施工图BI M智能审查系统电气条文筛选与拆解方法

林艾嘉

（广州市设计院集团有限公司，广州510620）

1 研究背景

2018年3 月，住房和城乡建设部向广州市和厦门市下发了《关于开展运用BIM系统进行工程建设项目报建并与“多规合一”管理平台衔接试点工作的函》（建规函〔2018〕32号），要求通过改造BIM系统进行工程建设项目电子化报建，提高项目稿件审批数字化和信息化水平，并将改造后的BIM报建系统与“多规合一”管理平台衔接，逐步实现工程建设项目电子化审查审批，推动建设领域信息化、数字化、智能化建设，为智慧城市建设奠定基础。

基于以上文件，促进工程建设项目审批提质增效，推动施工图审查制度改革是相关部门工作的一大重点。目前，广州市已实现施工图审查的数字化，即由原来的线下纸质版文件交付审查改变为线上数字化文件审查。因此，为进一步推动审查工作的智能化，广州市结合城市信息模型（CIM）平台建设，开展了施工图BIM智能化审查研究工作。

2 施工图BI M智能审查优势与重难点

2.1 智能审查与人工审查

目前，国内施工图审查还是完全依靠审图专家人工进行审查。此方式在过往时间充足的情况下可以确保施工图质量，保障工程项目安全实施。但近年来随着国家基建项目的进一步加强，各地的项目都呈现井喷态势，再加上精简和改革工程建设项目审批程序，减少审批时间原则，施工图审查时间进一步被压缩，从而导致审图不严，漏审情况时有发生。基于此，国内相关人员也展开了基于BIM的施工图自动审查系统研究，例如，华中科技大学团队开展了基于BIM的建筑专业设计合规性自动审查系统研究[1]、南京工业大学团队开展了基于BIM的建筑电气审图系统设计[2]等。

为了提高工作效率，我国审图行业也在经历变革，近年来，大力推行计算机智能审图，以减少人为因素造成的审查宽严程度不一致问题，确保建筑施工图审查工作质量，这也是施工图审查的发展趋势[3]。因此，在此情况下，国家也在几个试点城市开展施工图BIM智能审查系统的研究工作。同时，国内多个地区也从数字化审图、政府购买服务、AI审图等方面对施工图审查工作开展了一系列工作。

施工图BIM智能审查技术优势主要体现在以下几点：

1）审核一致性：解决规范理解不一致问题。审图涉及多个专业，部分内容需要跨学科知识；规范种类多，版本更新速度快，对规范变更跟进的及时性要求较高；规范条文描述以及设计人员对于具体条文的理解容易产生歧义。

2）审核客观性：解决了审核尺度不一致问题。人工审图通常依赖于审图人员专业水平及经验；

3）审核全面性：解决审核工作量大问题。计算机审图可根据可审查条文逐条检查规范要求；人工审核要挑选审核重点，容易漏审。

4）审核透明性：解决了政府管控困难问题。人工审图时，主管部门无法及时获取施工图审查过程中各环节存在的问题，对施工图设计、审查质量的真实情况难以准确掌握，监管的有效性和时效性均不能得到保证。

2.2 施工图BI M智能审查重难点

基于目前技术应用情况，要实现施工图BIM智能审查主要有以下几方面的难点：涉及施工图设计规范条文的筛选与拆解、条文语义分析与审查系统关联、BIM智能审查系统的开发、施工图BIM数据格式制定、施工图BIM智能审查标准体系等。从建模角度出发，为使BIM模型满足智能审查要求，也需要明确BIM设计模型精细度标准。

而施工图设计规范条文的筛选与拆解则是整个工作的先决条件，其开展情况将直接影响整个施工图BIM智能审查工作的推进。可以将此项工作分解为2部分：

1）规范的筛选问题，面对工程建设项目成百上千条的规范条文，要一步到位全部实现计算机自动审查是不可能的，因此，在有限的时间里，如何选择合适条文进行智能审查是关键。

2）条文如何通过分析拆解，形成可开发的逻辑语言，使相关开发人员可以将条文有效的编译成计算机程序，让计算机实现逻辑判断则是第二个难点。

本文将根据广州市施工图BIM审查系统实施情况，围绕以上2方面进行描述。

3 电气条文筛选原则

3.1 电气专业BI M应用情况

BIM技术在电气专业方面的应用基本上还处于初级阶段，在大多数项目应用中，电气专业往往只是建立相关桥架、母线槽以及基本电气设备的占位模型，很少涉及更深一步应用。如GB/T 51301—2018《建筑信息模型设计交付标准》中电气工程对象模型单元交付深度，施工图设计阶段绝大部分电气构件均只要求达到G2/N2深度（G2为几何表达精度要求，即满足空间占位、主要颜色等粗略识别需求的几何表达精度；N2为信息深度等级要求，即包含模型单元的身份描述、项目信息、组织角色、材质等）。

而在实际工程中，电气专业建模精细度会进一步降低，通常的施工图设计BIM项目，若项目的BIM应用主要目的为管线综合，电气专业仅需配合将桥架、母线槽等对空间净高有影响的内容建模即可，其中的原因有BIM软件应用效率问题，也有电气专业施工图设计特点问题。在软件方面，由于电气专业平面末端设备点位繁多，若均布置于BIM模型中，软件运行效率将大大降低，且目前软件普遍无法承载一个综合体项目。另一方面，电气专业施工图设计中有大量电气系统图是以二维形式表达，不便于形成BIM三维数据。有大量施工图是以系统图形式表达，此纯二维表达也无法形成BIM的模型数据。

3.2 条文筛选原则

在电气条文筛选中需要关注几个方面：

1）条文应是可量化条文，目前电气条文中，有大量定性条文，这些条文基本不利于条文的逻辑拆解，即无法直接编译成计算机语言，还是需要依靠人工进行判断。

如表1所示为GB 50016—2013《火灾自动报警系统设计规范》中部分强制性条文（强条）节选。其中，编号为3.1.6、3.1.7的条文有明确的量化语句，此类条文可以通过条文逻辑的分析，拆解为相关计算机逻辑语言。但如编号为3.4.1、3.4.4的条文，均是属于定性类条文，难以通过逻辑语言进行拆解。

2）在条文筛选过程，必须考虑BIM模型设计的工作量，根据上文所述，由于目前电气专业BIM模型建立精度不高，若大幅度增加建模工作量，则会使得此项试点工作无法推进，不利于技术探索。

同样以表1为例，编号为3.1.6的条文中，虽然条文属于可量化内容，但要完成此条文的审查，需要将火灾自动报警系统平面所有末端设备均反应于BIM模型中，如感烟探测器、消防广播、手动报警按钮等。以目前BIM应用情况来看，施工图设计阶段建模深度还无法实现，只有极个别项目直接应用基于BIM的正向设计可实现此工作，但不具有普遍性，因此，此类条文也不能选择。

表1 GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》强条节选

4 电气条文拆解

解决条文筛选问题后，要实现基于BIM的施工图自动审查，还有重要的一步就是将条文具体内容拆解为计算机语言，这个过程涉及了自然语言与计算机结构化语言的转换问题。下面以GB 50016—2014《建筑设计防火规范》（2018年版）10.1.1条为例，简要说明相关工作开展情况。表2为条文自然语言描述及结构化描述情况，条文内容即为自然语言描述了具体何种类型建筑物消防用电是按一级负荷供电。条文内容虽然文字不多，但若要计算机识别，还需要进行语义拆解，将建筑名称、建筑高度、电源情况等逐一进行描述。并通过逻辑判断语句“如果、并且、那么”将规范逻辑进行整理，最终形成如表2结构化描述的语言表达。

从表2简单示例可以看出，一个含数据不多且自然语言很容易理解的语句，拆解为计算机语言，其复杂程度和逻辑判断语句大大增加。因此，在进行施工图BIM智能审查过程中，条文拆解是重难点之一。

表2 条文拆解示例

完成条文拆解工作后，施工图BIM智能审查系统关于条文内容就基本完成，对于整个系统开发工作，还需将条文与模型元素进关联后才可进行。对于电气设计人员，后续还需进一步对系统开发成果进行准确率分析，并将条文与模型、建模流程标准化，形成标准体系。

5 阶段成果与展望

针对广州市施工图BIM智能审查系统第一阶段的条文筛选及条文拆解工作已经结束，并且完成了相应的审查系统开发工作，具体开发还涉及BIM数据定义、模型信息关联等内容，此部分内容不在本文中说明。目前，针对施工图BIM智能审查的相关标准也已经由州市住房和城乡建设局发布，整个系统也已经与2020年10月起开始试运行。在已完成条文中，电气专业共完成了8个条文的拆解及开发，条文主要涉及GB 50016—2014《建筑设计防火规范》（2018年版）和GB 50116—2013《火灾自动报警系统设计规范》等。

截至2021年4月，根据广州市审查管理系统不完全统计，广州市“施工图三维（BIM）辅助审查系统”已有182个项目申报BIM审查。下一阶段将着力增加审查条文的覆盖面，重点落实“消防强制性条文”“查重难点、审查要点”的条文数目及适用性。整个条文的拆解及筛选工作也将在前一阶段工作成果基础上，加大应用推广力度，并且结合广州市CIM平台建设要求，加速自主BIM设计软件及审查系统研究工作。