面向BIM模型行為標準的模型輔助檢查軟件

張海兵

（1.中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司 數(shù)據(jù)圖文中心，湖北武漢 430063；2.中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司 數(shù)智化項目部，湖北武漢 430063）

0 引言

BIM技術(shù)在鐵路和軌道交通行業(yè)應(yīng)用逐步深入，武襄十城際鐵路[1]、杭海城際鐵路[2]、武漢地鐵5號線[3]、福廈高鐵[4]等工程均開展BIM設(shè)計和應(yīng)用，項目中BIM模型的建模行為標準不一，對項目基點、模型命名規(guī)則、構(gòu)件命名規(guī)則、材質(zhì)著色、構(gòu)件屬性及模型視圖的約定均有一定差異。然而，鐵路和軌道交通BIM設(shè)計中參與專業(yè)多、模型復(fù)雜、模型體量大，以至于模型檢查和復(fù)核人員（如專冊、項目總體等）對模型的行為標準檢查存在以下問題：

（1）各項目行為標準不一，缺乏規(guī)則化管理，容易造成混亂；

（2）依賴人工檢查，難以對大量的大體量、復(fù)雜模型進行快速校核，耗費大量時間，甚至影響項目進度；

（3）人工檢查效果有限，影響模型交付質(zhì)量；

（4）對于同一位置的重復(fù)構(gòu)件、模型內(nèi)部的構(gòu)件碰撞，人工檢查難以發(fā)現(xiàn)。

這些問題造成大量重復(fù)性工作，影響項目進度和質(zhì)量。針對這些問題，將建模行為標準規(guī)則化入庫，基于Revit SDK實現(xiàn)BIM模型檢查智能化和數(shù)字化，降低人工審查工作量，提升檢查精準率和覆蓋面，提升模型檢查效率和交付質(zhì)量。

1 輔助檢查解決方案

1.1 總體架構(gòu)

開發(fā)Web端項目規(guī)則庫管理系統(tǒng)和Revit插件端檢查軟件，實現(xiàn)對BIM模型行為標準進行檢查，總體架構(gòu)見圖1。

圖1 模型行為標準檢查總體架構(gòu)

Web端項目規(guī)則庫管理系統(tǒng)實現(xiàn)項目相關(guān)信息管理、項目模型檢查規(guī)則相關(guān)管理、用戶權(quán)限角色管理三大功能，其中項目相關(guān)信息管理包括項目管理、人員管理、標段管理、工點管理；項目模型檢查規(guī)則相關(guān)管理包括規(guī)則集管理、命名規(guī)則管理、明細表管理、材質(zhì)著色管理、視圖規(guī)則管理、構(gòu)件名稱管理、模型基點管理等。Web端項目規(guī)則庫管理系統(tǒng)針對不同項目構(gòu)建規(guī)則數(shù)據(jù)集，供插件端基于該規(guī)則集內(nèi)部所有規(guī)則對Revit模型執(zhí)行檢查。

Revit插件端檢查軟件主要實現(xiàn)模型檢查和修正，并出具模型檢查報告及修正報告。Revit插件端檢查軟件支持在線規(guī)則庫檢查和離線規(guī)則庫檢查2種模式，可將在線規(guī)則庫導(dǎo)出為離線規(guī)則庫，更大程度便于工程人員使用。

1.2 基于Revit SDK開發(fā)

城市軌道交通和市域鐵路很多工程采用Revit軟件開展BIM設(shè)計。基于Revit SDK獲取模型構(gòu)件參數(shù)信息[5-8]，可為實現(xiàn)模型行為標準檢查做好技術(shù)鋪墊。模型檢查涉及材質(zhì)著色、構(gòu)件命名、測量點和項目基點、視圖、明細表、模型屬性等內(nèi)容，所需要的Revit SDK API類或函數(shù)見表1（不僅限于表1內(nèi)容）。

表1 Revit SDK API類或函數(shù)

2 功能設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 總體流程

BIM模型輔助檢查總體流程見圖2，主要包括項目規(guī)則入庫流程、模型檢查和修正流程2部分。

圖2 BIM模型輔助檢查總體流程

2.1.1 項目規(guī)則入庫流程

項目總體在Web端項目規(guī)則庫管理系統(tǒng)中創(chuàng)建項目，可根據(jù)項目建模行為標準整理一套項目行為標準檢查規(guī)則。項目建模行為標準通常包括劃分項目標段和工點，確定不同工點的項目基點，規(guī)定模型命名規(guī)則、模型構(gòu)件命名規(guī)則，約定構(gòu)件材質(zhì)著色，確定模型視圖規(guī)則、明細表規(guī)則，約定構(gòu)件屬性信息。此外，有的行為標準還約定不能存在重復(fù)構(gòu)件、構(gòu)件間不能存在碰撞等。項目總體創(chuàng)建或批量導(dǎo)入項目行為標準規(guī)則作為模型檢查的依據(jù)，這些規(guī)則包括項目基點、視圖、明細表、構(gòu)件命名、材質(zhì)著色等。實際項目中模型構(gòu)件類型多，由項目總體進行構(gòu)件命名、材質(zhì)著色的入庫工具量巨大。軟件提供數(shù)據(jù)初始化功能，項目總體可從標準模型中解析模型構(gòu)件命名和材質(zhì)著色規(guī)則，實現(xiàn)批量規(guī)則的快速入庫；設(shè)計人員可從模型中解析模型構(gòu)件命名和材質(zhì)著色規(guī)則，提交給項目總體審核通過后入庫。

2.1.2 模型檢查和修正流程

設(shè)計人員根據(jù)入庫規(guī)則可在模型提交復(fù)核前對模型進行自查，檢查項目基點、明細表、構(gòu)件命名、材質(zhì)著色、模型視圖等內(nèi)容，另可根據(jù)檢測工作開展構(gòu)件重復(fù)性和構(gòu)件碰撞等檢查和修正工作；基于模型輔助檢查軟件，專冊可對設(shè)計人員提交的模型按照規(guī)則庫進行復(fù)核，出具復(fù)核報告，并將復(fù)核報告反饋給設(shè)計人員，提高專冊復(fù)核效率；項目總體對復(fù)核通過的模型進行審查，模型輔助檢查軟件可快速實現(xiàn)模型復(fù)核工作，對于不符合項目行為標準的模型，出具審查報告反饋給設(shè)計人員。

2.2 功能實現(xiàn)

2.2.1 Web端項目規(guī)則庫管理系統(tǒng)

Web端項目規(guī)則庫管理系統(tǒng)包括項目管理、規(guī)則庫管理、系統(tǒng)管理三大模塊。

項目管理包括工程項目管理、標段及工點管理、項目人員信息配置、項目規(guī)則集綁定、構(gòu)件名稱管理、材質(zhì)著色、視圖規(guī)則、建模基點庫、項目規(guī)則集等功能，實現(xiàn)按照項目進行模型檢查規(guī)則的配置。

規(guī)則庫管理包括規(guī)則集管理、規(guī)則管理、規(guī)則類型、明細表規(guī)則等功能，實現(xiàn)項目通用規(guī)則的管理和不同項目相同檢查規(guī)則的復(fù)用。項目總體可在規(guī)則集下綁定規(guī)則，進行規(guī)則集復(fù)用、規(guī)則集模板定制、規(guī)則集版本控制等。

系統(tǒng)管理模塊包括用戶管理、角色管理、權(quán)限管理、字典管理、日志管理等。

2.2.2 Revit插件端檢查軟件

Revit插件端檢查軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)初始化、基點檢查、規(guī)則檢查、碰撞檢查、構(gòu)件重復(fù)性檢查、歷史檢查報告、導(dǎo)入項目信息、在線同步等功能（見圖3），實現(xiàn)按行為標準對模型進行檢查，并提供工具對模型檢查的錯誤進行快速修正。

圖3 Revit插件端檢查軟件功能界面

（1）數(shù)據(jù)初始化。數(shù)據(jù)初始化用于對標準模型的構(gòu)件信息進行初始化入庫操作，可將標準模型構(gòu)件數(shù)據(jù)初始化到后臺規(guī)則庫管理系統(tǒng)中（見圖4）。軟件自動讀取當(dāng)前模型的構(gòu)件信息和材質(zhì)著色信息并分別進行展示，支持用戶修改構(gòu)件和材質(zhì)著色信息。

圖4 數(shù)據(jù)初始化界面

（2）基點檢查。軟件自動獲取項目階段和工點名稱，根據(jù)Web端項目規(guī)則庫管理系統(tǒng)入庫的基點和測量點信息校核Revit模型的項目基點和測量點信息（見圖5）。

圖5 項目基點檢查界面

（3）規(guī)則檢查。根據(jù)Web端項目規(guī)則庫管理系統(tǒng)入庫的材質(zhì)著色、明細表、視圖、構(gòu)件命名等規(guī)則進行模型檢查（見圖6）。軟件將當(dāng)前模型文件實際情況與規(guī)則庫配置的規(guī)則進行自動對比，形成問題清單，可導(dǎo)出檢查報告，并支持模型構(gòu)件的快速修改。

圖6 模型規(guī)則檢查界面

（4）碰撞檢查。針對構(gòu)件碰撞的設(shè)計錯誤，軟件支持模型按族類別進行碰撞檢查（見圖7），實現(xiàn)碰撞構(gòu)件在視圖中的高亮顯示，便于設(shè)計人員自查時快速修改錯誤構(gòu)件；實現(xiàn)碰撞問題清單的導(dǎo)出，便于專冊和項目總體對模型復(fù)核和驗收時形成檢測報告。

圖7 模型碰撞檢查界面

（5）構(gòu)件重復(fù)檢查。針對人工難以發(fā)現(xiàn)的重復(fù)構(gòu)件，軟件提供重復(fù)構(gòu)件一鍵檢查功能（見圖8），可快速生成重復(fù)構(gòu)件問題清單，并支持重復(fù)構(gòu)件的快速定位和刪除。

圖8 構(gòu)件重復(fù)性檢查界面

（6）屬性修改。針對有的項目建模行為標準對構(gòu)件屬性也有特別約定，軟件實現(xiàn)構(gòu)件屬性的檢查和賦值功能，支持按族類型批量檢查和修改構(gòu)件屬性（見圖9）。

圖9 批量修改屬性界面

（7）歷史檢查報告。軟件支持歷史檢查報告的查看和導(dǎo)出。

（8）導(dǎo)入項目信息。項目人員可將Web端的項目規(guī)則庫導(dǎo)入軟件中，離線狀態(tài)下可繼續(xù)使用模型檢查功能，更好地方便項目人員開展設(shè)計工作。

（9）在線同步。項目人員可將Web端的項目信息同步到本地庫中，無需導(dǎo)入便可在離線狀態(tài)下使用同步的項目信息進行離線模型檢查。

3 軟件應(yīng)用

上海申鐵建設(shè)管理有限公司印發(fā)的《上海軌道交通市域線機場聯(lián)絡(luò)線工程BIM建模行為標準》詳細約定模型命名規(guī)則、測量點和項目基點規(guī)則、項目文件夾命名規(guī)則、模型文件命名規(guī)則、材質(zhì)要求規(guī)則、構(gòu)件模型單元命名規(guī)則、視圖命名規(guī)則、明細表規(guī)則。此外，業(yè)主單位對模型構(gòu)件屬性具有明確要求，并強調(diào)不允許存在重復(fù)構(gòu)件。對于土建模型要求構(gòu)件具備主筋規(guī)格、主筋強度、水泥摻量等屬性和屬性值。

面向BIM模型行為標準的模型輔助檢查軟件應(yīng)用于上海機場聯(lián)絡(luò)線工程的初步設(shè)計階段、施工圖設(shè)計階段及施工階段，項目采用軟件自動模型檢查代替人工模型檢查，進行項目基點、材質(zhì)著色、明細表、視圖結(jié)構(gòu)、構(gòu)件命名、構(gòu)件碰撞、構(gòu)件重復(fù)等檢查，部分模型審查耗時見表2。

表2 部分模型審查耗時

通常人工針對單個模型進行行為標準檢查，需要逐個構(gòu)件審查，且人工難以審查出隱含的構(gòu)件碰撞和構(gòu)件重復(fù)，審查耗時均在1 h以上，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體量大的模型審查耗時更長。軟件自動進行模型檢查實現(xiàn)模型檢查智能化，可極大節(jié)約模型審查時間，實現(xiàn)BIM模型檢查的智能化和數(shù)字化，提高了機場聯(lián)絡(luò)線工程模型檢查效率。

4 結(jié)束語

基于Revit SDK開發(fā)的面向BIM模型行為標準的模型輔助檢查軟件，實現(xiàn)項目建模行為標準的規(guī)則化入庫管理，支持通用建模行為規(guī)則的配置和復(fù)用，實現(xiàn)Revit模型在設(shè)計全階段、全過程的模型自查、復(fù)核及審查。研究成果已在上海軌道交通市域線機場聯(lián)絡(luò)線工程驗證和應(yīng)用，適用于Revit平臺下BIM模型建模行為標準的自查、復(fù)核、審查及模型快速修正，可提升模型審查精準度和覆蓋面，提升BIM模型設(shè)計質(zhì)量和設(shè)計時效。屬我國首次實現(xiàn)Revit模型行為標準的模型檢查，軟件為BIM模型檢查智能化提供了技術(shù)力量，也可為BIM管理平臺服務(wù)，將通過檢查符合標準的BIM模型再上傳于BIM管理平臺中，為工程數(shù)字化和智能化貢獻力量。