CN113282792A - 基于bim的装配式建筑智慧管理数据存储方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于BIM的装配式建筑智慧管理数据存储方法,属于装配式建筑数字化管理技术领域。本发明包括如下步骤:S1:构建基于BIM的信息存储平台;S2:构建结构化数据和非结构化数据;S3:运用分层和模块化框架管理:IFC标准通过一个分层和模块化的框架来组织和管理各种信息,包括资源层、核心层、共享层和领域层;S4:构建数据仓库:非结构化数据建立统一的数据仓库以及专门的非结构化数据库,进行非结构化数据的集中存储和数据管理;根据文件的不同类型建立不同的数据表来记录文件的元数据,并通过IFC关系实体与IFC数据库建立关联,从而形成完整的BIM数据存储。本发明可广泛运用于装配式建筑数字化管理场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于BIM的装配式建筑智慧管理数据存储方法,属于装配式建筑数字化管理技术领域。
背景技术
装配式建筑数字化管理往往采用截然不同的数据标准和技术,无论在几何表达及语义描述上都具有重大差别。并且装配式建筑数字化管理在应用级别的融合仅面向某个具体的应用提取转换数据,局限性非常大,并且只能解决某个特定问题,可拓展性不强。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷,本发明提出了一种基于BIM的装配式建筑智慧管理数据存储方法。
本发明所述的基于BIM的装配式建筑智慧管理数据存储方法,包括如下步骤:
S1:构建基于BIM的信息存储平台:保证不同阶段不同参与方需要的任何信息随时从此数据库中提取,同时各个参与方根据建设项目管理的实际需要,扩展和输入相应的信息,不断完善数据库信息;
S2:构建结构化数据和非结构化数据:包括如下具体小步:
S21:定义IFC关系数据库:提供广泛的比较通用的物件和资料定义,其中更详细且更具体任务的模型能被定义,支持特定的交换;
S22:囊括装配式建筑周期:从可行性和规划、设计、建设,到入住使用及建筑运营,解决所有建筑资讯;
S3:运用分层和模块化框架管理:IFC标准通过一个分层和模块化的框架来组织和管理各种信息,包括资源层、核心层、共享层和领域层四个概念层次,其中:
资源层:提供的资源类型包括材料属性资源、约束资源、批准资源、成本资源、表达资源和几何引用资源,独立于具体建筑领域的通用信息的实体,用来对模型中的基本信息进行标准化描述;
核心层:提供建筑工程核心数据模型,定义适用于建筑领域的基本概念,包括内核模块和产品扩展、控制扩展、过程扩展三大核心扩展模块;
共享层:提供一系列模块,分类定义适用于建筑项目各领域的通用概念,以实现不同领域间的信息交换,包括共享建筑维护元素、共享空间元素、共享建筑元素、共享管理元素、共享建筑设备元素;
领域层:是IFC信息模型的最高层次,针对不同的建设项目领域或应用类型分别定义信息实体;
S4:构建数据仓库:用于组织和管理各种类型的非结构化数据,非结构化数据建立统一的数据仓库以及专门的非结构化数据库,进行非结构化数据的集中存储和数据管理;根据文件的不同类型建立不同的数据表来记录文件的元数据,并通过IFC关系实体与IFC数据库建立关联,从而形成完整的BIM数据存储。
优选地,所述步骤S21中,IFC关系数据库由物件和属性定义的图库组成,用于表示建设专案,和支持该建筑资讯使用特定用途,至少包括如下内容:
A、建筑视图;
B、机械***视图;
C、结构视图;
D、显示的是取样IFC物件或实体、及其性质和属性。
优选地,所述步骤S3中,IFC标准的每个资源和核心子架构具有实体结构用以定义模型,于交换性和领域图层中指定。
优选地,所述步骤S3的核心层中,适用于建筑领域的基本概念,包括产品、参与者、控制和过程,其中:
产品的子实体,包括建设项目的场地、建筑构件、空间、建筑物;
过程、控制的子实体,包括建设项目的工序、作业任务、工期;
IFC标准体系结构的核心层抽取不同语义含义的基本结构,包括对象、属性和关系。
优选地,所述步骤S3的共享层中,共享建筑维护元素中定义组成建筑结构的主要构件,包括梁、柱、门、墙;
共享建筑服务元素中定义通用概念,包括采暖、通风、空调、机电、管道、防火领域;
共享层根据实际应用需要不断进行扩展。
优选地,所述步骤S3的领域层中,不同的建设项目领域涉及建筑、结构、暖通空调、电气、施工管理、设备管理,其中:
施工管理领域涉及工人、施工设备、承包商;
结构工程领域涉及承台、圈梁、楼板、桩基、箱梁;
暖通工程领域涉及暖气、空调设备、通风机。
优选地,所述步骤S4中构建数据仓库,包括如下小步:
S41:数据仓库采用XML技术对结构化文档信息进行存储,用户自定义不同的需交换的数据结构,这些结构的集合体组成一个XML的schema;
S42:不同的XML schema实现不同软件之间对存储于相应的关系数据库中定义了实体属性和关系属性的数据交换;
S43:对结构化模型数据先通过IFC模型解析器处理成IFC对象的模型数据;
S44:建立关系型数据模式与IFC对象数据模型的映射关系,实现从对象模型到关系型数据模型之间的转换,并最终存储于关系数据库中。
本发明的有益效果是:本发明所述的基于BIM的装配式建筑智慧管理数据存储方法,能保证不同阶段不同参与方需要的任何信息都可以随时从此数据库中提取,同时各个参与方也可以根据建设项目管理的实际需要,扩展和输入相应的信息,不断完善数据库信息。此外,存储在BIM数据库中的信息只需要在某一阶段由某个参与方输入一次即可,其他后续参与方只需要根据自己的使用需求提取这些信息,提高了信息使用效率。
附图说明
图1是本发明的IFC标准的信息模型图。
图2是本发明的IFC用途举例图。
图3是本发明的IFC子架构图。
图4是本发明的IFC架构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
本发明所述的基于BIM的装配式建筑智慧管理数据存储方法,包括如下步骤:
S1:构建基于BIM的信息存储平台:保证不同阶段不同参与方需要的任何信息随时从此数据库中提取,同时各个参与方根据建设项目管理的实际需要,扩展和输入相应的信息,不断完善数据库信息;
S2:构建结构化数据和非结构化数据;
S3:运用分层和模块化框架管理:IFC标准通过一个分层和模块化的框架来组织和管理各种信息,包括资源层、核心层、共享层和领域层四个概念层次;
S4:构建数据仓库:用于组织和管理各种类型的非结构化数据,非结构化数据建立统一的数据仓库以及专门的非结构化数据库,进行非结构化数据的集中存储和数据管理;根据文件的不同类型建立不同的数据表来记录文件的元数据,并通过IFC关系实体与IFC数据库建立关联,从而形成完整的BIM数据存储。
如图1所示,BIM数据库是一个信息存储平台,能保证不同阶段不同参与方需要的任何信息都可以随时从此数据库中提取,同时各个参与方也可以根据建设项目管理的实际需要,扩展和输入相应的信息,不断完善数据库信息。此外,存储在BIM数据库中的信息只需要在某一阶段由某个参与方输入一次即可,其他后续参与方只需要根据自己的使用需求提取这些信息,提高了信息使用效率。
具体来说,BIM数据库要满足结构化数据和非结构化数据的存储要求。IFC关系数据库用于存储结构化文档数据和模型数据。IFC被设计为一种可扩展的框架模型(framework model),其开发者期望它能提供广泛的比较通用的物件和资料定义,其中更详细且更具体任务的模型能被定义,这些模型能支持特定的交换。在这方面,IFC已被设计成解决所有建筑资讯,包含整个大楼生命周期的所有资讯,从可行性和规划、设计(包括分析和模拟)、建设,到入住使用和建筑运营。
如图2所示,IFCS由物件和属性定义的图库组成。可以用于表示建设专案,和支持该建筑资讯使用特定用途。该图显示从一个IFC专案特定领域用途的三个例子:
(A)一个建筑视图;
(B)一个机械***视图;
(C)结构视图;
(D)显示的是一个取样IFC物件或实体,及其性质和属性。
如图3所示,每个资源和核心子架构具有实体结构用以定义模型,于交换性和领域图层中指定
如图4所示,IFC标准通过一个分层和模块化的框架来组织和管理各种信息,该体系结构由资源层、核心层、共享层和领域层四个概念层次组成。
1)资源层
资源层提供资源类型,总共有20个模块,非平台部分有6个,分别是材料属性资源,约束资源,批准资源,成本资源,表达资源,几何引用资源。属于平台部分的模块有14个,包含了一些独立于具体建筑领域的通用信息的实体,用来对模型中的基本信息进行标准化描述,表1所示。这些实体与其上层的实体连接,实现对上层实体特性的定义。
表1资源层类及其表示
2)核心层
核心层提供了建筑工程核心数据模型,定义了适用于建筑领域的一些基本概念,如Product(产品),Actor(参与者),Control(控制),Process(过程)等,包括一个内核模块和产品扩展、控制扩展、过程扩展三大核心扩展模块部分。在IFC标准体系结构中,核心层抽取如对象、属性和关系等不同语义含义的基本结构。一个建设项目的场地、建筑构件、空间、建筑物等都被定义为Product(产品)实体的子实体,而建设项目的工序、作业任务、工期等则被定义为Process(过程)和Control(控制)的子实体。内核模块用一个整体框架将资源层的信息组织起来,使得资源层中各种信息之间相互关联构成一个整体,对现实世界的结构进行抽象。
3)共享层
共享层提供了一系列模块,分类定义了一些适用于建筑项目各领域的通用概念,以实现不同领域间的信息交换,包括共享建筑维护元素、共享空间元素、共享建筑元素、共享管理元素、共享建筑设备元素五大类。例如,在共享建筑元素中定义了梁、柱、门、墙等组成建筑结构的主要构件,共享建筑服务元素中定义了采暖、通风、空调、机电、管道、防火等领域的通用概念。该层可以根据实际应用需要不断进行扩展。
4)领域层
专业领域层是IFC信息模型的最高层次,针对不同的建设项目领域(如建筑、结构、暖通空调、电气、施工管理、设备管理等)或应用类型分别定义信息实体。例如,施工管理领域中的工人、施工设备、承包商等,结构工程领域中的承台、圈梁、楼板、桩基、箱梁等,暖通工程领域中的暖气、空调设备、通风机等。
数据仓库用于组织和管理各种类型的非结构化文档。采用XML(ExtensibleMarkup Language)技术对结构化文档信息进行存储,用户自定义不同的需交换的数据结构,这些结构的集合体组成一个XML的schema。不同的XML schema实现不同软件之间对存储于相应的关系数据库中定义了实体属性和关系属性的数据交换。对结构化模型数据先通过IFC模型解析器处理成IFC对象的模型数据。由于IFC是基于对象模型进行信息描述的,而关系型数据库则建立在关系模型基础上,用二维表的数据结构记录和存储数据。因此就要建立关系型数据模式与IFC对象数据模型的映射关系,实现从对象模型到关系型数据模型之间的转换,并最终存储于关系数据库中。对于非结构化数据可建立统一的数据仓库以及专门的非结构化数据库,进行非结构化数据的集中存储和数据管理。如文件元数据库专门用于存储非结构化文档的元数据。它根据文件的不同类型建立不同的数据表来记录文件的元数据,并通过IFC关系实体与IFC数据库建立关联,从而形成完整的BIM数据存储。
本发明可广泛运用于装配式建筑数字化管理场合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种基于BIM的装配式建筑智慧管理数据存储方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:构建基于BIM的信息存储平台:保证不同阶段不同参与方需要的任何信息随时从此数据库中提取,同时各个参与方根据建设项目管理的实际需要,扩展和输入相应的信息,不断完善数据库信息;
S2:构建结构化数据和非结构化数据:包括如下具体小步:
S21:定义IFC关系数据库:提供广泛的比较通用的物件和资料定义,其中更详细且更具体任务的模型能被定义,支持特定的交换;
S22:囊括装配式建筑周期:从可行性和规划、设计、建设,到入住使用及建筑运营,解决所有建筑资讯;
S3:运用分层和模块化框架管理:IFC标准通过一个分层和模块化的框架来组织和管理各种信息,包括资源层、核心层、共享层和领域层四个概念层次,其中:
资源层:提供的资源类型包括材料属性资源、约束资源、批准资源、成本资源、表达资源和几何引用资源,独立于具体建筑领域的通用信息的实体,用来对模型中的基本信息进行标准化描述;
核心层:提供建筑工程核心数据模型,定义适用于建筑领域的基本概念,包括内核模块和产品扩展、控制扩展、过程扩展三大核心扩展模块;
共享层:提供一系列模块,分类定义适用于建筑项目各领域的通用概念,以实现不同领域间的信息交换,包括共享建筑维护元素、共享空间元素、共享建筑元素、共享管理元素、共享建筑设备元素;
领域层:是IFC信息模型的最高层次,针对不同的建设项目领域或应用类型分别定义信息实体;
S4:构建数据仓库:用于组织和管理各种类型的非结构化数据,非结构化数据建立统一的数据仓库以及专门的非结构化数据库,进行非结构化数据的集中存储和数据管理;根据文件的不同类型建立不同的数据表来记录文件的元数据,并通过IFC关系实体与IFC数据库建立关联,从而形成完整的BIM数据存储。
2.根据权利要求1所述的基于BIM的装配式建筑智慧管理数据存储方法,其特征在于,所述步骤S21中,IFC关系数据库由物件和属性定义的图库组成,用于表示建设专案,和支持该建筑资讯使用特定用途,至少包括如下内容:
A、建筑视图;
B、机械***视图;
C、结构视图;
D、显示的是取样IFC物件或实体、及其性质和属性。
3.根据权利要求1所述的基于BIM的装配式建筑智慧管理数据存储方法,其特征在于,所述步骤S3中,IFC标准的每个资源和核心子架构具有实体结构用以定义模型,于交换性和领域图层中指定。
4.根据权利要求1所述的基于BIM的装配式建筑智慧管理数据存储方法,其特征在于,所述步骤S3的核心层中,适用于建筑领域的基本概念,包括产品、参与者、控制和过程,其中:
产品的子实体,包括建设项目的场地、建筑构件、空间、建筑物;
过程、控制的子实体,包括建设项目的工序、作业任务、工期;
IFC标准体系结构的核心层抽取不同语义含义的基本结构,包括对象、属性和关系。
5.根据权利要求1所述的基于BIM的装配式建筑智慧管理数据存储方法,其特征在于,所述步骤S3的共享层中,共享建筑维护元素中定义组成建筑结构的主要构件,包括梁、柱、门、墙;
共享建筑服务元素中定义通用概念,包括采暖、通风、空调、机电、管道、防火领域;
共享层根据实际应用需要不断进行扩展。
6.根据权利要求1所述的基于BIM的装配式建筑智慧管理数据存储方法,其特征在于,所述步骤S3的领域层中,不同的建设项目领域涉及建筑、结构、暖通空调、电气、施工管理、设备管理,其中:
施工管理领域涉及工人、施工设备、承包商;
结构工程领域涉及承台、圈梁、楼板、桩基、箱梁;
暖通工程领域涉及暖气、空调设备、通风机。
7.根据权利要求1所述的基于BIM的装配式建筑智慧管理数据存储方法,其特征在于,所述步骤S4中构建数据仓库,包括如下小步:
S41:数据仓库采用XML技术对结构化文档信息进行存储,用户自定义不同的需交换的数据结构,这些结构的集合体组成一个XML的schema;
S42:不同的XML schema实现不同软件之间对存储于相应的关系数据库中定义了实体属性和关系属性的数据交换;
S43:对结构化模型数据先通过IFC模型解析器处理成IFC对象的模型数据;
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