[发明专利]基于IFC扩展的运维5D-BIM数据集成共享系统

说明书

本发明公开了基于IFC扩展的运维5D‑BIM数据集成共享系统，其中5D‑BIM是在BIM三维信息模型的基础上，附加时间维、监测传感维两个维度；本发明实现BIM维度扩展与应用逻辑的分离，能根据IFC扩展定义来动态构建实例化的实体与属性对象，将现有的3D建筑信息模型，与监测数据、时间进度数据衔接，在容器中实现5D‑BIM模型的实例；工具提供Web Sevices接口，外部应用系统可以通过接口调用5D‑BIM模型实例，实现运维可视化。也可以导出IFC格式的运维5D‑BIM数据文件，支持IFC格式的运维应用系统可导入直接应用，显著简化运维应用系统的开发。

技术领域

本发明涉及建筑信息技术领域，特别涉及基于IFC扩展的运维5D-BIM数据集成共享系统。

背景技术

随着社会发展，建筑工程的数量、规模迅速扩大，建筑工程的运维需求逐渐凸显。特别在以桥梁为代表的基础设施领域，传统的依赖人工和二维图纸的桥梁运维管养方法难以为继。建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)是对工程项目设施实体与功能特征的数字化表达，能够实现对工程对象的完整描述和记录，是解决建筑项目全生命周期信息共享、集成化管理的有效解决方案。

BIM核心模型图元数据结构为三维模型数据，如何根据全生命周期不同阶段的应用需求，对BIM数据进行扩展和集成，是BIM技术推广应用的关键技术问题。BIM与数据的扩展集成有多种方式，其中实现业务数据与BIM的紧密关联，同步共享的nD-BIM被认为实现面向应用的BIM集成化管理的规范模式。目前BIM在施工、智慧建造、成本控制等建设期应用领域已经出现较多集成化应用，如广联达、鲁班等公司提供3D信息模型与进度集成的4D BIM集成产品，与进度、成本费用集成的5D-BIM集成产品等。但针对运维的BIM扩展集成应用的研究还不多，没有专门的技术和产品解决面向运维应用的BIM扩展集成问题。

在当前BIM应用中，BIM数据维度扩展主要采取IFC(Industry FoundationClasses，工业基础类)扩展来实现的。IFC是国际协同工作联盟(IAI)制定、ISO接受的BIM开放数据表达和交换标准，为面向全生命周期的建筑信息共享交换提供了标准的数据定义、模型和格式，是被广泛接受的解决BIM软件之间数据交换和互操作的重要标准，为实现面向运维的BIM扩展提供了技术框架。

IFC标准是面向对象的数据模型体系，可以描述真实的物理对象，也可以表达空间、组织关系、过程等抽象概念。信息模型的描述方法由IFC实体、属性和关系组成。实体是IFC信息交换的载体，其它类型信息是以属性值方式作为实体属性存在。这种架构有利于建立清晰的框架和信息表达机制，方便对IFC实体进行扩展。由于建筑工程生命周期长，涉及的应用环节多，信息量庞大，IFC标准无法覆盖各种应用需求实体的表述。最新的IFC4 ADD2版本包含812个实体定义。当已定义的实体类型无法满足需求，可以根据需要对实体类型进行扩展。

为了满足不同领域的需求，IFC提供了三种扩展机制，分别为基于IFCProxy实体的扩展，基于属性集的扩展，基于新增实体扩展。为建立以构件实体为基础的多维信息模型集成提供基础。上述三种扩展方法均可用于BIM信息模型的维度扩展。

目前国外的nD-BIM数据集成管理平台包括IFC Model Server、EDM ModelServer、Eurostep等产品，侧重于某个具体应用方向的BIM维度扩展，不同应用间BIM数据的共享交换和多个BIM的模型的关联存储。国内的Luban Cooperation协同平台、广联达BIM5D施工协同管理平台、云建信4D BIM平台等产品侧重于针对成本、进度等具体应用的BIM维度扩展和数据集成，不能为某领域应用提供复用的技术架构。国内清华大学、上海交通大学、重庆交通大学、陆军工程大学等高校开展了面向BIM维度扩展、运维BIM应用等研究，但仍处于方法验证和应用开发阶段。总结现有技术的问题包括：