施工BIM模型的转换方法及转换装置

技术领域

本发明涉及BIM模型技术领域，特别涉及一种施工BIM模型的转换方法及转换装置。

背景技术

目前工程项目中创建的BIM三维模型包括在设计阶段创建的设计BIM模型和在招投标阶段创建的算量BIM模型，但上述两种BIM模型均不能满足施工阶段的业务需求，导致BIM应用不能落地到施工现场。具体而言，上述两种三维模型并没有针对施工业务属性进行定义和定制，使得在实际项目执行过程中，BIM建模人员创建了大量模型但不能应用于施工生产过程。例如设计BIM模型中将一层中的楼板作为一个整体，但实际施工工艺要求将楼板分解为单跨小板并进行支模板和绑扎钢筋，因此现有的BIM模型与真实的施工场景并不相符。这种状况不仅增加了建模人员的工作量和企业的成本，同时导致BIM在项目施工应用中找不到应用落脚点，行业和企业对BIM的价值期望不能落地到BIM工程师的模型应用中。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够将现有的设计BIM模型或算量BIM模型转化为施工BIM模型的技术方案，以解决现有技术中存在的上述问题，从而准确指导现场施工生产。

为实现上述目的，本发明提供一种施工BIM模型的转换方法，包括以下步骤：

获取目标建筑物的基础BIM模型，所述基础BIM模型包括设计BIM模型或算量BIM模型；

获取所述基础BIM模型中包含的空间定位信息和第一属性信息；其中，所述空间定位信息用于表征所述目标建筑物的位置坐标，所述第一属性信息是已包含在所述基础BIM模型中的全部构件所对应的属性信息；

根据所述第一属性信息确定与所述目标建筑物的第二属性信息和第三属性信息；其中所述第二属性信息是已包含在所述基础BIM模型中的部分构件经过预设格式转换之后得到的属性信息，所述第三属性信息是未包含在所述基础BIM模型中的构件所对应的属性信息；

根据所述空间定位信息、所述第二属性信息和所述第三属性信息生成所述施工BIM模型。

根据本发明提供的施工BIM模型的转换方法，其中，所述根据所述第一属性信息确定与所述目标建筑物的第二属性信息和第三属性信息的步骤包括：

根据预定义的与所述目标建筑物相关的第二组成构件，确定所述第一组成构件和所述第二组成构件中包含的共有构件，以及仅包含在所述第二组成构件中的新增构件；

将与所述共有构件相对应的所述第一属性信息转换为适应所述施工BIM模型的第二属性信息；

对所述新增构件基于预设规则进行重建，以得到与所述新增构件对应的适应所述施工BIM模型的第三属性信息。

根据本发明提供的施工BIM模型的转换方法，所述对所述基础BIM模型解析，获取与所述目标建筑物相关的空间定位信息以及所有第一组成构件的第一属性信息的步骤包括：

获取所述基础BIM模型中包含的与所述目标建筑物相关的楼层信息和轴网信息；

获取所述基础BIM模型中包含的第一组成构件的第一构件属性、第一尺寸属性、第一实例属性和第一构件模型。

根据本发明提供的施工BIM模型的转换方法，所述将与所述共有构件相对应的所述第一属性信息转换为适应所述施工BIM模型的第二属性信息的步骤包括：

将所述第一构件属性、所述第一尺寸属性和所述第一实例属性中包含的元数据按照第一预设格式存储为第二构件属性、第二尺寸属性和第二实例属性；

将所述第一构件模型按照第二预设格式存储为第二构件模型。

根据本发明提供的施工BIM模型的转换方法，所述所述将与所述共有构件相对应的所述第一属性信息转换为适应所述施工BIM模型的第二属性信息的步骤还包括：

基于所述第一尺寸属性进行计算，以确定所述第二尺寸属性中的对应数值。

根据本发明提供的施工BIM模型的转换方法，所述对所述新增构件基于预设规则进行重建，以得到与所述新增构件对应的适应所述施工BIM模型的第三施工属性信息的步骤包括：

根据预设的默认值确定与所述新增构件对应的第三构件属性、第三尺寸属性和第三实例属性；

根据预设的模型生成算法生成与所述新增构件对应的第三构件模型。

根据本发明提供的施工BIM模型的转换方法，所述根据所述第二属性信息和所述第三属性信息生成所述施工BIM模型的步骤包括：

确定所述共有构件和/或所述新增构件两两之间的打断规则和扣减规则；

根据所述第二属性信息、所述第三属性信息、所述打断规则和所述扣减规则生成与所述目标建筑物对应的施工BIM模型。

根据本发明提供的施工BIM模型的转换方法，所述确定所述共有构件或所述新增构件两两之间的打断规则和扣减规则的步骤包括：

按照使用功能将所述共有构件或所述新增构件划分不同的功能构件；所述功能构件包括承重构件、基础构件、二次构件、围护构件、附属构件和装饰构件中的任一种；

按照所述不同的功能构件之间的预设优先级顺序确定所述共有构件或所述新增构件之间的打断规则和扣减规则。

为实现上述目的，本发明还提供一种施工BIM模型的转换装置，包括：

基础模型获取模块，适用于响应于模型转换命令，获取第三方软件针对目标建筑物生成的基础BIM模型，所述基础BIM模型包括设计BIM模型或算量BIM模型；

解析模块，适用于对所述基础BIM模型解析，获取与所述目标建筑物相关的空间定位信息以及所有第一组成构件的第一属性信息；

构件确定模块，适用于根据施工BIM模型预定义的与所述目标建筑物相关的第二组成构件，确定所述第一组成构件和所述第二组成构件中包含的共有构件，以及仅包含在所述第二组成构件中的新增构件；

共有属性模块，适用于将与所述共有构件相对应的所述第一属性信息转换为适应所述施工BIM模型的第二属性信息；

新增属性模块，适用于对所述新增构件基于预设规则进行重建，以得到与所述新增构件对应的适应所述施工BIM模型的第三属性信息；

施工模型模块，适用于根据所述第二属性信息和所述第三属性信息生成所述施工BIM模型。

为实现上述目的，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

为实现上述目的，本发明还提供计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本发明提供的施工BIM模型的转换方法和转换装置，可以将现有的设计BIM模型或算量BIM模型准确地转换为可用于指导实际施工生产的施工BIM模型。本发明提供的施工BIM模型一方面继承了设计和算量模型的基础共用信息，另一方面快速赋予了施工业务属性和几何精确位置的深化。本发明提供的施工BIM模型具备施工阶段需要的业务属性以及精确的几何尺寸，可实现水平构件梁板按照跨度进行精确物理切分，满足施工流水段和后浇带的划分需求以及构件间的扣减和打断关系。因此，本发明可以提高现有BIM模型在实际生产中的应用效率，提升企业建造BIM模型的积极性。

附图说明

图1为本发明的施工BIM模型的转换方法方法实施例一的流程图；

图2为本发明实施例一中第一属性信息和第二属性信息的映射关系示意图；

图3为本发明实施例一将基础BIM模型转换为施工BIM模型的示意图；

图4为本发明实施例一生成施工BIM模型的示意性流程图；

图5为本发明实施例一按照构件性质进行分组和优先级的判断的示意图；

图6为本发明的施工BIM模型的转换装置实施例一的程序模块示意图；

图7为本发明的施工BIM模型的转换装置实施例一的硬件结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。

实施例一

请参阅图1，本实施例提出一种施工BIM模型的转换方法，包括以下步骤：

S100:响应于模型转换命令，获取第三方软件针对目标建筑物生成的基础BIM模型，所述基础BIM模型包括设计BIM模型或算量BIM模型。

本实施例的目的是实现模型转换，将设计阶段生成的设计BIM模型或算量阶段生成的算量BIM模型转换为适应于现场施工生产阶段的施工BIM模型。可以理解，由于不同阶段需要考虑的问题不同，因此生成的BIM模型也各自具有不同的特点。例如，设计阶段的设计BIM模型可以实现对设计意图、空间、功能以及美学方面的准确定义，但将设计BIM模型直接应用于施工阶段则存在属性信息不够完整、缺少施工过程中的措施构件、构件精度不符合施工要求、缺少构件之间的扣减关系和打断关系等缺陷。算量阶段的算量BIM主要用于定义算量规则，但算量BIM模型直接应用于施工阶段也存在构件过于简化、构件属性不符合施工规则等缺陷。

基于上述原因，本实施例可以响应于用户发出的模型转换命令进行已有的基础BIM模型和施工BIM模型之间的转换。本实施例中的基础BIM模型包括上文中提到的设计BIM模型或算量BIM模型，另外本实施例中的基础BIM模型还可以包含现有的任何其它类型的BIM模型，例如基于CAD蓝图生成的BIM模型。上述基础BIM模型可以是利用现有的任意第三方BIM建模软件生成的，例如REVIT软件、BIMMAKE软件等，本实施例不做限制。在接收到用户发出的模型转换命令的基础上，可以通过预设接口直接获取到由第三方软件生成的基础BIM模型。

S200:对所述基础BIM模型解析，获取与所述目标建筑物相关的空间定位信息以及所有第一组成构件的第一属性信息。

本步骤对基础BIM模型进行解析，一边获取基础BIM模型中包含的所有第一组成构件的图形和数据。可以理解，任意BIM模型是基于目标建筑物生成的，不同的建筑物包含多种不同的构件，例如梁、柱、剪力墙等，组成目标建筑物的每一个构件即为本实施例中的第一组成构件。空间定位信息用于定义目标建筑物的空间位置，获取空间定位信息具体包括获取楼层信息和获取轴网信息。可以理解，通常空间定位信息在基础BIM模型和施工BIM模型中是相同的。获取第一组成构件的第一属性信息包括获取第一构件属性、获取第一尺寸属性、获取第一实例属性和获取第一构件模型。其中，第一属性信息用于表征构件的名称、材质、类型等信息，例如名称为柱，材质为混凝土，类型为600×600；第一尺寸属性用于表征构件的长、宽、高等尺寸信息；第一实例属性用于表征对应构件的应用范围，例如楼层1至楼层2；第一构建模型是对应构件的具体三维形状。总之，上述第一属性信息涵盖了基础BIM模型中的各类参数信息和图像信息，全面反映第一组成构件的所有特征。

S300:根据所述第一属性信息确定与所述目标建筑物的第二属性信息和第三属性信息；其中所述第二属性信息是已包含在所述基础BIM模型中的部分构件经过预设格式转换之后得到的属性信息，所述第三属性信息是未包含在所述基础BIM模型中的构件所对应的属性信息。

本步骤可以包括子步骤S310-S330：

S310:根据施工BIM模型预定义的与所述目标建筑物相关的第二组成构件，确定所述第一组成构件和所述第二组成构件中包含的共有构件，以及仅包含在所述第二组成构件中的新增构件。

本实施例中的施工BIM模型预先定义了不同建筑物在施工过程中必需的全部第二组成构件。如前所述，设计BIM模型中往往缺少施工过程中的措施构件，算量BIM模型中的构件则过于简化，因此针对同一目标建筑物而言，施工BIM模型中包含的第二组成构件相对于基础BIM模型中的第一组成构件通常种类更加丰富，数据更加精确。对于在基础BIM模型和施工BIM模型中共同存在的构件，本实施例称为共有构件；对于仅在施工BIM模型中定义而未在基础BIM模型中定义的构件，本实施例称为新增构件。

S320:将与所述共有构件相对应的所述第一属性信息转换为适应所述施工BIM模型的第二属性信息。

第一属性信息和第二属性信息分别隶属于不同的BIM模型，其各自对应的数据线存储格式可能不同。因此，第一属性信息与第二属性信息之间的转换首先包括数据存储格式的转换，将适用于基础BIM模型的数据存储格式转换为适用于施工BIM模型的数据存储格式。其次，第一属性信息和第二属性信息之间的数值精度也可能不同，例如第一属性信息的数值精度为单精度浮点数类型，第二属性信息的数值精度为双精度浮点数类型等。再次，第一属性信息和第二属性信息包含的项目可能不同，通常第二属性信息相对于第一属性信息包含的项目更多。例如在第一属性信息中的项目“顶标高”表示建筑物顶部的相对高度，在第二属性信息中可能被拆解为“顶部标高”和“顶部偏移”两项，分别表示建筑物顶部所参照的楼层标高和建筑物顶部相对于楼层标高的偏移。其中，可以预先设置第二属性信息中的各个项目与第一属性中各个项目之间的计算关系，这样可以通过第一属性信息中的项目的数值计算出第二属性信息中对应项目的数值。可以看出，第二属性信息中新增的项目内容更加适合指导实际施工过程。

图2示出了根据本发明实施例一中第一属性信息和第二属性信息的映射关系示意图。以预算模型(算量BIM模型)中的矩形框架柱为例，图2左半部分示出的是第一属性信息中的第一构件属性、第一类型属性和第一实例属性；右半部分示出的是第二属性信息中的第二构件属性、第二类型属性和第二实例属性。可以看出，第二属性信息和第一属性信息之间具有对应的映射关系，有些映射关系(例如类别、类型名称、结构类型等)是一一对应的，有些映射关系(例如顶部标高、顶部偏移等)是进行计算之后得出的。

S330:对所述新增构件基于预设规则进行重建，以得到与所述新增构件对应的适应所述施工BIM模型的第三属性信息。

如前所述，新增构件是基础BIM模型中未出现的构件，例如二次构件、场地临时构件等。新增构件具有对应的第三属性信息，该第三属性信息的数据存储格式、数值精度和组成项目通常与第二属性信息相似。第三属性信息中的项目具体数值可以根据默认值生成，也可以根据与共有构件之间的预设算法而确定。

S400:根据所述空间定位信息、所述第二属性信息和所述第三属性信息生成所述施工BIM模型。

可以理解，施工BIM模型相对于基础BIM模型而言其位置坐标通常是一致的，因此，可以直接根据从基础BIM模型中解析出的空间定位信息施工BIM模型的具体位置。例如根据空间定位信息中的轴网信息确定施工BIM模型的中心点坐标，根据空间定位信息中的楼层信息确定施工BIM模型中每一层楼的位置坐标。确定了位置之后，可以进一步在对应位置处添加对应的构件。

在获得了共有构件和新增构件各自属性信息的基础上，可以确定组成施工BIM模型的所有构件的相关属性。由此将所有构件的属性信息组合在一起，可以得到完整的施工BIM模型。

通过上述步骤，可以实现从基础BIM模型到施工BIM模型的转换。本实施例实现的上述转换过程可以将仅具有效果展示功能或者工程量计算功能的基础BIM模型提升为能够直接指导实际施工生产的施工BIM模型，从而大幅提高现有BIM模型的利用率，同时提升企业建造BIM模型的积极性。

图3为本发明实施例一将基础BIM模型转换为施工BIM模型的示意图。如图3所示，左侧的基础BIM模型可以是设计BIM模型或招投标预算(算量)BIM模型。其中，基础BIM模型的数据格式可以是GFC格式或者Gbp格式。对基础BIM模型进行转换的中间过程包括解析GFC数据(或Gbp)；进行楼层轴网信息转换；进行共有构件的属性信息转换，具体包括几何造型参数化重建和参数信息的映射；最后进行项目模型的重建，包括根据共有构件生成主体结构和基础结构，以及生成与门窗洞口、二次构件等相关的新增构件，从而得到图3右侧所示的施工BIM模型。可以看出，图3中右侧的施工BIM模型与左侧的基础BIM模型整体结构大致相同但具体细节更加详细完整，因此能够更好地指导实际施工生产过程。

图4示出了本发明实施例一根据第二属性信息和第三属性信息生成施工BIM模型的示意性流程图。如图4所述，步骤S600包括：

S610:确定所述共有构件和/或所述新增构件两两之间的打断规则和扣减规则。

除了属性信息之间的转换符合施工业务需求之外，本实施例还需要快速处理施工构件间的位置关系，例如主梁和次梁的支撑关系，以便满足精确的施工BIM模型的业务需求，在后续支模版和放置钢筋时能精确的判断模板和钢筋的位置。本实施例针对性地提供施工BIM模型深化业务算法，以自动解决模型构建之间的扣减和支撑关系，施工流水段和后浇带对构件的分割关系。

对于构件间的扣减和打断关系，本实施例按照构件性质进行分组和优先级的判断，如图5所示。本实施例中的共有构件或新增构件可以按照实用功能划分不同的功能构件，包括承重构件、基础构件、二次构件、围护构件、附属构件和装饰构件中的任一种。在确定扣减/打断关系时，本实施例首先根据构件性质判断目标构件属于何种功能构件；然后再根据预设的优先级顺序确定扣减/打断规则。在图5的示例中，可以看出划分了P1到p8共8个优先级。当优先级低的构件与优先级高的构件之间存在扣减/打断关系时，先计算优先级高的构件，再计算优先级低的构件。

S620:根据所述第二属性信息、所述第三属性信息、所述打断规则和所述扣减规则生成与所述目标建筑物对应的施工BIM模型。

通过上述步骤得到的施工BIM模型，具备了施工阶段需要的业务属性，满足施工流水段和后浇带的划分需求，同时满足构件间的扣减和打断关系，构件的几何尺寸基本精确，满足水平构件梁板按照跨度进行物理切分的精确几何要求。施该BIM模型即继承了设计和算量模型的基础共用信息，又快速赋予了施工业务属性和几何精确位置的深化，可以满足准确指导现场施工生产的业务要求。

请继续参阅图6，示出了一种施工BIM模型的转换装置，在本实施例中，施工BIM模型的转换装置60可以包括或被分割成一个或多个程序模块，一个或者多个程序模块被存储于存储介质中，并由一个或多个处理器所执行，以完成本发明，并可实现上述施工BIM模型的转换方法。本发明所称的程序模块是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，比程序本身更适合于描述施工BIM模型的转换装置60在存储介质中的执行过程。以下描述将具体介绍本实施例各程序模块的功能：

基础模型获取模块61，适用于获取目标建筑物的基础BIM模型，所述基础BIM模型包括设计BIM模型或算量BIM模型；

解析模块62，适用于获取所述基础BIM模型中包含的空间定位信息和第一属性信息；其中，所述空间定位信息用于表征所述目标建筑物的位置坐标，所述第一属性信息是已包含在所述基础BIM模型中的全部构件所对应的属性信息；

属性确定模块63，适用于根据所述第一属性信息确定与所述目标建筑物的第二属性信息和第三属性信息；其中所述第二属性信息是已包含在所述基础BIM模型中的部分构件经过预设格式转换之后得到的属性信息，所述第三属性信息是未包含在所述基础BIM模型中的构件所对应的属性信息；

施工模型模块64，适用于根据所述空间定位信息、所述第二属性信息和所述第三属性信息生成所述施工BIM模型。

本实施例还提供一种计算机设备，如可以执行程序的智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、机架式服务器、刀片式服务器、塔式服务器或机柜式服务器(包括独立的服务器，或者多个服务器所组成的服务器集群)等。本实施例的计算机设备70至少包括但不限于：可通过系统总线相互通信连接的存储器71、处理器72，如图7所示。需要指出的是，图7仅示出了具有组件71-72的计算机设备70，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

本实施例中，存储器71(即可读存储介质)包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，存储器71可以是计算机设备70的内部存储单元，例如该计算机设备70的硬盘或内存。在另一些实施例中，存储器71也可以是计算机设备70的外部存储设备，例如该计算机设备70上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。当然，存储器71还可以既包括计算机设备70的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，存储器71通常用于存储安装于计算机设备70的操作系统和各类应用软件，例如实施例一的施工BIM模型的转换装置60的程序代码等。此外，存储器71还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。

处理器72在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器72通常用于控制计算机设备70的总体操作。本实施例中，处理器72用于运行存储器71中存储的程序代码或者处理数据，例如运行施工BIM模型的转换装置60，以实现实施例一的施工BIM模型的转换方法。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现相应功能。本实施例的计算机可读存储介质用于存储施工BIM模型的转换装置60，被处理器执行时实现实施例一的施工BIM模型的转换方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

流程图中或在此以其它方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

本技术领域的普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。