城市轨道交通BIM分类和编码标准及数字化应用研究

2022-08-26曾雪松高峰胡庆立李鹏程

土木建筑工程信息技术 2022年3期

关键词：构件编码轨道交通

饶洋王君曾雪松高峰胡庆立李鹏程

(1.林同棪国际工程咨询(中国)有限公司，重庆 401120； 2.重庆轨道十八号线建设运营有限公司，重庆 401120； 3.重庆市轨道交通(集团)有限公司，重庆 400042)

引言

城市轨道交通工程跨线长、跨区多、涉及专业多、协调难度大。本工程仅设备就有1 000 余种，且设备间接口复杂，管网密布，不同部门采用不同的设施设备分类编码体系及数据格式，难以从设计、施工全生命期的角度开展设施设备的统一化管理。

实现项目建设信息化的基础在于构建编码，因为在工程建设不同阶段，BIM工作容易因标准不统一造成数据信息共享困难而导致相关人员无法协同工作。

BIM应用基础是数字化的模型构件，这些模型构件涉及到了项目全生命期的构件分类、信息集成、信息传递、和数据应用[1，2]。因此，必须要建立一个对建筑领域的各种信息施行系统化、标准化、规范化的建筑信息分类体系(Construction Information Classification System)，从而实现统一信息语言，搭建共同数据框架和协同数据基础[3]。

长期以来，我国没有独立的建筑分类体系和编码标准，使得建筑项目各阶段的BIM数据交付、构建信息存储与传递等处于混乱状态。为此，住房和城乡建设部于2017年10月25日发布了GB/T51269-2017《建筑信息模型分类和编码标准》，填补了国内相关领域的空白，对于推动国内建设项目信息化管理及全生命期信息传递起到了关键的推动作用，但此标准仅适用于民用和工业建筑领域，缺乏轨道交通行业的专业信息。目前，此标准既没有实现数字化，也没有应用于主流BIM软件。

因此，在轨道交通项目蓬勃发展和国家大力推广BIM技术应用的当下，亟需建立轨道交通项目BIM分类和编码体系，并将其应用于项目信息化管理过程中。同时，分类和编码体系的建立需要符合国际通行的信息语义要求，要适应跨专业、全周期应用，满足轨道交通项目的各参建方的应用需求，为未来项目使用准确有价值的信息提供保证[4]。

本文首先分析了国内外分类和编码标准体系的现状，对Masterformat， Uniformat、Omniclass、IS012006-2 GB/T51269-2017标准的发展和相互联系进行了阐释；其次，在此基础上描述了如何创建基于轨道交通BIM分类和编码标准的思路及构件指向码的创建思路；最后，研究了分类编码标准的数字化应用技术，从而为轨道交通领域BIM编码的落地应用提供了可借鉴的思路。

1 国内外BIM分类和编码标准体系现状

1.1 国外BIM分类和编码体系现状

1969年，英国皇家特许估算师协会(RICS)颁布了第一个房屋建筑的分类标准，之后许多国家都在制定自己的分类标准，例如美国制定了Masterformat、Uniformat，欧洲制定了Ci/Sfb、CAWS、CESMM、EPIC等。

由于文化背景和法律环境的差异，各个国家的分类体系不尽相同，这不利于建筑业集成化和信息化。为此，上世纪90年代，国际标准组织ISO建立了建筑信息分类体系国际标准(IS012006—2框架)，它按建筑信息面分法生成分类体系的模板，根据国情为各国制定分类体系，且为互相沟通提供了条件，成为UniClass(英国)、Omnicalss(美国)、Talo(Building)(芬兰)分类体系的基础，可确保建立的体系有科学性和适用性，也有利于各国或地区之间的体系相互进行映射和转换[5，6]。

Omniclass分类系统结合了现有已经广泛运用的分类体系，例如“工作成果”表来自于MasterFormat，“元素”表来自于Uniformat，“产品”表来自于EPIC[7]，具有包容性和国际互换性，目前被广泛应用于建筑业软件产品，包括Autodesk Revit系列产品。

此外，Omniclass处于不断完善和丰富的过程中，目前按功能分为建筑物、按形态分建筑物、工作成果、行为、组织角色、工具、信息等15个表[7]，基本涵盖了建筑行业各方面。

1.2 国内BIM分类和编码体系现状

2018年以前，我国颁布的关于城市轨道交通的标准主要侧重于设施设备的技术层面，例如北京市在2010年发布的DB11/T 717-2010《城市轨道交通设施设备分类与代码》[8]，深圳市在2013年发布的SZDB/Z 84-2013《城市轨道交通设施设备编码规范》[9]，基于建筑信息模型的全生命期的统一设施设备分类编码体系仍未建立[10]。

BIM技术的核心是建筑全生命期过程中基于统一标准的信息共享、互换与传递[11]。随着近年来BIM技术被广泛应用于我国建筑业，作为全生命期信息互换共享的编码与分类标准成为了城市轨道交通领域BIM技术发展的瓶颈。为此，国家有关部门陆续发布了GB/T 51269-2017《建筑信息模型分类和编码标准》，GB/T 37486《城市轨道交通设施设备分类与代码》，同时正在进行《建筑信息模型存储标准》的制定和意见征集，从而逐渐为BIM技术应用和建筑行业信息化发展奠定基础。

《建筑信息模型分类类和编码标准》是基于IS012006—2，瞄准国内民用和普通工业建筑领域应用需求，内容基本来自于Omniclass各表，但是具体编码有不同[12]，因此不能够满足国内城市轨道交通编码和分类的需求。另外，此标准内容没有实现数字化，仅仅停留在纸面，应用时只能通过人工查阅，十分不便。

2 城市轨道交通分类编码开发

2.1 研究思路

以重庆轨道交通18号线BIM总体应用为研究样板，同时瞄准全生命期分类编码的应用，首先考虑在现有GB/T 51269-2017《建筑信息模型分类和编码标准》的基础上添加轨道交通元素，这样既可以符合IS012006—2框架，又可以使得编码可应用到Revit等主流BIM软件中，从而保证编码的互换性、可拓展性和可开发性。

表2 重庆轨道交通18号线按位置分建筑空间表示例

针对项目的特点，需要添加位置相关参数表，方便模型构件的唯一识别和对应。新添加的编码在命名和分类方式上，需要重点考虑符合国内轨道交通设计习惯和施工、运维阶段的需求。

在编码的开发运用方面，需要考虑首先将编码数字化，再基于对Revit内在编码的嵌入格式进行研究，形成可自动判断、分类和编码识别的电子文档，导入到Revit中从而实现初步智能化。

2.2 轨道交通分类和编码表创建

如表1 所示，在GB/T 51269-2017基础上，依据实际BIM应用需求和轨道交通专业特点进行了内容的扩展，扩展内容借鉴了《城市轨道交通设施设备分类与代码》标准，即表1中的“城市轨道交通元素”。第一级分类包括前期工程、车辆工程、轨道安防工程、能源系统、信息系统及自动售检票系统等；在原表的基础上，继承了编号，编号为50，编码方式与原表统一(如图1所示；另外，原表只有四级，为了满足轨道交通分类细致的特点，我们新增了第五级，例如50-01.01.02.04.01表示前期工程—道路专业—路面—辅助曾—封层。

图1 表50-城市轨道交通元素

为了满足此编码表在轨道交通项目建设全期过程中实现模型构件唯一识别的功能，项目组创建了构件指向码：构件指向码=位置编码+对象编码+流水号。

位置编码即表1中的“按位置分建筑空间”表，综合考虑了设计、施工及运维的需求，将重庆轨道交通18号线按车站、区间、车辆段、变电所、停车场进行划分，分别编码(如表2所示)。例如18-CZ01.01.02.02.00表示富华路站主体B1层设备区。CZ符合设计单位传统命名习惯，可与二维出图命名对应，且分类设置考虑到了施工和运维需求。

对象编码即位置编码以外的其他内容。流水号可人工分配，可以通过计算机自动分配，用于构件的区分。

2.3 数字化开发

在完成轨道交通分类编码的扩充和构件指向码的创立之后，接下来需要研究如何实际落地应用，模型中上万构件一个个输入指向码不太现实。在Revit软件中，可以在构件的类型属性中的“部件代码”一栏添加编码，而编码来自于系统自带的电子化编码和分类系统，系统默认的是Uniformat分类系统。

项目组对此文档进行了研究，发现其不仅可以对应到OmniClass分类系统，而且可以添加Revit分类码，分类码是Revit系统族自嵌入的分类系统，例如墙和窗的分类码为-2000011和-2000014。首先，将表50中各分类体系转换成可编辑文档，各专业分别添加Revit分类码；其次，将数据转换为Revit可识别的UTF-16 LE的txt文件格式的编码表(如图2所示)。