XXXX云平台BIM技术规划

1 国内 BIM 应用状态分析 现阶段 国内 BIM 技术的应用形式和方法主要是 建模培训 设计建模 其中包含了为了提高建模效率 在国外 BIM 软件基础上的二次开发等 以 及由 BIM 咨询公司拿着各种 BIM 软件帮助用户在项目中进行 三维浏览 碰撞 检测 管线综合 虚拟建造 设备安装 算量造价 出施工图等应用 现在的 问题是 还有更好的应用方法吗 做完了这些应用之后 还能干什么 难道把 投入不菲创建的 BIM 模型像 CAD 图纸一样归档管理吗 最近 很多 BIM 工作者 在反思过往的 BIM 经历 也从不同的角度发表了 自己的思考结果或心得 参见附录的参考文献 其中一篇作者是这样描述的 作为一名建筑师 从 2006 年接触 BIM 概念到现在 2015 年 快要 9 年了 我 对 BIM 的认知一直处于时而兴奋 时而迷茫的状态 到现在一直还是没有变 无论兴奋还是迷茫的表现都是整夜整夜的合不上眼 兴奋是短暂的 迷茫却是 常态 另一段是 BIM 的概念和理念是美好的 是可以贯穿建筑全生命周期 但是目前中国没有一个项目可以实现这一目标 在美国也不敢说 其实 现在 BIM 圈内的很多人都表示了不同程度的类似感受 这些都是现 象 究其原因 BIM 技术来源于国外 核心设计建模软件占据了国内市场 直 接推动了国内的 BIM 技术发展 功不可没 与此同时 由于国际上的 BIM 软件 供应商提供的产品 主要用于设计阶段和少部分功能可用于建造阶段 因此 在深入应用 BIM 的过程中 形成了瓶颈和制约 以及水土不服 阻碍了 BIM 技 术在应用中发挥更大 更多的作用 理念和现实出现了割裂 直接形成了 理 念是美好的 现实是残酷的迷茫和困惑的局面 另外 BIM 在国内民建方面走 的更远 而在市政工程和基础设施建设方面则薄弱很多 据国外有关机构统计 国际上的 BIM 和 BIM 相关的软件超过了百种 其中 的 80 以上用于设计阶段 这部分软件中间的 30 可用于施工阶段 真正基于 BIM 的综合监控及运维软件还没有 从图中可以看出工程项目全生命期的理念和应用需求与市场上流行的应用 软件或解决方案之间的严重不匹配 其实 国内目前的 BIM 技术发展与所有新的 IT 技术发展规律基本相同 符 合著名地 Gartner 的 Hype Cycle 模型 盖特拉模型 从产生到成熟应用所经过 的 5 个阶段 红圈应为国内 BIM 发展所处的位置 图 2 国内 BIM 发展所处的阶段 专家们是这样描述 IT 技术的发展规律 一是萌芽期 新的概念被提出 有人开始对它感兴趣 二是过热期 新技术的产生被寄予很高的期望 如果再有一个成功的案例 更会迅速升温 三是幻想破灭期 期望越高失望就越大 现实中开始出现失败的案例越来 越多 跌入谷底 四是复苏期 还是会有人研究它究竟适合什么 不适合什么 赋予其合理 的使命并最终达到效果 五是成熟期 已经认识到其作用并被接受采纳 成为日常应用 但这阶段 已经没有人再谈论它了 2015 年是我国 十二五 计划实施的第五个年头 BIM 技术已从认知理解 概念普及 进入到深度系统性应用的转折点 BIM 技术的应用已经不再局限于创建模型 浏览模型 检查空间关系的基 本应用 而是在思考拥有 BIM 模型后 如何利用这些模型为企业和社会创造更 大的价值 图 3 BIM 应用阶段划分 BIM 1 0 阶段的特征是 以 建模为主 应用为辅 在完成参数化设计建 模之后 提供了专业的有限应用 BIM 2 0 阶段的特征是 以 应用为主 建模为辅 提供了 BIM 模型系统 性应用 技术与管理结合应用 以及项目全生命期的应用 BIM x 0 阶段的特征是 进入 智慧应用 互联网 应用和工业 4 0 应用 2 BIM 发展趋势 当我们带着 国内市场流行的 BIM 软件 在完成参数化设计和建模之后的 应用是 三维浏览 碰撞检测 管线综合 虚拟建造 设备安装 算量造价 出施工图等 还能干什么 的疑问 自然地引出了 拓宽 BIM 应用范围 提 升 BIM 应用价值 的出路何在 BIM2 0 是释疑解惑的必然选择 在 BIM 的实施过程中 采用一个个 BIM 软件干完各自擅长的工作之后 如 何将阶段性 离散的 碎片化的 BIM 应用方法和应用成果 转变成系统性的 BIM 应用模式 这就是 XXXXX 规划的 BIM 云平台的职责所在 BIM 云平台是 BIM2 0 时代的直接产物和标志 它代表的技术进步主要体现 在 BIM 云平台的核心技术 BIM 云平台的总体架构 BIM 云平台的性能要求 和 BIM 云平台的应用能力 以及 BIM 云平台的可持续扩展性等多个方面 未来 还产生 BIM 云平台应遵循的标准规范等内容 3 XXXXX BIM 云平台的应具备的核心技术 BIM 云平台核心的技术之一 是作为第三方独立平台能够支持符合国际标 准 IFC 和支持市场上主流的 BIM 软件创建的模型 图 4 BIM 云平台 第三方独立平台 读取模型 同时 作为第三方独立的 BIM 云平台应以 5D 数据库的方式管理 BIM 构件 而不是用文件的方式管理 BIM 模型 支持用户根据应用需要分类 组织管理 BIM 构件 而不是千篇一律的采用族库的方式组织管理 BIM 构件 BIM 云平台核心的技术之二 是实现三维地理信息系统 3DGIS 与建筑信 息模型 BIM 之间无缝和属性信息无损集成应用 任何一个工程项目都是建在地球之上 客观上地球与建筑密不可分 人们 主观地划分了地理信息领域和建筑领域 人为地制造了相互割裂的状态 通过 3DGIS 与 BIM 之间无缝和无损集成技术 还原了三维地理信息与三维建筑信息 一体化客观存在 更重要的意义是通过该技术 将 GIS 发展了四十多年的技术 方法 经验直接用于 BIM 模型的各类应用 推动了 BIM 的技术进步 从咬文嚼字的角度推敲 GIS 里的 S 是 System 即 系统 而 BIM 里的 M 则是 Modeling 即 不断生长的模型 模型本身不是系统 因此 使用模型的方法可以多样 将模型 包括动态的模型 放在系统中 成为系统 的一个组成部分参加运行 是一个非常合情合理的 BIM 系统性应用 从总体上 BIM 云平台的核心技术体现在以下十个方面 1 BIM 与 GIS 之间无缝与信息无损的结合 2 支持国际标准 IFC 和市场上主流的 BIM 数据格式 3 实现 BIM 云平台 5D 数据库的建筑全生命周期应用解决方案 4 支持网络环境 C S B S 和云服务的运行 5 具有物联网 视频监控 智能控制等异构系统的集成能力和接口 6 具有面向多个 BIM 项目提供应用能力 7 支持个性化的应用功能模块订制开发 8 支持 BIM 的大数据三维快速浏览 9 支持移动终端 iPad 智能手机的应用 10 可持续的扩展能力 4 XXXXX BIM 云平台的实用技术 BIM 云平台提供的实用技术 BIM 构件关联技术 二维 三维联动技术 移动终端应用技术 电子表格导入导出技术 建筑半透明构件高亮技术 异构系统集成技术 应急预案模拟演练 工艺模拟仿真技术 地下应用模式 二维码应用技术 物联网应用技术 智能控制应用技术 BIM 构件分类技术 BIM 构件自定义技术 BIM 环境中事件交互技术 BIM 与 WBS 关联技术 BIM T 应用技术 T 时间 BIM 环境中的测量技术 移动端 App 应用技术 BIM 数据挖掘技术 部分 BIM 云平台实用技术具体的应用场景如下 设备信息查询 在应用中 标有 设备名称和设备编码信息 的电子设备台卡跟随鼠标显 示 当鼠标停留在某个 BIM 构件时 即刻显示 设备名称和设备编码信息 需要了解跟多的信息时点击该构件 在右边弹出信息框 显示全部属性信息 二维码应用技术 通过二维码的应用 将实物与 BIM 构件和所有关联信息之间实现了联动和 关联查询 直接提高了信息查询检索的效率 用于设备运维和材料管理 设备在线运行监测技术 BIM 云平台支持接入物联网 各类传感器的数据信息 实时监测设备的在线 运行状态 为设施设备的智能维护 维修提供了技术支持 二 三维联动技术 现阶段 无论是设计师 工程师们在很多情况下 还是习惯看 CAD 图纸 BIM 云平台提供了方便的 BIM 构件与 CAD 设计图关联查询和浏览 视频监控系统集成技术 BIM 云平台具有集成多个其它应用系统的能力 点击 BIM 环境中的摄像机 构件 就可以把该摄像机拍摄的实时视频接入并显示 数据报表自动生成和导入 导出技术 BIM 云平台支持在 BIM 环境中进行框选出清单 电子表格导入 导出等各 类表单的操作和应用 在此基础上还可以进行数据挖掘的应用等 建筑构件半透明 设备构件高亮显示技术 图 5 建筑构件半透明 设备构件高亮显示技术 该技术在大型复杂设备的安装 维护和维修 以及抢修过程中 具有三维 可视 全系统可视 辅助抢修指挥都可以发挥很好的作用 工艺模拟仿真技术 在 BIM 云平台上支持工艺流程的模拟仿真 支持应急预案的模拟仿真 支 持机器设备的模拟操作培训等应用 5 BIM 云平台的总体技术架构 BIM 云平台采用了信息技术领域经典的面向服务体系架构 SOA 支持将应 用作为链接服务 可以采用不同的技术 进行组合提供不同的服务 平台根据 需要将服务组装为按需的应用程序 彼此结合以完成特定任务 使应用业务能 够适应不断变化的情况和需求 BIM 云平台的总体框架如下 BIM 云平台分为 数据采集 数据管理 平台服务和综合应用等四层架构 数据采集 在建筑物的生命进程中 不断需要和产生各类数据信息 这是 BIM 云平台在应用的 血液 在数据的采集中 支持地理空间信息导入 建筑 信息模型 BIM 信息导入 各类建筑设计分析软件的成果数据导入 以及全 景摄影 视频监控 导航定位 激光扫描 智能手机 RFID 传感器 二维码 等 总之 BIM 云平台需要围绕着各类应用 通过各种方式采集数据信息 数据管理 BIM 云平台的数据库 设计为 5D 关系数据模型 几何模型 3D 时间进度模型 4D 数据模型 5D 支持不同阶段采集的各类数据信息的转换 抽取 清洗 分类 时空化处理和导入 实现建筑全生命期的数据信息管理和 应用 数据文件形式包括 文档 电子表格 图片 图形 图像 视频 动画 等 平台服务 由三维数字地形 三维建筑模型 支持 Revit Bentley Dassault Tekla 等软件创建的 BIM 模型 以及符合国际标准的 IFC 模型 时间轴 数据信息模型 基本操作和用户管理功能等组成 平台支 持局域网 C S 广域网 B S 移动互联网 M S 和云服务等多种形式 综合应用 支持工程项目建设从酝酿 规划 设计 施工 运维 拆除全 生命期内的应用 支持轨道交通从规划 设计 施工 运维等各个阶段的应用 支持配合实体工业的虚拟建造和流程再造 支持虚拟设计与施工 VDC 等应 用 支持国内风起云涌的智慧城市建设应用 6 XXXXX BIM 云平台的性能要求 BIM 云平台作为平台使用 在性能方面有多方面的要求 包括 数据加载 运行效率 数据信息安全 网络环境与软硬件配置等 1 数据加载运行效率 目前 随着信息技术与传统行业的深度融合和互联网技术的广泛应用 造 就了一个大数据时代的来临 毫无例外 BIM 云平台的大数据加载能力显得格 外重要 国内市场上核心的 BIM 设计建模软件来源于国外 通常一个软件程序 的代码量有 1 2GB 软件供应商会提出较高的硬件配置要求 如 32G 的内存配 置 即使这样 遇到 BIM 模型文件较大时 常常出现文件打不开 运行转不 动的情况 因此 BIM 云平台作为第三方独立平台的首要条件 一是能加载多种类型 的模型数据 二是支持加载大数据量模型并能够流畅运行 XXXXX BIM 云平台宜采用 自动加载 释放模型技术 显示场景动态预测缓存 技术 以及 BIM 模型构件复用技术等 在对硬件配置无特殊要求的前提下 实 现了大数据量模型的快速加载与系统流畅运行 2 BIM 数据信息安全 随着 BIM 应用的推广和普及 越来越多的设计院 施工企业和业主采用 BIM 技术进行设计和建造 不约而同的提出了 BIM 模型数据信息的安全问题 而且随着时间的推移 提出 BIM 数据安全的人会越来越多 数据信息安全包括的范围很大 从国家军事政治等机密安全 到防范商业 企业机密泄露 甚至是防范个人信息的泄露等 网络环境下的信息安全体系是 保证信息安全的关键 包括计算机安全操作系统 各种安全协议 安全机制 数字签名 信息认证 数据加密等 直至安全系统 6 软硬件配置与网络环境 任何一款软件产品在应用中都不能脱离同时代的硬件发展水平 否则应用 中将限制和制约软件产品的推广应用 XXXXX BIM 云平台在应用中应支持将服务器和客户端部署在同一台计算机里 也支持将服务器和客户端分别安装部署 对软硬件环境的要求以市场上主流的 产品为主 无特殊要求 如软件产品的运行环境要求如下 软件环境 操作系统 Windows 2008 中文标准版 或以上高版本 数据库 SQL Svr 2008 中文标准版 浏览器 硬件环境 服务器 1 机箱 1U 机架式服务器机箱 2 CPU Xeon E5 2620 V3 3 内存 32G DDR 2133 ECC 4 硬盘 1TB 7 2K SAS 客户端 1 CPU Intel I5 4590 3 内存 16G DDR 1600 4 硬盘 1TB 7 2K SATA 5 显卡 nVidia GTX970 其中 服务器的选型 部署和安装可以有多种方案 服务器支持部署在局域网 广域网和私有云的环境中运行 网络带宽 100M