[发明专利]基于IFC数据交互的工程项目信息交付集成管理系统

摘要

本发明涉及基于IFC数据交互的工程信息交付与共享集成管理系统。该信息交付与共享方法包括首先绘出建筑方数据流程图，编制信息交付需求定义表格，建立信息交付IDM标准，然后采用编程手段，选择基于.NET平台开发的BIM软件Revit，用C#编程语言，利用编程软件Visual Studio 2015进行Revit的二次开发的编程，给Revit建立一个接口，将标准插入进去，创建自定义面板，在Revit中插入三个按钮，分别实现①根据选中的构件元素，显示其需求定义；②分类查找需求定义；③查看需求定义表格这三个功能，对Revit进行二次开发，完成信息交付全过程。该信息集成管理系统包括其信息交付平台结构可分为数据源、结构层、数据层、模型层、交付层、平台层以及界面层模块。本发明利用IFC信息标准实现了BIM模型的信息标准化给付。

主权项

一种基于IFC的信息交付与共享方法，其特征是，包括以下步骤：第一步、基于IFC体系的信息需求交付流程：S1.对IFC模型文件进行数据结构分析；S2.提取IFC模型文件中的几何信息，利用业务流程建模标记方法(Business Process Modeling Notation，BPMN)来绘制IFC信息交付流程图；S3.利用交付需求定义表格，以专业进行分类，以工程项目参与方为交付对象，每张需求表格包括各专业创建的模型内容及与模型接收方的信息交付需求，不同的模型接收方对于同一模型有不同的需求，不但覆盖了该专业BIM模型的所有对象及属性，同时明确信息接收方的对象及属性的交付需求；S4.通过商业规则，可以改变使用信息模型的结果而无需对信息模型本身做出改变。这使得信息交付手册IDM(Information Delivery Manual)在使用中更加灵活，同时也为数据信息模型视图MVD(Model View Definition)的定义提供了参考。每个IDM标准都需附加对其进行简单描述的文字信息。为了IDM标准制定的规范化，需要事先定制描述模板，模板中罗列一份标准定义所需包含的全部信息，使用者只需填入相应的内容。第二步、根据第一步所得IFC信息交付流程图，设计IFC标准体系中数据的交付流程，将需求交付流程中的需求转化成信息，显示BIM工程项目的三维模型：T1.在充分研究的基础上对IDM标准进行定义，该定义要经过反复的验证才能确定；确定数据交付需求。数据接收者根据应用软件的输入确定信息交换需求，这些交换需求以自然语言描述。查询并定义主体实体。根据信息交换需求确定主体实体，可以按照领域信息和关键字检索主体实体，然后为实体设定过滤条件，并为显示属性设定读写方式。查询并定义辅助实体。辅助实体包括类型实体、属性集实体以及关系实体等。查询并定义预定义属性集。查询并定义数据存储字典IFD(International Framework for Dictionaries)属性集。根据信息交换需求选择其中的部分或全部参与子模型的信息交付。T2.IFC实体与最终的IDM标准进行映射，形成信息子模型；首先初始化IDM并读取，生成实体类型列表。然后对实体列表中的每一个类型进行遍历，并根据实体类型在数据库中查询对应的数据库记录，对数据库记录集进行遍历。最后将提取的实体添加到数据库中，数据的提取过程不删除数据库中的记录。T3.根据软件交付的需求进行模型视图定义，生成MVD，对信息子模型进行集成，建立BIM模型，并对模型进行验证；读取信息子模型，子模型视图中记录着实体属性的访问方式；建立能够独立交换的实体实例列表；对该列表中的实体实例进行遍历，并执行实体提交过程；结束步、IFC信息标准扩展，整个方法结束。优选地，第一步基于业务流程建模标记方法(Business Process Modeling Notation，BPMN)；BPMN的组成部分包括：(1)事件(Event)，分为开始事件(Start Event)、中间事件(Intermediate Event)和结束事件(End Event)；(2)活动(Activity)，包括任务(Task)、子流程(Sub Process)和调用活动(Call Activity)；(3)网关(Gateway)，用于做决策；(4)流量(Flow)，包括顺序流(Sequence Flow)、消息流(Message Flow)、关联(Association)和数据关联(Data Association)；(5)数据(Data)；(6)模块(Artifact)，包括组(Group)和文字注释(Text Annotation)；(7)泳道(Swimlane)，代表描述的流程，分为巷(Lane)和池(Pool)。第一步的S2，流程图设计规则为：(1)顺序流用以显示活动在此流程中的顺序，无法跨越子流程和池的边界；(2)消息流用以显示参与者之间的沟通，无法连接同一池中的对象；(3)边界事件最多只能有一个外出顺序流，此事件不得有进入顺序流；(4)子流程必须有一个开始事件；第一步的S3，对于一组对象与属性，共有三个选项，其中针对接收方确定不需要的属性为空白，“需要Require”(R)针对必须项，“可选Option”(O)针对可有可无的属性，通过“R/O/不填”来定义信息交付需要的对象与属性。第一步的S4，商业规则包括标题和规则描述表格两部分。标题部分提供了相关商业规则的管理信息，用于介绍IDM标准所属的专业(模型创建方)和模型接收方(项目参与方)，以及适用范围，同时包含标准编号、作者信息、版本号信息以及更改日志，以便进行修订与管理。优选地，结束步中，IFC信息标准扩展包括基于IfcProxy实体的扩展、基于属性集的扩展和基于增加实体定义的扩展。上述基于IFC数据交互的工程项目信息交付与共享方法，通过对IFC模型文件进行解析并分析需求交付流程和数据交付流程，再通过业务流程建模标记方法、流程图设计和商业规则，最终实现基于BIM模型信息的各项目参与信息的选择性调用和提取。本发明还提出：一种基于IFC数据交互的信息集成管理系统，其特征是，包括系统数据源，以及分别与系统数据库通信连接的界面层、平台层、交付层、模型层、数据层、接口层；所述数据交互模块用以将BIM工程项目数据转换为IFC格式数据、并存入系统数据库；所述信息查询模块用以从系统数据库中获取相应数据，并将IFC交互信息集成结果显示于Revit软件API接口，采用前文所述方法将BIM工程项目的三维模型与IFC交互信息相结合，以及在Revit软件中设计面向用户提供文本化数据的浏览查询功能。根据基于IFC的工程利益相关者信息交付模型的功能及组成，其信息交付平台结构可分为数据源、结构层、数据层、模型层、交付层、平台层以及界面层。优选地，所述界面层模块包括：通过界面层，实现用户与利益相关者信息交付模型的交互。这种交互包括两方面：一方面是用户对模型进行检查、修改、功能调用等，比如用户进行资源查询、模型浏览、实际成本信息和进度信息录入；另一方面是利益相关者信息模型向用户反馈信息，例如，反馈成本超支预警、进度超期预警、合同执行预警以及模型维护需求等信息。所述平台层模块包括：平台层包含多维度可视化平台、信息交付平台和移动终端交互平台三个组成部分。其中，多维度可视化平台是从资源、质量、进度、成本以及各参与方等多个维度出发，向用户展示模型的不同视角；移动终端交互平台是服务于现场办公的，可以使施工方在施工现场即可读取、操作、控制施工进程；信息交付平台是依据基于IFC的信息交付标准对模型进行映射与集成，输入到多维度可视化平台和移动终端交互平台中，同时包含了对成本、进度、合同、资源、图纸等的管理功能以及碰撞检查功能。所述交付层模块包括：交互层是信息从模型到平台的核心处理层，包括IFC标准体系、各利益相关者信息交付需求与流程和商业规则四个模块，其中涉及到数据层的数据交付与数据扩展和模型层的需求信息交付定义与流程描述，本文第三、四章对此进行了详细介绍。所述模型层模块包括：模型层主要是集合了信息交付平台所需的所有模型，包含了业主、设计工程师、承包商以及专业分包商和制造商四个利益相关方各自的模型，还有扩展属性信息模型和维护维修信息模型两个辅助模型。所述数据层模块包括：数据层是信息交付模型功能实现的基础，集合了信息交付模型所需的数据信息，包含建筑信息数据、设备设施数据、数据集访问、三维模型数据、IFC扩展属性数据、分析决策标准数据、账户管理数据、上下游数据以及本地离线数据，这些数据信息都在数据库中实现存储、查询、修改以及应用。其中，建筑信息数据是由支持IFC标准的BIM建模软件提供，包含了建设项目所有参与方的三维模型及其工程量信息，IFC标准作为现行建筑行业软件通用的文件存储标准，能够有效支持诸多专业软件之间的数据交互利用。数据层与模型层之间主要以MVD为传递标准。所述接口层模块包括：接口层是连接数据源和数据层的桥梁，由IFC解析器、IFC标准、Web访问接口、本地数据访问接口和文件导入导出接口组成。与数据源之间通过IFD来验证，以保证数据的准确性；与数据层之间通过IDM来完成子数据模块的提取与集成，保证数据的完整性。所述数据源模块包括：数据源是信息交付平台的源文件，包含了建筑图纸、扩展信息文件、基本信息文件和IFC标准文件四部分。数据源是工程利益相关者信息交付平台的初始数据，依据平台交付的需求，数据源越精细、全面，信息交付平台的功能和可操作性越完善，其所能起到的作用越大。上述基于IFC数据交互的工程项目信息交付集成管理方法，对工程项目利益相关者信息交付平台进行了功能分析和标准定义，并设计出了着眼于工程项目利益相关者间的信息交付平台框架，建立基于IFC标准的工程项目利益相关者信息交付平台，为基于BIM的信息协同管理的设计方案与软件的开发提供参考，致力于改善与提高工程项目的综合效益，推动建筑业转型，促进建筑信息化发展。