进行修正。

2.4 兼容性

BIM技术构建的信息平台中，数据信息具有兼容性，使各参与方能够通过不同的软件进行数据信息的输入、转换与输出。就目前的技术来看，BIM技术中实现数据信息兼容的方法主要有两种：利用相同软件服务商编写的软件系统来实现海量数据的兼容；另一种方法是，使用同一种公共标准下编写的软件，例如目前常见的BIM数据交换公共标准IFC(Industry Foundation Classes)，从而实现不同软件系统间的数据兼容。相较而言，第二种方法更加具有灵活性。

3 基于BIM技术的建筑信息平台构建

除了传统建筑信息管理自身存在诸多不足之处的主观原因以外，由于社会各方面的高速发展，导致建筑信息管理目前还面临着数据信息的数量日益增加、内容愈加复杂等客观难题。为了适应时代的要求，避免建筑信息管理出现信息传递迟缓、利用率低等问题，笔者鉴于前文所述的BIM优势，提出构建基于BIM技术的建筑信息平台，从而提升信息管理效率的策略。

3.1 基于BIM技术的建筑信息平台构建思路

笔者所提出的基于 BIM 的建筑信息平台构建思路，主要通过利用BIM技术采集相关数据信息建立模型，以此作为各参与方之间的信息沟通载体。利用BIM技术的数据准确、整合、及时、兼容等特性，建立信息协同管理系统，整合各参与方的信息模型，实现各参与方数据高效准确地交换、传递和共享。在此思路下，笔者提出的基于BIM技术的建筑信息平台构建策略重点围绕以下三个方面：

首先是信息模型方面。在笔者的构建思路中，模型是各参与方之间信息沟通的载体。由于各参与方所需的数据信息不尽相同，加上数据信息快速增加的客观原因，因此在构建基于BIM技术的信息平台时，应当针对各种专业和类别来创建相对应的BIM模型，使其承载的信息分类有序，从而保证数据信息的高效存储。此外，BIM技术具有及时性，必须通过及时的数据信息采集对模型进行持续扩展和更新，保障模型能够随时反映当前实际情况。

其次是信息数据方面。在实际应用中，无法保证各参与方所用软件相同，因此数据信息的形式必然会呈现多样性。针对这个问题，笔者认为各参与方必须使用相同数据信息交换公共标准下的软件系统，避免数据信息的传递交换发生错误。此外还必须建立BIM数据库，以此保障各参与方随时能够高效地进行数据信息的传递和共享。

最后是信息安全方面。随着信息化的发展，信息安全的重要性已经众所周知。因此，构建基于BIM技术的建筑信息平台，必须特别注重信息的安全，避免出现信息泄露等安全问题。

3.2 基于BIM技术的建筑信息平台架构设计

笔者设计基于BIM技术的建筑信息平台的目的是构建一个整合了相关的海量数据、能够高效运作，为各参与方提供安全、及时的信息传递与共享的平台，具体设计如下所述。

3.2.1基于 Web 技术的协同模式

伴随HTTP以及HTML的出现，Web技术应运而生。CSCW是指通过海量数据传输以及分布式数据库管理技术来实现参与方基于计算机的协作，CSCW是Web技术实现的基础。Web技术能够集成文本、图像、声音以及交互式应用程序等要素，通过浏览器工具软件实现数据信息的传递共享。因此各参与方可以通过浏览器工具软件或相应的客户端软件，向Web服务器发出操作后台的数据库的请求，从而在Web上提取相关数据信息。

基于Web技术的协同工作模式常见的有B/S以及C/S，或者将两者结合使用。基于Web技术的 B/S 协同工作模式和 C/S 协同工作模式，具体如图1所示。

图1 基于 Web 技术的协同模式

3.2.2BIM信息系统的架构

鉴于前文的分析，笔者在设计中所采用的BIM信息协同系统将结合使用两种模式，集合 C/S 模式和 B/S 模式各自的优点。这样既有C/S 的及时性与高安全性的优点，又有B/S 客户端的便利性优点。BIM信息系统的架构如图2所示。

图2 BIM 信息系统架构

从图2可以发现，笔者在BIM信息协同系统架构设计中，将系统架构的层次分表示层UI、业务逻辑层BLL、数据访问层DAL等具有不同功能的三层。具体地说：参与方需要通过表示层的用户访问系统才能进入，在此层可以及时地对相关BIM模型及资料信息进行上传、下载等操作，实现信息传递共享；在业务层通过Web服务器实现外部异构系统或本地用户对系统功能的调用，主要包括负责具体业务处理的业务逻辑层以及实现数据访问的数据访问层，其作用是接收从表示层或数据层发送的信息指令，将需要处理的业务逻辑抽象为业务处理算法，完成数据信息的处理；数据层主要作用是接收业务层的数据请求指令并向数据库提出请求，再将数据库的处理结果反馈回业务层。此外，BIM数据库是整个系统的数据基础，提供数据信息的存储、检索、更新以及管理服务。目前常见的是使用SQL语言实现数据库的数据传输。由于在实际应用中各参与方的数据类型必然复杂多样，因此在笔者设计的数据库包括BIM数据库、IFC数据库、XML文件及其他数据文件。其中，BIM数据库包含各类项目BIM数据；IFC 数据库包含基于IFC标准的数据库；XML文件包含结构化以及半结构化的信息数据；其他数据文件则包含了照片、图表、文档、视频等数据。具体数据交互过程见图3。

图3 系统架构各层交互流程图

4 总 结

建筑信息平台的海量信息，其内容复杂、形式多样，是一个非常复杂的系统。随着信息技术的快速发展，运用先进技术构建建筑信息平台已是必然趋势。本文首先对BIM技术的优势进行了阐述，分析思考了基于BIM技术建筑信息平台的构建思路，最后从理论层面上提出了基于BIM技术的建筑信息平台架构设计，以期借助BIM技术的应用达到信息高效利用的目的。