建筑施工IFC数据描述标准的研究

IFC标准是国际协同工作联盟IAI发布的建筑产品数据描述标准, IFC标准提供了建筑产品大部分信息模型的定义和描述。但是, 在建筑施工领域IFC标准的模型体系尚不完善, 无法完全满足建筑施工IFC数据描述的需求。本文通过对IFC标准的体系结构、数据描述方法、扩展机制和应用流程的系统研究, 建立面向建筑施工的IFC数据扩展模型, 编制了建筑施工IFC数据描述标准, 并通过工程实际应用验证了模型和标准的可行性和适用性, 提出了对IFC标准进一步研究和应用的建议。     

基于IFC的桥梁病害信息可视化表达

基于建筑信息模型(BIM)技术的桥梁设计、施工和管养一体化,是未来桥梁工程发展的必然趋势。正确表达和不断更新运营中的桥梁病害,直观展示和基于动态病害信息的桥梁技术状况智能评价,是桥梁智能化管养追求的目标,亟待深入研究。本文提出一种依附构件几何特征的桥梁病害信息表达技术。该技术基于工业基础类(IFC)模式,遵循IFC语法和文件结构,描述构件几何特征信息的IFC表达。在此基础上,将桥梁病害信息几何化,进一步推演病害信息的IFC描述,最终得到普遍适用的桥梁病害信息IFC语句,实现对桥梁病害信息的可视化表达。该算法基于构件的几何特征,可确保病害的准确、直观表达,且可以实现病害信息的动态更新和展示发展历程。对于任意桥梁表观病害,只需依据具体病害信息生成IFC语句,并更新桥梁BIM模型的IFC文件,生成新的带病害信息IFC文件,即可实现病害信息在桥梁三维模型中的可视化表达。     

BIM与GIS数据集成:IFC与CityGML建筑几何语义信息互操作技术

近年来,建筑信息模型(BIM)与地理信息系统(GIS)的集成应用越来越广泛且深入,不同专业领域通过简单模型转换实现信息交互的方法由于只保留了少量的语义信息从而导致了应用的分散和独立,局限性十分明显。IFC和CityGML分别为BIM和GIS领域内通用的数据模型标准,两者之间的几何和语义信息共享将为BIM和GIS的集成奠定基础。本文基于IFC和CityGML标准,提出IFC几何要素过滤方法以及IFC到CityGML的语义映射规则,为IFC与CityGML建筑模型的几何、语义信息互操作提供一种通用手段,并通过实例进行了验证。     

IFC4 流程实体在 4D 施工信息模型创建中的应用

针对传统 4D 施工信息模型在应用过程中难以实现耦合进度信息的完整数据交互,引入 BIM 领域最新的国际标准（IFC4 标准）,对 4D-BIM 模型中的进度信息与三维模型信息进行标准化统一描述,并以 Microsoft Visual Studio 2015 为开发平台,采用开源的 xBIM Toolkit 工具包,开发基于 IFC4 的 4D-BIM 施工信息模型创建系统,在进度计划编制过程中完成具体作业与构件间的关联,以提高 4D-BIM 模型创建人员的效率,由此形成的标准化 4D 施工信息模型,不仅增加了 IFC 标准在进度管理领域的应用深度,又可为实现 4D-BIM 在不同软件间的无损数据传递提供新的思路。     

基于IFC标准的盾构隧道结构数据模型研究

为促进盾构隧道工程生命周期各阶段之间的信息共享,建立统一的盾构隧道信息管理标准,对IFC标准进行了盾构隧道结构相关的扩展,提出了基于IFC标准的盾构隧道数据模型。通过对现有的IFC标准中关于工程对象描述方法的分析,确定了扩展的方向和范围。选取盾构隧道管片结构为研究对象,结合盾构隧道结构的特点,在现有IFC标准关于空间结构定义的基础上,建立隧道整体、隧道分部、衬砌空间和管片环等逐级细化的空间结构表达;在现有IFC标准关于物理元素描述的基础上,重点建立管片块的物理元素表达;为空间和物理结构建立包含其常见属性的属性集合并通过关系实体将建立的各类描述实体、属性集合之间建立关联关系。通过上述针对盾构隧道的IFC扩展,实现了基于IFC的盾构隧道信息模型的数据表达,为建立盾构隧道信息模型提供了数据组织结构和存储标准,有助于实现岩土工程信息化。     

基于IFC的隧道施工信息集成模型及管理信息系统

随着隧道施工信息采集技术的发展,隧道多元信息繁杂抽象及数据异构性问题日益突出,为此基于BIM的IFC标准开发隧道施工管理信息系统。首先,分析了基于IFC标准的隧道动态反馈分析系统的功能模块和数据流程,研究了IFC标准的隧道模型表达方法;其次,从隧道种类、隧道结构和属性集合等方面出发,实现IFC标准在隧道领域的拓展,建立了施工多元监测信息和反馈分析信息集成模型;最后,引入反馈分析计算程序模块,借助IFC Engine DLL和Direct3D图形引擎,开发了具有IFC模型属性读写、格式解析和三维可视化展示功能的反馈分析管理信息系统(MIS),完成了系统程序的编写。初步应用表明,该系统功能令人满意,为隧道施工信息管理可视化分析提供了新的手段。     

基于IFC标准的BIM模型编程语言解析方法研究

IFC标准定义了建筑信息模型交换的数据格式,为面向建筑全生命周期的信息交换和共享提供了标准的数据定义和数据模型,是目前对建筑信息描述最全面、最详细的标准,是解决建筑行业BIM软件之间数据交换性和互操作性问题的重要标准。但是IFC基于EXPRESS语言来定义建筑信息交换与共享,EXPRESS语言本身不是编程语言且不可被计算机编译执行,因此使用计算机编程语言解析和处理基于IFC标准的BIM模型,是BIM软件开发的基础和关键技术。本研究利用开源的Java插件,解析基于IFC的BIM模型,生成相对应的IFC实体类,在此基础上,利用Java语言来具体编程实现不同的应用功能,为下一步的基于IFC标准的土木建筑工程BIM软件开发奠定了基础。     

基于IFC/IDM/MVD的建筑工程项目进度管理信息模型开发方法

BIM技术已经深入到我国建筑领域的各个方面,但是各专业之间的合作效率依然无法提高,其主要原因是缺乏统一的信息交换标准以及集成的协同工作平台。本文通过阐述IFC/IDM/MVD开发方法及创建流程步骤,以building SMART组织提出的国际标准格式,对MVD的Diagram,Concept,Document三大模块进行了视图化实现,使进度管理过程中信息传递更加流畅;开发了工程项目进度管理阶段的BIM应用流程,并通过流程图的信息交换过程定义了信息交付手册(IDM)中相应的信息交换需求;将IFC标准数据格式绑定模型的信息交换需求,对MVD的各个概念进行模块化描述,使基于此模型开发的BIM应用软件可交互使用,保证了语义与逻辑的一致性;最后验证了绑定IFC子模型的信息内容,并整合到mvd XML格式的Ifc Doc工具中,为基于IFC的工程项目进度管理信息系统的开发提供了依据。     

基于BIM 的项目文本信息集成方法研究

建筑领域文本信息管理难度大、利用效率低,基于建筑信息模型（BIM）的文本信息集成管理可极大地提高建设项目管理的效率。在介绍BIM 的概念和数据交换标准（IFC）的基础上,提出了基于BIM 的中文文本信息集成方法:基于向量空间模型进行建筑文本分类;利用Revit API 提取模型对象的属性信息并生成查询向量,通过计算其与文本向量的相似度,检索出与模型对象相关的文本文档;利用IFC 提供的外部资源引用将文本关联到BIM 模型,实现文本信息与项目模型的集成。运用该方法从Revit 模型中提取了楼板属性信息并在楼板与文本间建立了关联关系,验证了该方法的可行性。该方法可为基于BIM 的建筑文档集成管理系统的开发提供支持。     

基于IFC的建筑结构施工图设计信息模型描述

为解决建筑结构设计信息在工程的后续阶段信息重用和共享困难的问题,本文引入国际工业基础类IFC(Industry Foundation Classes)标准研究建筑结构施工图设计信息模型。通过分析钢筋混凝土结构施工图设计BIM (Building Information Model)数据需求,利用IFC的建筑结构信息模型描述方法和模型扩展机制,构建了建筑结构施工图设计的IFC扩展模型,并基于该模型开发了钢筋混凝土结构施工图设计原型系统。系统应用表明,施工图设计模型可自动转化为工程算量模型,进行工程算量统计和分析,实现设计信息的无损交换与充分共享,从而验证了建筑结构施工图IFC扩展模型的可行性。     

IFC标准在我国建筑工程成本预算中应用的基本问题探讨

本文旨在对近年来迅速发展的BIM的主流标准IFC标准在我国建筑工程成本预算中应用的可能性及方法等基本问题进行探讨。通过对现行成本预算方法和标准以及IFC标准的分析,求证应用IFC标准带来的问题及解决方案。提出了包含7个方面信息的成本预算信息需求模型,探讨了IFC标准对所需信息的表达方法及完备性并建立了成本信息模型。结果表明,IFC标准总体上可实现对成本预算信息的表达,所建立的信息模型是具有一般性的建筑工程成本预算信息模型。     

基于语义本体的桥梁结构智能化本体模型

针对现有BIM技术难以实现桥梁运营过程中海量数据的智能化检索和知识推理的问题,本文提出了基于语义本体的桥梁管养信息智能化本体模型。以连续刚构桥为依托,在BIM模型中,利用IFC标准表达桥梁结构单元与管养信息,分析IFC与OWL的信息转换机制,建立信息转换框架,获取知识图谱数据来源,构建桥梁结构、检测信息、监测信息的本体知识图谱,实现桥梁运维信息的智能化检索和知识推理模型构建;基于SPARQL检索语言实现对模型的验证,通过语义关系检索,验证检索信息的正确性,利用SWRL语言和JESS推理机,在Protégé软件环境中推理桥梁结构混凝土强度等级,通过领域共识验证推理结果的正确性。该方法的提出,为桥梁管养智能化发展提供新的思路,具有一定的参考价值和实际工程意义。     

基于IFC标准结构工程产品模型构造和扩展

根据结构分析所涵盖的信息,构造和设计了结构产品模型信息基本框架,并对结构几何信息模型、荷载信息模型、分析信息模型的基本组成进行定义和表达。在基于IFC的EXPRESS-G图表达规范基础上,分别从几何信息模型、荷载信息模型、分析信息模型三个方面对IFC标准的结构产品模型缺失信息进行扩展,从而全面完善IFC标准的结构信息模型基本框架,以促进建筑结构设计过程中信息的有效交换。     

工程设计模型数据库应用系统开发

IFC标准所建立的工程设计模型包含海量的数据信息和复杂的非图形信息,不利于设计者对数据信息的有效查询和管理。通过对IFC模型数据集成机制和EXPRESS数据类型映射规则分析,结合IFC中性文件交换技术和标准数据访问接口原理,以及工程设计模型数据信息的特点,在基于PKPM的CFG图形显示平台上设计和开发了工程模型数据库应用系统。通过对北京某一体育馆IFC格式模型的读取,对该系统所提供的用于模型的读取、查询、创建、二维显示等管理功能进行实际应用。结果表明,该系统有助于提高设计者对基于IFC格式的工程设计模型数据信息的日常维护和管理操作。     

钢筋混凝土剪力墙结构深化设计MVD研究与应用

工业基础类标准(IFC)是BIM的数据存储交换标准,其基于面向对象的思想定义了建筑领域全生命期的各种实体。模型视图定义(MVD)是面向某一信息交换需求的IFC子集,为满足特定信息交换场景的具有明确规定和语义的数据存储模式。本文基于IFC标准探究了钢筋混凝土构件数据定义和组织的方法,扩展了结构单元领域中的组实体,增加了结构元素组实体和结构体系实体,以满足混凝土结构体系信息交换需求。另外,在元素构件实体中扩展了结构元素实体,增加了结构构件和结构节点实体,以完善结构体系中结构元素的信息描述。为完整清晰地传递钢筋信息,丰富了钢筋实体和钢筋附属件实体。基于扩展的实体给出了钢筋混凝土剪力墙结构深化设计MVD的数据架构,并基于PKPM BIM System开发了结构深化设计工具。最终,通过本文提出的深化设计MVD实现了深化设计模型和结构模型之间的数据传递,验证了其合理性和有效性。     

从节能设计IFC数据生成IDF数据的机制及关键算法

为研制基于BIM技术的建筑节能设计软件,需要实现从IFC数据到能耗模拟软件所需数据的转换。目前国内外已经有一些相关研究,但其具体转换机制和算法并未公开,也没有实现商业化应用。本研究首先建立了建筑节能设计信息需求模型,然后通过分析IFC标准和主流能耗模拟内核EnergyPlus的IDF格式分别建立起了基于IFC标准和IDF格式的建筑节能设计信息模型,之后在该模型的基础上,通过解决一些关键算法建立并实现了由节能设计IFC数据生成ID F数据的转换机制。实际X-程的应用表明所建立的机制能大大提高建模效率。本研究为开发基于B IM技术的我国建筑节能设计软件奠定了基础。     

基于IFC标准的建筑施工信息模型

为了解决当前建筑施工中信息共享问题,基于IFC标准对建筑施工信息组织与表达方式进行研究。通过对建筑施工过程信息需求分析,建立起以B IM为载体的施工统一信息模型;按照IFC标准对建筑信息的定义,把施工统一信息模型分为过程信息模型、资源信息模型和成本信息模型;通过建立与IFC数据实体一致的类和结构体,对IFC标准对所需信息的表达方法进行研究,进而建立起各自的模型。提出的施工信息统一模型基于B IM技术,采用IFC标准为数据表示和交换规范,不依赖于具体的施工流程和信息管理系统,为促进建筑施工过程中不同专业和部门的信息共享和协作提供了支持。     

IFC深入解析及三维可视化

随着建筑信息模型的应用越来越深入,不同专业领域通过多种软件之间简单模型转换导致语义信息部分缺失而难以全面共享,无法实现BIM技术真正的含义。一种软件对于数据标准的支持实际上就是支持对数据的读写,IFC标准作为BIM领域的主要数据模型标准,具有多种几何表达方式,可面向设计应用,含有丰富的建筑语义信息,因而需要通过构建标准化的数据接口来实现BIM的价值。本文基于IFC标准,深入研究IFC构件信息的几何形状表达方法以及构件信息的分解,通过局部坐标转换得到世界坐标系下构件的点坐标信息,最终在三维图像引擎Direct X 11中通过Delaunay三角剖分生成表面模型,为后续室内导航奠定基础。实验证明,本文深入研究的解析方法和可视化技术路线切实可行,期望为从事相关工作的建筑信息化科研人员提供有效参考。     

基于IFC标准的隧道工程信息传递研究

近年来,BIM技术在各个工程领域已经得到了广泛的应用,BIM技术的基础是数据标准,只有通过合适的数据标准才能达到信息共享的目的。BIM技术的主流数据标准是IFC标准,本文借鉴国外IFC标准的制定经验以及对IFC标准的研究,定义了隧道工程建筑模型与投资分析模型、进度分析模型以及安全分析模型之间信息传递的模型视图,为最终的BIM-5D信息共享管理平台的构建提供了基本的依据。     

模型视图定义在结构分析模型中的研究

在建筑设计工作中,不同专业BIM软件间的模型交互障碍是影响当前BIM发展的掣肘。利用国际通用的BIM数据标准,即IFC(Industry Foundation Classes)标准,可为解决上述问题提供基础支持。在IFC标准应用过程中,IFC实体对象需要和具体信息进行绑定,因而标准化的模型视图定义(Model View Definition,MVD)被提了出来。本文介绍了MVD标准格式,包括三大构成模块Concept(概念)、Diagram(图表)和相应的Document(文档)描述,并尝试将这个标准与结构分析模型的标准化表达相结合,与IFC实体对象进行关联,对实现结构分析模型的数据共享与转换工作具有指导意义。