基于EBS编码规则的城市轨道交通四电BIM云构件库搭建.pdf
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1、2023年第4期专业应用专业应用基于EBS编码规则的城市轨道交通四电BIM云构件库搭建孔云涛(中铁四局集团电气化工程有限公司 东南分公司,安徽 蚌埠 233000)摘要:在城市轨道交通建设中,基于BIM的三维建模技术得到快速推广和普及。标准化是应用BIM技术搭建高质量的构件、部品、设备族库,有效提高BIM应用效率和效果的前提。通过我国施工企业BIM族库建设现状及技术需求分析,在阐述施工企业BIM族库建设的基础上,从构件分类、编码体系、构件参数设置规范、族库建设流程、构件参数化驱动,以及族库平台系统的研发与管理等方面,介绍城市轨道交通四电BIM应用的主要研究内容。基于以上研究,实现对已有Revi
2、t族的高效管理、新建族的审核上传,保证族使用的有效性、规范性和可复用性,为提升我国城市轨道交通BIM技术整体应用水平提供借鉴。关键词:BIM;城市轨道交通;EBS;Revit;四电;云构件库中图分类号:U221;TP391 文献标识码:A 文章编号:1672-061X(2023)04-0088-08DOI:10.19550/j.issn.1672-061x.2023.06.13.0020 引言近年来,以 BIM 技术为核心的云计算、物联网、大数据、移动互联等新一代信息技术的发展,对轨道交通工程建设与施工的现代化、智能化产生了深远影响1-2。为了利用新兴技术解决轨道交通工程建设中的困难、提高建设
3、效率、实现建设智能化,我国引入以BIM技术为主要代表的数字化技术,对铁路领域的工程项目进行数字化建模,通过模型内部及模型之间的数据交互能力,以及计算机的强大算力,解决工程建设中存在的算量难、数据共享难、资源利用率低、综合管理手段匮乏等问题3。BIM技术应用的基础是模型的创建,Revit是目前最常见的建模软件之一。Revit模型的基本组成单元为族,分为系统族和载入族4,通过属性参数保存设备非几何信息,利用族类别和族参数对属性参数进行增减。作为一个可编辑图元组,Revit族不仅包含了相关图形,也囊括了通用属性(即参数)。Revit族库指在遵循参数、特性等属性的条件下,将众多Revit族分类归档为数
4、据库。作者简介:孔云涛(1998),男,助理工程师。E-mail:882023年第4期专业应用专业应用BIM 技 术 在 实 际 应 用 中 也 出 现 了 一 些 问 题:(1)BIM技术发展存在不平衡性,业务领域趋于多元化,各子企业对所积累成果的存储手段均为“离散存储”,既造成企业内部以及项目间无法实现成果共享,又不利于集中管控和成果流转;(2)Revit族主要通过文件形式进行存储管理,各单位将Revit族存储于自建服务器,存在诸多隐患,如无审查机制、低检索效率、低安全性等,不能保证较高的可复用性及正确性。传统建筑编码主要包括流水编码、多面码、十进制码、序列码等,由于城市轨道交通四电工程的
5、族模型拥有很高的复用性,当编码规则应用于工程项目时,会出现一物多码情况,编码数量呈几何递增,对企业的信息贯通工作造成很大困难。为解决上述问题,需要通过广泛复用来更合理地对族库资源进行管理,以提高工作效率、降低实施成本。对此,基于EBS编码规则,搭建四电专业BIM云构件库,实现基于企业级架构的多端管理、入库信息的分类与检索、属性信息的高度可扩展、族文件的数据安全管理,有效提升数字资源利用率、增强资源整合能力,在一定程度上实现工程建设的数字化转型升级。1 四电BIM云构件库设计当前,很多企业已开展了相关信息化工作,但各企业存在标准不统一问题,如部分企业自己搭建BIM构件库,部分企业通过软件商搭建B
6、IM构件库。但是,各企业普遍存在技术人员对信息平台利用率不够的问题,导致平台沦为“花架子”。究其原因,除部分企业平台的建立与工作需求不太符合,多数是实施过程出现问题,如企业BIM标准体系制定不规范、平台与现有业务系统无法有效集成互通等。对于城市轨道交通四电工程,即电力、电气化、信号、通信工程,各车站及区间施工大同小异,仅在负载和回路数量上有所出入。因此,技术融合、项目协同管理、数据信息延续成为现阶段城市轨道交通四电工程发展的重要任务。现有市场中,BIM平台主要功能是针对施工项目进行综合管理,模型轻量化查看、分享,以及远端协同设计等,平台功能多数偏概念化,无法有效满足施工管理的各项需求。1.1开
7、发需求分析建筑结构元素编码系统(EBS编码)是建筑信息模型中的一种编码方式,该编码由国际标准化组织(ISO)和欧洲标准化委员会(CEN)提出,主要用于建筑物元素识别5。EBS编码的建筑信息模型是企业核心资产之一,随着城市轨道交通四电工程项目的不断开展和深入,已逐步完成相关族资源积累。在工程项目中,可直接调用族库数据,依据实际需要调整参数。相对于传统编码规则,EBS编码具有唯一性,可避免重复构件、有效提升工作效率6-8。在BIM模型中,建筑全生命周期的管理信息化主要依靠 EBS 编码体系9。基于EBS原理,对城市轨道交通四电专业庞大的工程体系进行分解,直至最小施工单元,编码层次清晰、易用,且具有
8、可拓展性,可创建四电标准化、参数化族库及各专业整体模型,并对族库及模型进行有效管理,实现BIM模型在Web中的轻量化显示需求,达到标准化建模10。基于IFC标准定义四电BIM构件数据信息,通过二次开发Revit软件拓展构件的非几何属性,为四电构件定义IFC属性,完善BIM模型及族库的信息表达,并开发具有实际使用价值的建模插件,使建模容易且信息完备。IFC标准无法实现的情况下,必须采用经国际或行业认可的权威标准,且必须预留现有标准向IFC标准转换的操作空间。1.2总体框架设计针对开发需求进行四电BIM云构件库总体框架设计(见图1)。该框架分为基础模块、数据库、插件客户端、门户网站、运维后台5个部
9、分。基础模块包含模型预览、参数加密、数据分析等功能;数据库存放参数库、文件库等,且数据库与基础模块进行双向信息交互;数据库将数据传输至门户网站,进行可视化展示,方便用户查询;基础模块数据送入插件客户端,构成不同的插件;门户网站与插件客户端也有双向数据交互;门户网站与插件客户端同时将数据传入运维后台,实现对系统的总体运维功能。四电 BIM 云构件库具有 4 大机制:(1)基于互联网;(2)积累族授;(3)共享族;(4)加密保护族。892023年第4期专业应用专业应用通过四大机制建立企业级BIM构件库,形成BIM基础数据标准,以此提升企业 BIM 的核心竞争力。此外,平台不仅支持常规的.rfa族文
10、件,系统族、模型组、部件模型也可打包上传,应用体验与常规族完全一致。客户端具有操作简单化的特点,BIM工程师无论进行数据下载还是上传都非常简单、快捷,无任何负担;云构件库的应用黏性有所增强,方便进行大规模推广,支持查看族详情、轻量化三维预览、网页快速查找等功能,审核管理体系简单、灵活,并保证了族库数据的可靠性。2 技术实现2.1核心技术基于EBS编码规则的城市轨道交通四电BIM云构件库主要核心技术如下:(1)BIM族一键载入技术。通过该技术应用,用户无需关心族是在云端还是本地,仅在列表选择即可。(2)BIM族预览图快速生成技术。可将大量BIM族自动生成清晰的族预览图片,方便用户预览查看。(3)
11、族几何参照的加密技术。通过分析族的几何参照方式,利用参数化特有性质,建立参数化族加密技术。加密的族写入了用户企业的版权信息,族被限制在企业族系统内部使用。该技术实现对族的知识产权保护,方便企业建立自己的云构件库标准体系。(4)基于WebGL的轻量化技术。将族转化为可在浏览器WebGL中渲染的数据结构,以轻量化方式展示族的三维几何信息,方便用户更准确地进行族检索。该方式使用户可在不同三维视角下对应族中的参数,方便用户提前判断族是否满足应用需求。该技术不依赖任何本机安装的三维查看程序,使族的几何信息可在多种终端展示,不仅有利于用户沟通与交流,也有利于平台对族信息的分发。2.2应用流程基于EBS编码
12、规则的城市轨道交通四电BIM云构件库的核心业务应用流程见图2。具体应用流程为:运维后台门户网站数据库基础模块插件客户端员工数据库族文件库三维预览模型库族参数数据库图文详情库使用日志库积分排行榜族参数及图文详情个人中心多维度搜索网页族库展示族专题员工管理授权管理专业分类管理Revit技术平台(API)族参数加密三维模型预览系统族打包积分收支系统数据分析积分应用数据库下载载入族上传族多维度搜索我的族库企业云族库审核族积分管理数据分析系统管理图1总体框架设计902023年第4期专业应用专业应用(1)BIM工程师将BIM族上传至待审核区;(2)在审核管理员审核通过后,BIM族进入BIM云构件库,有权限
13、的BIM工程师均可从BIM云构件库进行对BIM族的查询、下载;(3)通过运维管理端,对云构件库进行运维管理;(4)可对云构件库中存储的数据进行统计分析;(5)在门户展示端,通过Web浏览器访问、查询所有族的内容。2.3编码体系信息模型编码是将信息模型中的对象赋予计算机容易识别的符号,形成编码集合。整个信息模型为1个编码集合,其中每1个编码代表信息模型中的某1个对象。在分类体系编码中,应遵循以下原则:(1)唯一性。每1个类别有且仅有1个编码,1个编码也仅代表1个元素;(2)规范性。编码结构及格式应保持一致,对编码中使用的符号给与解释说明;(3)简易性。构件编码的位数要尽可能简短,但也要够用,编码
14、段的含义要尽可能易于理解和操作,方便使用;(4)合理性。分解编码要想尽快地应用于实际工程建设项目中,则应顺应既有的工程设计、施工的传统思维习惯,易于分解、整理、核实、实施,以便尽快发挥编码本身的信息化作用;(5)可追溯性。构件编码的位数要尽可能简短,但也要够用,编码段的含义要尽可能易于理解和操作,方便使用;(6)扩展性。元素分类编码时应考虑冗余余量,满足未来扩展需要。EBS按照功能、专业将工程系统分解为一定的工程子系统而形成的树状结构,符合工程系统的特点,重在进行项目工程全生命周期的信息管理。在四电BIM云构件的编码过程中,主要按照四电专业类别进行分类,其相应的编码结构见图3。对于分类对象编码
15、结构,具体说明如下:(1)表示大类对象时,分类对象代码应采用6位数字型代码表示,前2位为大类代码,其他代码用“0”补齐;(2)表示中类对象时,分类对象代码应采用6位数待审核区BIM云族库审核管理员BIM工程师BIM工程师BIM工程师下载使用上传统计分析审核入库运维管理运维管理门户展示图2四电BIM云构件库核心业务应用流程912023年第4期专业应用专业应用字型代码表示,前2位为大类代码,加2位中类代码,其他代码用“0”补齐;(3)表示小类对象时,分类对象代码应采用6位数字型代码表示,前4位为上位类代码,加2位小类代码;(4)表示细类对象时,分类对象代码应采用8位数字型代码表示,在小类代码后增加
16、2位细类代码;(5)表示微类对象时,分类对象代码应采用10位数字型代码表示,在细类代码后增加2位微类代码;(6)表示子类对象时,分类对象代码应采用12位数字型代码表示,在微类代码后增加2位子类代码。2.4搭建标准为统一四电专业BIM云构件库的创建,规范构件库管理,引导构件库在项目全生命周期中的应用,提升模型单元信息化水平,制定了四电 BIM族建模标准,适用于企业BIM云构件库的创建、应用与管理,族构件单元名词和专业分类参照地铁四电专业工程结构及设备设施材料编码标准中的分类标准执行。族构件包括设施、设备、材料,标准对族构件模型单元几何要求、材质要求及主要参数要求进行明确,规范四电专业BIM族构件
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