基于IFC数据交互的工程项目信息交付集成管理系统的制作方法

本发明涉及一种基于ifc工业基础类(industrialfoundationclasses)的工程项目信息交付与共享方法，以及采用该方法的工程项目bim模型信息集成管理系统，属于建筑业信息技术领域。

背景技术：

在bim技术中，工程信息的表达从二维的点线面转变为基于对象的三维形体与属性集，其描述的工程对象内容包含了3d几何信息和拓扑关系在内的完整的工程信息，创建了完善的信息数据库，可以供项目各参与方以及各专业共同创建、共享与维护，并且在工程项目全寿命周期过程中可以持续地利用。

建筑项目是一项多专业参与的综合性活动，工程项目信息量巨大，目前随着bim技术的推行，相关bim信息体量也在猛增，而且其模型数据来源于不同的软件开发商，项目建设各阶段以及各专业依据不同的模型标准，在这过程中使用的cad软件和bim软件信息交互具有高度的孤立性，难以进行高效的数据存储与管理，导致信息共享和交互的不畅。主要表现在以下几点：第一，工程建设过程中存在种类繁多的文件格式，无法确保模型信息交互的准确性；第二，不同软件间的信息交互流程存在很大差异性，无法保证信息传递的完整性；第三，上游专业或阶段的信息交付常常无法满足下游专业或阶段的全部需求，文件的数据量非常庞大，无法有效地对工程进行集成管理，信息查询与管理存在障碍，无法保证信息交付的高效性；第四，对于工程项目的各参与方来说通过bim模型获取所需信息的同时耗费大量资源，不以利于提高工作效率，协同工作难以进行；第五，bim信息在传输与共享的过程中冗余信息大量出现，不利于信息的共享和保存，信息的利用效率低下。

解决上述困境的方法是实现多专业间的这些问题的方法就是实现多专业间的数据共享，并能够对工程信息施行有效管理。为了实现这一目标，需要进行以下两个方面的研究：一方面需要颁布统一的数据交互标准，在工程建设中大力推行以该标准为基础的数据存储方案，使工程信息数据的存储实现物理上或逻辑上的集中，并且具有多专业多阶段的数据存储能力，成为工程项目数据共享与应用管理的基础；另一方面，在此工程项目数据共享与应用管理的基础上开发出数据集成管理模式，真正实现工程数据共享与交互的准确性、完整性和高效性。bim技术推广应用的基础是实现多种专业软件间信息的交互性，而各个专业软件之间建筑信息的共享与转换是通过ifc(industryfoundationclasses，工业基础类)标准来进行，因此，如何使ifc标准更好地服务于工程项目建筑信息在多参与方多专业间的交互与共享是bim应用推广面临的重要课题之一。在aec领域，ifc标准是最全面的面向对象的数据标准，包含了工程建设全寿命周期范围内各专业所有的信息交互所需的数据定义。ifc标准在横向上支持各应用系统之间的数据交换，在纵向上解决了建筑全生命周期过程中的数据管理，将成为建筑业数据交换与整合的国际性标准。

经检索发现，申请号201510292667.8的中国发明专利申请，提出了“一种用于ifc信息化模型的数据库装置”，但是其中仅仅简单提及了ifc信息化模型数据分专业储存方法，并没有介绍具体的信息交付与共享方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，建立基于ifc标准的信息交付平台框架，为基于ifc的信息协同管理的设计方案与软件的开发提供参考。同时，提出基于该方法的ifc信息交付共享管理系统及方法。

本发明解决其技术问题的技术方案如下：

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(businessprocessmodelingnotation，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(informationdeliverymanual)在使用中更加灵活，同时也为数据信息模型视图mvd(modelviewdefinition)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(internationalframeworkfordictionaries)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(businessprocessmodelingnotation，bpmn)；

bpmn的组成部分包括：(1)事件(event)，分为开始事件(startevent)、中间事件(intermediateevent)和结束事件(endevent)；(2)活动(activity)，包括任务(task)、子流程(subprocess)和调用活动(callactivity)；(3)网关(gateway)，用于做决策；(4)流量(flow)，包括顺序流(sequenceflow)、消息流(messageflow)、关联(association)和数据关联(dataassociation)；(5)数据(data)；(6)模块(artifact)，包括组(group)和文字注释(textannotation)；(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。

附图说明

图1为本发明实施例1的主体流程示意图。

图2为图1实施例中bpmn流程图。

图3为图1实施例中建筑专业信息交付定义表。

图4为实施例2中三个功能模块设计示意图。

图5为本发明实施例2功能界面中选择构件元素，点击“显示需求”按钮后的运行结果。

图6为本发明实施例2功能界面中选择构件元素，点击“显示需求”按钮后的运行结果界面详图。

图7为图5实施例中点击“过滤器”按钮后的运行结果。

图8为图7实施例中点击“过滤器”按钮后的运行结果界面查询详图

图9为图5实施例中点击“查看需求表”按钮后的运行结果。

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。

实施例1

如图1所示，本实施例的基于ifc数据交互的信息交付流程构建，包括：

第一步、采用bpmn方法，绘制建筑方流程图(包含其余项目各参与方的信息交付需求)，如图2；

第二步、选取建筑专业为模型创建方，以建设方、设计方、施工方和运营方为模型接收方，结合revit中的建筑明细表，对其所需交付的模型内容加以整合，绘制建筑专业信息交付定义表格。每个交流模型涵盖一系列必需或可选的专业对象及几何、位置、材料等属性信息，并附加关于属性值的文字性说明对其进行完整阐述。如图3所示：

结束步、bim工程项目的信息交付表格完成，整个方法结束。

实施例2

如图4所示，本实施例设计基于revit软件的ifc信息交付api接口；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visualstudio2015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。对基于ifc的工程利益相关者需求交付二次开发过程的具体操作步骤和编程进行演示，用案例推动bim软件在实际中的应用，促进项目中不同专业间的协同工作，保证信息交互的准确性、可靠性和高效性。

包括操作界面：

通过在visualstudio2015中进行操作和编程，实现revitapi，将构件元素选取和需求命令连结，显示需求界面和需求表格。

包括设计自定义面板：

下面开始创建自定义面板，在revit中插入三个按钮(如图4所示)，分别实现以下三个功能：

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。

包括功能分析模块：

①根据选中元素显示需求定义：

在选中构件，然后点击“need”图标按钮之后，就会显示该构件元素的需求定义信息，并以对话框的形式提示出来，如图5、6所示：

下面是代码解读：

②分类查找需求定义

这里定义了一个需求信息的过滤对话框，用于显示当前项目中，含有对象的需求信息。该信息是从excel表格中导入到程序中，并通过和项目中的构件交互，显示对应信息。

需求信息对话框如图7、8所示：

代码描述如下：

③查看需求定义表格

点击“查看需求表”按钮，弹出对应excel需求表格如图9所示：

代码描述如下：

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。