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本课题针对互联网上建筑产品库开展BIM模型语义检索技术研究,并开发了一个针对BIM模型的垂直搜索引擎原型,有助于建筑设计的快速查找和有效复用。主要成果包括:(1)提出一种基于内容的IFC文件压缩算法,在此基础上实现了IFC模型快速离散、传输和加载方法,大大优化了IFC文件内容及其在Web端模型显示的效率;(2)提出一种三维模型的可视内部体积度量方法,并将该度量方法应用到三维模型的关节语义特征提取、模型分割、形状匹配与检索;(3)提出一种基于BoSCC (Bag of Spatial Context Correlations) 的三维模型形状表征方法,增强了传统基于Bag of Words (BoW)方法的空间信息表征能力,该方法被应用到三维模型形状分类、全局形状检索和局部形状检索中;(4)提出一种基于三维模型序列视图表示的三维模型形状表征方法,该方法考虑到了序列视图之间存在的顺序关系和不同视角下的视图对三维模型表示的不同重要程度来增强三维模型的特征表示;(5)提出一种基于三维模型点云表示的形状表征学习方法,该方法关注于获取点云局部邻域内的细粒度上下文信息,并引入注意力(Attention)机制来突出邻域内不同尺度区域的重要程度;(6)提出一种共同表征三维模型和自然语言两种不同模态并可实现两者间的跨模态检索的方法,该方法可用于扩展检索方式,使检索结果形式更加多样化。项目期间共发表或接收论文13篇,其中SCI索引论文9篇,国际会议论文4篇,包括CCF A类论文6篇。此外,1篇论文获得国际会议ICCCBE 2016的Best Student Presentation奖。 2100433B
三维模型语义检索是当前研究热点,语义检索不仅要考虑检索对象的几何形状特征,还应关注应用领域的语义特征。近年来,在建筑工程领域随着BIM(Building Information Modeling)技术的快速发展和普及,互联网上三维BIM模型正迅猛增长,如何有效地检索这些模型资源变得日益迫切。传统的三维模型检索大多基于关键字匹配、几何形状相似匹配方法,而缺乏对建筑工程领域语义信息的提取、表示和匹配,不能很好地满足用户查询,难以有效地支持设计复用。本课题针对互联网上建筑产品库开展BIM模型语义检索技术研究,并开发一个针对BIM模型的垂直搜索引擎原型,有助于建筑设计的快速查找和有效复用。主要研究内容包括:基于IFC标准的BIM领域本体构建和学习,基于几何与语义混合特征的BIM模型自动标引,基于Tversky模型与信息量的BIM模型语义相似性度量,基于SPARQL与LCA剪枝的本体扩展查询方法。
BIM.把平面的图纸转化成三维动画模型
原本在BIM概念出来之前,我们一直使用的CAD图纸都是二维的,现在BIM模型达到了三维程度,有三维模型而且能查找属性信息。当有了BIM三维模型再加上时间进度的话,就是四维的概念了,再在四维基础上加上资...
原本在BIM概念出来之前,我们一直使用的CAD图纸都是二维的,现在BIM模型达到了三维程度,有三维模型而且能查找属性信息。当有了BIM三维模型再加上时间进度的话,就是四维的概念了,再在四维基础上加上资...
BIM(建筑信息模型)技术的应用研究
BIM技术利用3D建模技术和互联网数据库技术将建筑工程构建成具有6D结构化数据库的工程数字化模型,数据粒度达到构件级。在计算机中虚拟进行工程项目的创建、管理、共享,从而实现项目的可视化、精细化管理。基于BIM的工程基础数据集成数据库,不仅自身已成为项目管理重要支撑和协同平台,也是项目管理综合系统和企业级ERP的关键数据支撑。BIM技术的特点和优势可以更快捷、更方便地帮助项目参与方进行协调管理,BIM技术应用的企业和项目将收获巨大价值。
建筑信息模型(BIM)技术的应用
建筑信息模型(BIM)技术的应用——建筑信息模型(BIM)技术的应用
本课题针对当前建筑信息模型(BIM)技术应用于建筑业信息化存在的问题和迫切需求,通过引入国际上新兴的云计算技术,基于国际建筑工业IFC标准,构建一个面向建筑全生命期各阶段和不同应用的BIM结构体系,提出面向建设项目多参与方分阶段递进式的BIM建模方法,研究BIM数据分布存储及管理、BIM数据集成及融合、BIM数据提取与交换以及基于过程的BIM服务及应用等关键技术,开发基于云计算的BIM集成与应用服务平台(BIM Integration and Server Platform, BIMISP)。为建筑全生命期BIM创建和应用提供一套完整的理论、方法、技术和平台支持,实现BIM信息在建设项目规划、设计、施工和运行维护全过程的全局共享、无损传递和充分利用,进而提高工作效率和质量、降低资源消耗,支持在建筑全生命期实施可持续发展战略。
中国建筑科学研究院副院长 中国BIM发展联盟理事长 黄强
我们为什么要使用BIM?是为了信息共享,BIM实现了建筑信息模型在建筑生命周期内的复操作性(复操作性,指复用技术),实现了电子数据交换、管理和反馈的流畅且无缝对接,信息只要输入电子系统一次,就能通过技术网络让参与各方瞬时得到。在BIM体系中,建模只是其中一方面,包含在整个过程中,但很多人都简单地把建模等同于BIM,这种观念显然是错误的。
BIM怎么工作呢?要运用BIM软件,首先要创建一个BIM数据库,参与者都可以从数据库中调取数据,并能将修订后的数据保存在数据库内,这个过程需要BIM标准,从读取数据、用软件工作、完成数据成果,到给别人任务,这种循环过程才是BIM工作的过程。我把这种过程定义为“聚合信息,为我所用”。
在一份中国BIM采用率调查表中,中国的排名仅略高于印度,平均值为15%,全国的BIM用户与全国所有用户的比值不大于20%,从中我们知道购买的占20%,真正使用的才15%,用BIM做碰撞检查或者优化设计,创造的价值小于25%,将这些数值相乘等于0.75%。也就是说中国的BIM创造的价值还不足1%。建设部从2011年开始推动BIM的应用,2015年发布了指导意见;上海市政府发布了《BIM三年发展指南和实施计划》;从2007年起,我国一些大企业陆续与国外BIM研发的大企业签订了战略合作协议,我们做了这么多,价值却只发挥了不到1%,这个现象值得我们深思。
英国人说“群体从不渴求真理,他们总会把不符合自己口味的东西驱置一旁”,在群体之下,BIM也不知道自己要往哪个方向发展,即使有个体认为不对,但大潮流是这么走也就顺着走了,从众心理,长于模仿、短于创新,这是我国企业最大的问题,很不幸,也发生在BIM身上。
建筑工程从政府审批、业主策划、规划审批、绿色评价、设计、水暖电施工、施工审查,及到运维,这一系列工作以往需要用纸质交换或者U盘交换,现在都可以用BIM实现。我们也想自主研发BIM的应用软件,但“皮”长在别人身上,研究毛发有什么用呢?我国BIM发展到今天出现“上不着天下不着地”的尴尬局面,难道不是BIM软件的问题?难道不是实施模式的问题?加拿大一份调研报告指出,BIM用户仅限于了解软件开发商的名字,不同的软件厂商生产的产品功能互相交叉,交互边界难以确定,利益难以协调,信息难以协同,要想依靠软件开发商来推进BIM的实施是不可能的。
美国推崇IFC-BIM,这个体系也得到了很多国家的认可。IFC(Industry Foundation Classes)标准是IAI(International Alliance of Interoperability)组织制定的建筑工程数据交换标准。IFC-BIM具备三大特点:1、面向建筑工程领域,主要是工业与民用建筑;2、公开、开放;3、是一种数据交换标准,用于异质系统交换和共享数据。
美国IFC-BIM标准用16开的纸张显示,第二版为468页,第三版为3100页,软件商如何将这些标准放入产品里,使用户顺利使用?事实证明美国BIM不能直接应用于中国,只有依托领域工程与任务封装的原理以及互联网精神,依靠群众的力量,由中国的建筑企业、BIM咨询企业与软件开发企业共同合作,才能真正实现中国BIM之梦。这迫使我们不得不考虑另外找一条出路。
首先,从工程机构和数据流程来看,包括设计交底、施工图设计、施工实施,这个过程可以简化为设计模型、施工的合约模型、施工实施竣工模型,加上中间的施工变更模型,运维模型。
中国BIM应该建立属于自己的实施模式,即P-BIM模式。根据不同的建筑领域建立不同的BIM实施模式,对各领域项目进行不同的项目分解,针对不同领域项目、子项目的任务制订专门的信息创建与交换标准,为各个专业承包商与从业者开发帮助他们完成工作业务的专业软件与协调软件,创建符合每个工作任务需要的子模型,并将虚拟模型与现场实建实体模型进行对比分析,指导现场。
P-BIM模式可以从以下六方面进行解读。
1、Projet-BIM领域项目分析。建筑业包含了多个领域(例如铁路工程、公路工程及电力工程等),不同领域的建筑项目拥有不同的专业技术特点、管理模式与发展阶段,中国BIM将为各个领域制定专门的BIM标准体系,正如现在建筑业的房屋与铁路分别拥有自己的设计施工专业标准。
2、Professional-BIM领域专业分析。将领域项目内所有工作以信息弱相关和强相关为依据分解为地基工程、结构工程、机电工程(按施工顺序)、室内工程、外装工程及室外工程(按作业面)等六个子项目。每个子项目工作由多个任务组成。子项目间为弱相关,子项目任务间为强相关信息。
3、Practice –BIM领域子项目内实践(业务)分析。重点解决领域工程的软件复用技术,根据每项工作的目标、信息需求、信息标准、管理流程等进行软件需求分析,满足业务要求,应用灵活且能满足传统实施方式的领域信息工程技术开发BIM软件。
4、Proprietary-BIM专门信息标准。按照项目参与者的信息需求,编制专门的信息交换标准,把现在及今后开发的所有软件功能区分专业功能和BIM功能。
5、Play-well用好模型。尽管我们一直宣称用BIM技术可以在施工前在电脑里把房子虚拟的造一遍,所见即所得。但我们在电脑里看到的绝非我们最终所建造的房子。实际施工受环境、工艺、设备以及管理等影响,不可避免的会有这样那样的误差与调整,实际所建的房子不可能与设计模型完全一致。要想用好模型就必须用各种手段把现场实现施工的结果建到模型中去,与设计模型对比分析,发现问题及时纠偏。
6、Public-BIM。P-BIM很重要的一条是大众用户路线,施工人员用手机建模,利用互联网及时传递信息。建设行业各领域实施P-BIM,管理任务模型开发刚刚开始,门坎底,有无限商机,是创办小微企业的业务机遇。
所有的软件围绕BIM做工作,用P-BIM使所有人员都能参与,体现了大众创业、万众创新的精神,开发适合自己的应用软件,实现技术指导。
本课题针对当前建筑信息模型(Building Information Modeiling, BIM)技术应用于建筑业信息化存在的问题和迫切需求,通过引入国际上新兴的云计算技术,基于国际建筑工业IFC 标准,构建一个面向建筑全生命期各阶段和不同应用的BIM 结构体系,提出面向建设项目多参与方分阶段递进式的BIM建模方法,研究BIM 数据分布存储及管理、BIM 数据集成及融合、BIM 数据提取与交换以及基于过程的BIM 服务及应用等关键技术,开发基于云计算的BIM 集成与应用服务平台(BIM Integration and Server Platform, BIMISP)。为建筑全生命期BIM 创建和应用提供一套完整的理论、方法、技术和平台支持,实现了BIM 信息在建设项目规划、设计、施工和运行维护全过程的全局共享、无损传递和充分利用。 研究成果为建筑全生命期BIM创建和应用提供了一套完整的理论、方法、技术和平台支持,对于完善BIM 的理论和技术体系具有创新性。所开发的基于云计算的BIM 集成与应用服务平台,对于促进BIM深度应用,提高BIM应用水平,具有广阔的应用前景,可产生很大的社会、经济效益。 2100433B