一种基于云计算的BIM协同平台

技术领域

本发明涉及BIM云平台技术领域，特别是指一种基于云计算的BIM协同平台。

背景技术

目前市面上充斥着各类BIM施工协同平台产品及BIM引擎产品，但这些BIM平台均采用基于WebGL网页的轻量化引擎技术，但无法有效支撑大项目以及MEP机电项目模型的加载和实时交互。且现场管理人员的电脑硬件配置普遍偏低，用户体验极差，空有BIM平台和BIM模型，却无法落地使用起来，致使BIM模型只能停留在专业BIM工程师的电脑里，没法进一步发挥施工协同的价值。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的BIM施工协同平台产品及BIM引擎产品需要的电脑硬件配置较高，用户体验极差的问题，本发明提出了一种基于云计算的BIM协同平台。

本发明的技术方案是：一种基于云计算的BIM协同平台，包括实时云计算BIM引擎和BIM施工协同平台；

实时云计算BIM引擎的架构从底层到上层依次包括多元数据接入系统、公有云基础设施、BIM云数据中心、BIM云计算引擎、开放应用API；

多元数据接入层用以接收三维建模软件的BIM数据，并对进行BIM数据进行解析、提取；

公有云基础设施包括GPU虚拟化云服务器、WebRTC音视频流API和容器虚拟化云服务器；

BIM云数据中心用以建立BIM模型构件和数据分类编码体系，对多元数据接入层导入的BIM数据进行编码，实现数模分离，将BIM数据进行结构化处理形成BIM模型构件；

BIM云计算引擎用以从BIM云数据中心调取BIM模型构件，并对BIM模型构件进行转换、装配和渲染，形成三维可视化的BIM整体模型；

开放应用API用以为BIM云计算引擎提供外部数据交互接口，以支撑上层的BIM施工协同平台；

BIM施工协同平台包括应用开发层和基于应用开发层的用户交互界面层；

应用开发层包括基于开放应用API的BIM云文档平台、BIM云建造平台、BIM云造价平台、BIM云协同平台和BIM云设计平台；

用户交互界面层用以与应用开发层进行数据交互，以显示应用开发层内的各平台信息，并向应用开发层内的各平台发送指令信息。

优选的，多元数据接入层包括BIM设计软件Plugin、GIS软件Plugin、施工/运维LOTAPI。

优选的，BIM云数据中心包括BIM数据解析模块，数模分离模块、BIM数据标准库、LOT数据融合模块。

优选的，BIM云计算引擎包括模型自动渲染系统、模型手动渲染系统、模型交互系统和指令流转换引擎。

优选的，开放应用API包括通用性API和专业领域应用API；

通用性API包括身份权限认证OAuth API、云服务监测计费API、模型浏览及交互Viewer API、数据管理Data API、数据转换与提取API、场景编辑Editor API;

专业领域应用API包括物联网应用LOT API、设计系统应用API、智慧工地应用API、运维管理应用API、施工协同应用API和虚拟现实/增强现实API。

优选的，应用开发层还包括基于开放应用API的BIM云计划平台、BIM云场布平台。

优选的，用户交互界面层包括移动交互端和PC端。

优选的，移动交互端包括iOS/安卓APP和微信小程序。

优选的，移动交互端包括PC大屏和网页Web端。

本发明的优点：本发明一种基于云计算的BIM协同平台，开发出面向工程施工现场管理的BIM协同管理平台，不再采用传统的大一统的面面俱到型的BIM云平台，而是直接转变为面向施工管理人员的岗位级的云平台产品，在使用过程中，将渲染逼真的三维游戏场景或BIM模型，运行在GPU虚拟化云服务器上，通过GPU虚拟化云服务器实现一卡多并发，共享一台服务器的算力；并通过WebRTC实时视频流、指令流，让客户通过用户交互界面层可以与云端的视频场景或BIM模型进行实时数据交互，大大降低了客户所使用的PC端和收集端的硬件配置需求，为用户在底端配置的用户端上也能提供高清且流畅的体验，节省用户端成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1.为实施例1中的实时云计算BIM引擎和BIM施工协同平台的整体架构图；

图2为实时云计算BIM引擎和BIM施工协同平台交互原理示意图；

图3为WebRTC技术原理图。

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付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1：一种基于云计算的BIM协同平台，如图1所示，包括实时云计算BIM引擎和BIM施工协同平台。

实时云计算BIM引擎的架构从底层到上层依次包括多元数据接入系统、公有云基础设施、BIM云数据中心、BIM云计算引擎、开放应用API。

多元数据接入层，用以接收三维建模软件的BIM数据，并对进行BIM数据进行解析、提取、标准化；具体的，多元数据接入层包括BIM设计软件Plugin、GIS软件Plugin、施工/运维LOT API。

公有云基础设施包括GPU虚拟化云服务器、WebRTC音视频流API和容器虚拟化云服务器。

WebRTC音视频流API是一个支持网页浏览器进行实时语音对话或视频对话的开源API，用以提供视频会议的核心技术，WebRTC音视频流API具体包括音视频的采集、编解码、网络传输、显示等功能，支撑多平台：Windows，Linux，Mac，Android。WebRTC音视频流技术原理图如图3所示。

WebRTC音视频流API与BIM云计算引擎结合，可实现在网页端以实时视频流的方式访问云服务器上的BIM模型，且不需要任何网页插件。用户在网页端的所有键盘、鼠标或触屏操作，与BIM模型构件的互动，也以实时信号传递给BIM云计算引擎，驱动BIM云计算引擎做出即时的交互响应。

GPU虚拟化云服务器包含的GPU虚拟化技术集成在用户端（手机端和PC端），通过GPU虚拟化技术实现在单个GPU上同时运行多个并发程序实例，充分利用显卡的计算资源，直到达到算力峰值；还可实现多个GPU的集群，算力共享，对外提供集群后的超强渲染算力，实现对BIM算力的动态调度管理。GPU虚拟化云服务器可极大提高应用访问的并发数量，显著降低服务器硬件的成本，让云端部署经济可行。

容器虚拟化云服务器，用以降低手机端或PC端的系统资源，降低手机或PC端的配置需求。

BIM云数据中心用以建立BIM模型构件和数据分类编码体系，对多元数据接入层导入的BIM数据进行编码，实现数模分离，将BIM数据进行结构化处理形成BIM模型构件；具体的，BIM云数据中心包括BIM数据解析模块，数模分离模块、BIM数据标准库、LOT数据融合模块。

BIM云计算引擎用以从BIM云数据中心调取BIM模型构件，并对BIM模型构件进行转换、装配和渲染，形成三维可视化的BIM整体模型；具体的，BIM云计算引擎包括模型自动渲染系统、模型手动渲染系统、模型交互系统和指令流转换引擎。本发明中的BIM云计算引擎为采用目前最新的5G、WebRTC、GPU虚拟化、容器等基础性技术，与开源游戏图形引擎结合，所建立的BIM云计算引擎产品。

开放应用API用以为BIM云计算引擎提供外部数据交互接口，以支撑上层的BIM施工协同平台。具体的，开放应用API包括通用性API和专业领域应用API。

通用性API包括身份权限认证OAuth API、云服务监测计费API、模型浏览及交互Viewer API、数据管理Data API、数据转换与提取API、场景编辑Editor API。

专业领域应用API包括物联网应用LOT API、设计系统应用API、智慧工地应用API、运维管理应用API、施工协同应用API和虚拟现实/增强现实API。

BIM施工协同平台包括应用开发层和基于应用开发层的用户交互界面层。

应用开发层包括基于开放应用API的BIM云文档平台、BIM云建造平台、BIM云造价平台、BIM云协同平台、BIM云计划平台、BIM云场布平台和BIM云设计平台。

BIM云文档平台：文档协同管理模块，实现对BIM模型、图纸、文档的在线管理、版本管理、浏览和分享等，完成设计方、总包方、分包方、业主方的多端施工BIM文档协同。

BIM云建造平台：现场建造及质量安全管理模块，将BIM模型与物联网智慧工地系统进行深度集成开发，将传统二维的现场实时数据看板，升级为三维BIM可视化的看板。除了实时监测的传感器点位数据在模型中精准可视化，施工质量、施工安全管理在模型中也可进行三维可视化定位，直接标注和动态跟踪。

BIM云计划平台：基于BIM模型和Project文档进行在线的4D可视化进度管理及偏差识别管理，实现直接在线编辑渲染逼真的可视化模型，框选模型构件，与进度任务进行一对一关联，在Web端即可完成进度规划，进度生成和动画模拟，并支持施工进度漫游动画的视频导出。

BIM云造价平台：基于BIM模型进行在线的BIM5D工程量自动计算，得出精确的工程量清单。

BIM云设计平台：基于BIM模型和信息传输网络，对BIM模型进行修改。

BIM云场布平台，通过开放应用API，利用实时BIM云计算引擎，对项目进行场地模拟布置，对生活区、办公区、施工区进行科学合理布局，快速出图，减少工期、节约成本等，配合制作场地漫游、施工动画、脚手架模拟、天气模拟等。

BIM云协同平台，将应用开发层内的其它平台关联协同起来，以支持数据中心各专业工程师在各平台上开展高效的协同设计。

用户交互界面层用以与应用开发层进行数据交互，以显示应用开发层内的各平台信息，并向应用开发层内的各平台发送指令信息。用户交互界面层包括移动交互端和PC端。移动交互端包括iOS/安卓APP和微信小程序。移动交互端包括PC大屏和网页Web端。BIM云协同平台与实时云计算BIM引擎的交互如图2所示。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。