謝 允

(阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系 安徽阜陽 236000)

目前，中國當前正面臨著大規(guī)模的基本建設(shè)，建筑業(yè)作為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)已進入快速發(fā)展期。建筑業(yè)在快速發(fā)展的同時，主要存在著以下問題：技術(shù)與管理水平相對落后、建筑資源消耗浪費嚴重、建筑信息化程度水平較低和建筑業(yè)亟需高質(zhì)量發(fā)展。針對目前建筑業(yè)向低污染、低能耗及綠色可持續(xù)發(fā)展方向的發(fā)展趨勢，現(xiàn)有的二維平面圖紙所承載的信息已不能滿足業(yè)主等各方的信息需求[1]。利用BIM(building information modeling)技術(shù)搭建施工管理平臺進行施工項目綜合管理，實現(xiàn)精確的成本、進度和質(zhì)量安全的管控，可節(jié)約資源、保護環(huán)境，提升建筑施工企業(yè)市場競爭力。

1平臺功能設(shè)計

基于BIM技術(shù)、信息技術(shù)和互聯(lián)技術(shù)搭建項目施工階段綜合管理平臺，方便設(shè)計、建設(shè)、施工、監(jiān)理、咨詢等參與方對項目進行協(xié)同管理，在平臺上進行成本、進度計劃、資源需求、質(zhì)量、安全、碰撞檢查等進行集成化管理；利BIM施工模型和綜合平臺，對管線綜合等復(fù)雜施工工藝進行施工模擬和三維技術(shù)交底等[2]；同時，集成各分包單位的專業(yè)模型，管理各分包單位的深化設(shè)計和專業(yè)協(xié)調(diào)工作，如圖1所示。

圖1 BIM模型功能應(yīng)用架結(jié)構(gòu)

2關(guān)鍵技術(shù)

2.1建筑信息模型BIM技術(shù)

BIM技術(shù)是建筑行業(yè)的新工具，其核心是通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)，為模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫。借助包含建筑工程信息的三維模型，提高了建筑工程的信息集成化程度，從而為建筑工程項目的相關(guān)利益方提供了一個工程信息交換和共享的平臺。BIM具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性等特征。

2.2數(shù)字建造技術(shù)系統(tǒng)

數(shù)字建造技術(shù)系統(tǒng)(digital construction technology system，DCS)是以存放各種BIM模型的工程數(shù)據(jù)管理(BDM)服務(wù)器集群系統(tǒng)為核心，通過互聯(lián)網(wǎng)與項目各參與方相連。工程開工前，由BIM技術(shù)團隊成員建立初步的BIM模型，隨著工程的進度的推進，各種信息附加在BIM模型上，模型集成的數(shù)據(jù)量逐漸增大，管理和共享的質(zhì)量、安全、進度、成本等數(shù)據(jù)量也越來越大[3]。項目各參建單位都可以實時調(diào)用最新的BIM數(shù)據(jù)，用于項目綜合管理，如圖2所示。

圖2 數(shù)字建造系統(tǒng)(DCS)

2.3 IT信息技術(shù)

信息技術(shù)(information technology，IT)是指用于處理和管控信息所采用的現(xiàn)代科技技術(shù)。利用計算機科學(xué)技術(shù)和基于互聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)等IT技術(shù)手段，進行設(shè)計、開發(fā)、安裝和實施BIM綜合管理應(yīng)用平臺，主要包括數(shù)字傳感技術(shù)、計算機與智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)。當前BIM技術(shù)和IT信息技術(shù)融合的已經(jīng)成熟，實踐應(yīng)用已達到了較高程度，搭建平臺具有技術(shù)上的可行性。

3平臺搭建實現(xiàn)方法

3.1模型輕量化處理

模型輕量化處理主要是對RVT、Catia、Bentley、Naviswork2019(Nwd/Nwc)、IFC、FBX、DAE、OBJ、3DS等文件進行壓縮處理，RVT、Catia、Bentley、Nwd/Nwc輕量化時服務(wù)器需要安裝對應(yīng)的建模軟件。模型輕量化處理程序通過C#控制臺程序編寫，通過iis配置ftp服務(wù)進行上傳文件。具BIM模型文件輕量化處理完成后，會在BIMEngineServerCustomerStationTools/output”路徑下的文件中生成兩個相同文件名的文件。①文件夾中保存的是三維模型渲染數(shù)據(jù)；②DB文件保存的是模型結(jié)構(gòu)屬性信息數(shù)據(jù)。通過Navicat for SQLite工具打開查看表結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)在目錄/template/default/Twodevelopment/table.html下，程序可以通過連接SQLite數(shù)據(jù)庫進行讀取或同步數(shù)據(jù)到指定數(shù)據(jù)庫中[4]。訪問通過iis配置http路徑指定到輕量化完成的./output路徑下：

Varfilepath= 'http：//117.34.118.8：9007/Tools/output/' + File + "/" + File + 'List.json'； AddModel(filepath， MileageID)的方式來加載模型，實現(xiàn)模型的輕量化。

3.2基于.net開發(fā)

3.2.1創(chuàng)建項目 首先在Microsoft Visual Studio2012下創(chuàng)建一個空項目，項目創(chuàng)建一個index.html頁面，項目中引用jquery+css樣式等文件，同時引用引擎包中的"3dEngin.js"，確保3dEngin.js與token.json在同一個地方。

3.2.2創(chuàng)建模型結(jié)構(gòu)樹 在Index.html頁面上，創(chuàng)建模型分部分項結(jié)構(gòu)樹，可以通過其它工具ztree.js等工具和后臺數(shù)據(jù)庫進行交互來實現(xiàn)。在模型分布分項結(jié)構(gòu)樹上，上傳對應(yīng)專業(yè)的模型文件到引擎指定的文件夾中，為了減輕網(wǎng)絡(luò)傳輸將文件壓縮為*.rar格式上傳，模型包含在文件夾中直接壓縮rar，保證rar與模型、文件夾名稱一致。文件名不能有中文和特殊符號， 程序通過ftp協(xié)議進行文件上傳到引擎輕量化指定的input文件夾中，引擎輕量化服務(wù)AutoEnCode.bat，自動檢測input"中的模型，進行輕量化處理，處理結(jié)果存放于同級目錄下的“Output”中，名稱與 模型上傳名稱一致，同時將屬性數(shù)據(jù)另存為DBTemp文件夾中*.db。屬性文件是sqlite輕量化桌面數(shù)據(jù)庫，程序引用微軟提供的“System.Data.SQLite.dll”來讀取*.db文件，批量同步到指定的數(shù)據(jù)庫中。并將屬性文件從DBTemp文件夾中移除(保證數(shù)據(jù)不會重 復(fù)插入)。

3.2.3創(chuàng)建模型渲染區(qū)域 在index.html頁面中創(chuàng)建一個div容器：

《div id="webglContainer" style="height：100%"》《/div》

頁面引用3dEngin.js

《script src="～/Themes/default/Content/Scripts/3dEngine.js》《/script》

頁面加載時，對引擎畫布區(qū)域進行初始化：

《$(function () 》

{ EngineInit("webglContainer"，true，'./lib/cube.glb')； }

divId：展示模型的前臺頁面div標簽的Id值。"webglContainer"

bCube：為true時顯示指南針true

cubePath為方塊的模型文件路徑'./lib/cube.glb'

背景色為引擎默認色，可以通過接口進行設(shè)置背景顏色

3.2.4調(diào)用引擎添加模型進行渲染 在index.html可以通過點擊模型分布分項結(jié)構(gòu)樹，獲取需要加載的模型名稱，如“modeltest”，通過js調(diào)用引擎接口來實現(xiàn)模型的渲染，如下：

《$(function () 》

{

EngineInit("webglContainer"，true，'./lib/cube.glb')；

var filepath = 'http：//127.0.0.1：9007/Tools/output/' + File + "/" + File + 'List.json'； //輕量化服務(wù)器發(fā)布模型輕量化后的output路徑為http網(wǎng)站，

var MileageID='7541'//模型結(jié)構(gòu)樹的id

AddModel(filepath， MileageID)；//引擎加載模型

}

3.2.5引擎模型添加完成監(jiān)控事件 在index.html頁面調(diào)用引擎回調(diào)事件：

function OnLoadModelEnd(tag) {

//tag為加載完成模型的標識

//后續(xù)模型的加載，或其他業(yè)務(wù)接口的設(shè)置，模型透明，構(gòu)件設(shè)置顏色等。

3.2.6模型結(jié)構(gòu)綁定 在index.html對應(yīng)的后臺頁面調(diào)用數(shù)據(jù)庫讀取來自*.db對應(yīng)的model_tree(模型結(jié)構(gòu)表)表，來查詢模型建模的裝配機構(gòu)，此表為子父級樹形表，通過字段“glid”(子集id)與“pGlid”(父級id)來區(qū)分。前臺可以通過屬性控件對構(gòu)件的結(jié)構(gòu)歸屬進行綁定。 *.db對應(yīng)的model_type (模型專業(yè)類型表)表，來查詢模型專業(yè)類型構(gòu)件歸屬表，此表為子父級樹形表，通過字段“glid”(子集id)與“pGlid”(父級id)來區(qū)分。前臺可以通過屬性控件對構(gòu)件的結(jié)構(gòu)歸屬進行綁定。

通過點擊模型結(jié)構(gòu)的層級可以獲取包含的構(gòu)件編號“externalId”，通過編號集合可以對模型構(gòu)件進行控制顯示、隱藏、透明、回復(fù)透明、局部展示等。

以上樣例代碼中的“7541”為模型文件添加時的自定義值。

構(gòu)件局部展示：

《srcipt》ShowActors(GUIDARRAY)《/script》

接口說明：

設(shè)置模型中部分構(gòu)件顯示傳入?yún)?shù)：

GUIDARRAY：為顯示模型構(gòu)件id的集合，id集合可以通過調(diào)用OnSelectionChanged(id)得到，調(diào)用OnSelectionChanged接口時模型操作模式必須是ID拾取模式

返回：0：設(shè)置成功 其它：設(shè)置失敗。

何時調(diào)用：

在BIM輕量化引擎初始化完成調(diào)用，用戶查看模型部分構(gòu)件時可以調(diào)用此接口

調(diào)用方式：

顯示部分構(gòu)件： var actArray = []；

actArray.push('7541_2327')；

actArray.push('7541_77396')；

actArray.push('754133951')；

ShowActors(actArray)；

構(gòu)件著色：

SetActorColor('7541_2327#7541_41736'， 0， 0， 255)；

構(gòu)件透明：

SetActorAlpha('7541_10993#7541_2327'， 0.3)；

構(gòu)件隱藏：

SetActorVisible('7541__10993#7541__2327'， false)；

3.2.7模型構(gòu)件屬性查詢 在index.html 頁面畫布初始化完成后，設(shè)置引擎鼠標模型是為坐標拾取模式，圖下代碼： $(function ()

{

EngineInit("webglContainer"，true，'./lib/cube.glb')；

var filepath = 'http：//127.0.0.1：9007/Tools/output/' + File + "/" + File + 'List.json'；

//輕量化服務(wù)器發(fā)布模型輕量化后的output路徑為http網(wǎng)站，

var MileageID='7541'//模型結(jié)構(gòu)樹的id

SetClickMode(2)；

AddModel(filepath， MileageID)；//引擎加載模型

}

通過調(diào)用引擎回調(diào)函數(shù)可以獲取鼠標點擊構(gòu)件的id：

function OnSelectionChanged(id) {

//guids鼠標點擊模型構(gòu)件的id值，返回結(jié)果格式為"模型id_構(gòu)件id"

var guid=id； //通過獲取的id，在數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的*.db表model_property 查詢選擇構(gòu)件對應(yīng)的屬性。

}

模型查詢結(jié)果如圖3所示。

圖3 模型查詢結(jié)果圖示

4平臺應(yīng)用結(jié)果分析

利用基于BIM的項目施工管理平臺對安徽阜陽建工集團有限公司承建的“阜陽市資福寺安置區(qū)項目”進行全方位、多點面的應(yīng)用和管理，效果良好。

4.1提升協(xié)同效率

BIM技術(shù)基于3D的BIM溝通方式，簡單明確、可視化好、易理解，提高了溝通效率，利用互聯(lián)網(wǎng)+BIM技術(shù)建立的協(xié)同管理平臺，各建設(shè)責(zé)任主體分不角色進行授權(quán)，及時獲得項目精準工程數(shù)據(jù)，避免了傳遞信息不對稱的情況，減少了信息傳遞失真的情況。通過BIM施工管理平臺的綜合協(xié)調(diào)應(yīng)用，減少了人為的錯誤，減少協(xié)同的時間投入，工作效率得以提高。利用現(xiàn)場結(jié)合BIM施工管理平臺和移動智能終端，提升了現(xiàn)場問題溝通效率。

4.2減少變更、簽證，避免返工損失

在BIM施工管理平臺可以進行多專業(yè)綜合碰撞檢查，通過碰撞檢查找出碰撞點，對模型重新進行修改，用正確模型指導(dǎo)施工，減少了變更、簽證，節(jié)約了工期，避免了專業(yè)沖突和返工。

當前設(shè)計和施工的分離情況非常常見，設(shè)計單位為了自身的經(jīng)濟效益和出圖效率，難免會降低設(shè)計深度，交付設(shè)計成果存在缺陷，在工程施工過程中才能發(fā)現(xiàn)問題。因此施工單位要對專業(yè)工程進行重新深化設(shè)計。施工單位受技術(shù)水平限制和多專業(yè)協(xié)調(diào)因難，專業(yè)沖突情形還十分普遍，返工情況常見。通過BIM施工管理平臺對設(shè)計進行及時跟蹤，發(fā)現(xiàn)出專業(yè)沖突和圖紙問題，進而利用平臺解決問題，帶來的進度效益和經(jīng)濟效益非常明顯。該項目通過應(yīng)用BIM施工管理平臺期比計劃工期提前了23天。

4.3提高生產(chǎn)計劃和采購計劃編制效率

在施工過程中由于不能及時核算工程量，從而導(dǎo)致生產(chǎn)計劃、采購計劃編制滯后和誤差率高，延誤了進度，使建筑材料冗余或不足。原材料和施工機具設(shè)備不能按時進場，影響了工期，產(chǎn)生窩工損失。

借助BIM施工管理平臺有效杜絕了這些情況，通過平臺獲取精準工程量數(shù)據(jù)，生產(chǎn)計劃、采購計劃編制效率和精準度大大提高，成本得到節(jié)約。通過應(yīng)用實踐，該項目節(jié)約成本比未使用BIM施工管理平臺節(jié)約8.2%。

4.4輔助竣工資料歸集，提高竣工資料管理水平

利用BIM施工管理平臺，及時歸集施工過程中形成的施工資料，利用CA 身份認證鎖，各類簽字印章可隨時在BIM施工管理平臺上簽章，竣工資料在竣工時即時產(chǎn)生。同時平臺可精確定位設(shè)備位置，提醒標注設(shè)備使用期限，為運維階段業(yè)主方進行物業(yè)管理提供幫助。

5結(jié)語

充分利用BIM技術(shù)的可視化和協(xié)調(diào)性等特性，合理解決施工過程中存在的問題。建立基于BIM技術(shù)的項目施工管理平臺，改進項目管理方法，形成基于BIM應(yīng)用的施工管理模式和協(xié)同工作機制，明確施工階段各建設(shè)責(zé)任主體的協(xié)同工作流程和工作職責(zé)及工作內(nèi)容，為工程項目管理創(chuàng)造了更大的效益。