基于BIM的智能化算量
——以輸變電土建工程為例

劉 綱，郭 莉，楊 劍，劉 毅

(1.國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，江蘇 南京 210008；2.國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司，江蘇 南京 210024)

電力是現(xiàn)代生產(chǎn)和生活必不可少的動(dòng)力，也是當(dāng)代最方便、最易控制、適用范圍最廣泛的現(xiàn)代化能源。對(duì)電力基礎(chǔ)設(shè)施而言，工程量計(jì)算是設(shè)計(jì)及施工階段成本控制的前提和基礎(chǔ)，對(duì)電網(wǎng)、咨詢機(jī)構(gòu)、監(jiān)理機(jī)構(gòu)以及投標(biāo)者至關(guān)重要。建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)是一個(gè)集成建筑的幾何信息、功能特征和建筑性能的三維建筑模型，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)規(guī)劃、三維設(shè)計(jì)、虛擬施工、協(xié)同管理、輔助運(yùn)營(yíng)的全壽命周期工程管理和信息共享，符合信息化背景下工程造價(jià)精益化管理的要求[1,2]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和BIM技術(shù)在建設(shè)工程中的廣泛應(yīng)用，電力基礎(chǔ)設(shè)施的工程量計(jì)算方式已逐步由手工計(jì)量向軟件智能化計(jì)量過(guò)渡。目前，市場(chǎng)上已開發(fā)出了電力工程的專業(yè)計(jì)量軟件，可以基于二維圖紙建立工程的三維計(jì)量模型實(shí)現(xiàn)工程量快速計(jì)算。但是這類軟件無(wú)法直接利用設(shè)計(jì)階段BIM模型，導(dǎo)致出現(xiàn)二次建模的重復(fù)工作量，此外，造價(jià)人員對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范的理解差異會(huì)造成工程量計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生偏差。這與BIM的全生命周期信息傳遞與共享理念相違背[3]。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)BIM模型工程量的自動(dòng)提取，國(guó)內(nèi)外學(xué)者一直致力于BIM模型工程量自動(dòng)提取的二次開發(fā)研究。針對(duì)當(dāng)前在設(shè)計(jì)階段無(wú)法準(zhǔn)確查詢工程量的問(wèn)題，Zhao等[4]提出了基于Revit平臺(tái)的自動(dòng)實(shí)時(shí)獲取工程量的方法，利用Revit API(Application Programming Interface)函數(shù)，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)工程量，并根據(jù)工程量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果自動(dòng)校核和更新設(shè)計(jì)結(jié)果。由于Navisworks軟件不能提供3D模型中組件類型、幾何形狀和尺寸等信息，造價(jià)人員無(wú)法直接利用Navisworks平臺(tái)集成的三維模型智能獲取工程量。為了解決這類問(wèn)題，Han等[5]提出了一種從三維Navisworks觀察模型中提取幾何尺寸的新方法，很大程度上縮短了工程計(jì)量所需的時(shí)間。Akanbi等[6]為解決不同BIM平臺(tái)之間缺乏互操作性的問(wèn)題，開發(fā)了一種自動(dòng)化提取木結(jié)構(gòu)數(shù)量的算法，減少了造價(jià)人員手動(dòng)輸入的工作量。齊聰?shù)萚7]探討了以Revit為平臺(tái)開發(fā)工程量計(jì)算軟件的技術(shù)可行性。在電力基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，郭琦等[8]基于Revit平臺(tái)的ODBC(Open Database Connectivity)數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)了輸變電工程量計(jì)算插件LQC。為了深入挖掘BIM平臺(tái)的功能，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)與其他軟件的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，楊黨輝等[9]基于Revit平臺(tái)研究了BIM結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問(wèn)題，認(rèn)為IFC(Industry Foundation Class)標(biāo)準(zhǔn)僅適合結(jié)構(gòu)物理模型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，在實(shí)體配筋上受到很大的制約。現(xiàn)有研究印證了基于BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)信息和計(jì)量信息傳遞與共享的可行性，但主要集中于房建工程領(lǐng)域。電力基礎(chǔ)設(shè)施造價(jià)管理具有計(jì)價(jià)規(guī)則繁瑣、專業(yè)分類復(fù)雜、涉及主體多等特點(diǎn)，因此基于BIM技術(shù)研究電力基礎(chǔ)設(shè)施智能化算量十分必要。

Revit是一款市場(chǎng)上使用最廣泛的BIM設(shè)計(jì)軟件，能創(chuàng)建滿足設(shè)計(jì)要求的參數(shù)化模型；同時(shí)，BSL軟件是電力行業(yè)中常用的計(jì)量軟件之一，可以實(shí)現(xiàn)電力基礎(chǔ)設(shè)施三維算量，擁有與Revit之間的幾何模型導(dǎo)入接口。BSL計(jì)量軟件中的BIM技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)階段的BIM模型向工程量計(jì)算階段的傳遞，避免二次翻模，提高工程量計(jì)算效率，減少人為建模失誤。因此本研究擬利用BIM的信息流技術(shù)將工程計(jì)量信息導(dǎo)入Revit模型中，進(jìn)一步創(chuàng)建電力基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)量樣板，同時(shí)利用BSL軟件與Revit軟件的接口，提出模型工程計(jì)量信息(包括構(gòu)件的幾何信息與屬性信息)到BSL軟件的映射方法，從而實(shí)現(xiàn)電力基礎(chǔ)設(shè)施“Revit+BSL”的智能化算量。

1 基于Revit模型的電力基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目計(jì)量數(shù)據(jù)信息流

BIM的技術(shù)核心是一個(gè)由計(jì)算機(jī)三維模型形成的數(shù)據(jù)庫(kù)，它集成了項(xiàng)目全生命周期內(nèi)所有類別的工程信息，形成了協(xié)調(diào)工程項(xiàng)目系統(tǒng)目標(biāo)、外部資源、內(nèi)部資源的信息流網(wǎng)絡(luò)[10]。電力工程計(jì)量?jī)?nèi)部信息包括基礎(chǔ)信息和計(jì)量規(guī)則信息。圖元是Revit模型的基本單元，包括模型圖元、視圖圖元和注釋符號(hào)圖元。模型圖元中的信息根據(jù)性質(zhì)的不同可分為基本數(shù)據(jù)(幾何數(shù)據(jù)、物理數(shù)據(jù)、功能數(shù)據(jù)等)和擴(kuò)展數(shù)據(jù)(技術(shù)數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)及管理數(shù)據(jù)等)[11]，包含了工程量計(jì)量所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。BSL軟件中內(nèi)置了電力工程定額和清單計(jì)量規(guī)則信息。若要實(shí)現(xiàn)內(nèi)部信息的連通，以及Revit設(shè)計(jì)模型與BSL計(jì)量模型的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，應(yīng)從外部嵌入Revit到BSL參數(shù)化映射規(guī)則信息。圖1為電力工程計(jì)量工程數(shù)據(jù)信息流，主要流程是從Revit中提取所需的圖元信息，創(chuàng)建Revit到BSL參數(shù)化信息映射規(guī)則，自動(dòng)生成BLS計(jì)量模型，最終實(shí)現(xiàn)一鍵式工程量匯總計(jì)算。

按照電力基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目計(jì)量數(shù)據(jù)信息流，本文設(shè)計(jì)了電力工程智能化計(jì)量系統(tǒng)(見(jiàn)圖2)，包括信息輸入、信息提取、信息映射和信息應(yīng)用四大模塊。信息輸入模塊是基于電力工程計(jì)量信息需求，分別在Revit模型創(chuàng)建時(shí)輸入基礎(chǔ)信息，以及在BSL模型中輸入定額和清單的計(jì)量規(guī)則信息。信息提取模塊是基于Revit SDK庫(kù)、基礎(chǔ)算法庫(kù)和業(yè)務(wù)規(guī)則庫(kù)，從Revit設(shè)計(jì)模型和BSL模型中提取基礎(chǔ)計(jì)量信息和計(jì)量規(guī)則信息。信息映射模塊主要功能是實(shí)現(xiàn)Revit模型數(shù)據(jù)到BSL數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，包括Revit模型轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)和BSL模型構(gòu)建子系統(tǒng)。Revit模型轉(zhuǎn)換系統(tǒng)依賴于Revit SDK庫(kù)，并根據(jù)映射規(guī)則將Revit模型轉(zhuǎn)換為中間數(shù)據(jù)，為BSL的模型構(gòu)建提供原始數(shù)據(jù)，該子系統(tǒng)的功能包括模型數(shù)據(jù)提取、構(gòu)件自動(dòng)映射、構(gòu)件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。BSL模型構(gòu)建系統(tǒng)是依據(jù)中間數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)的規(guī)則及數(shù)據(jù)合法性要求，建立完整、正確的BSL模型。信息應(yīng)用模塊主要實(shí)現(xiàn)工程量計(jì)算、工程量分類匯總、計(jì)算報(bào)表生成等功能。該模塊基于信息映射模塊的BSL三維模型數(shù)據(jù)，根據(jù)信息提取模塊的一系列業(yè)務(wù)規(guī)則庫(kù)進(jìn)行計(jì)算。四大模塊中信息應(yīng)用模塊，信息提取模塊和信息輸入模塊的BSL軟件計(jì)量規(guī)則已在Revit和BSL軟件中實(shí)現(xiàn)，因此計(jì)量信息的分析和Revit 2017-BSL 2015模型數(shù)據(jù)共享插件的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)電力工程智能化計(jì)量的關(guān)鍵。

圖1 電力基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目計(jì)量數(shù)據(jù)信息流

圖2 電力基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目計(jì)量系統(tǒng)構(gòu)架

2 電力基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目計(jì)量信息分析

BIM模型的信息導(dǎo)入是利用BIM技術(shù)進(jìn)行信息化管理的基礎(chǔ)。在工程計(jì)量方面，可以針對(duì)不同構(gòu)件計(jì)量的信息需求，在設(shè)計(jì)階段為BIM模型添加相關(guān)的幾何、物理、功能等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)一定的映射規(guī)則自動(dòng)生成計(jì)量模型從而實(shí)現(xiàn)智能化算量。因此應(yīng)針對(duì)每個(gè)計(jì)量模塊和不同構(gòu)件，依據(jù)電力建設(shè)工程定額和清單工程量計(jì)算規(guī)則詳細(xì)分析各類圖元計(jì)量所需信息，完善設(shè)計(jì)Revit模型中所需的計(jì)量信息。

2.1 輸變電工程計(jì)量信息需求

在計(jì)算電力工程的工程量時(shí)，不同類型構(gòu)件計(jì)量所需的信息不同，因此本文基于電力工程定額和清單計(jì)價(jià)規(guī)范，將BLS電力工程計(jì)量功能分為四大模塊：圖形抽筋、土建算量、裝飾裝修算量和鋼結(jié)構(gòu)算量，每類模塊中所計(jì)量的分部分項(xiàng)工程類型如表1所示。

表1 計(jì)量功能模塊構(gòu)成

根據(jù)電力工程定額和清單規(guī)則，計(jì)量信息可大致分為幾何特征類、功能作用類、材料種類及要求類、施工工藝和施工方式五大類，這五大類數(shù)據(jù)基本上滿足了建筑構(gòu)件實(shí)體分解的要求。以柱構(gòu)件為例，根據(jù)電力工程清單定額規(guī)范中有關(guān)柱構(gòu)件計(jì)量的規(guī)定，其土建計(jì)量所需的參數(shù)信息如圖2所示。由此得知，柱構(gòu)件所需的計(jì)量信息需要按照清單定額的編碼分類成對(duì)應(yīng)的信息，其余構(gòu)件應(yīng)按照此分類方式進(jìn)行信息整理，為創(chuàng)建電力工程量樣板提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

表2 柱土建計(jì)量信息

2.2 電力計(jì)量樣板設(shè)計(jì)分析

在Revit軟件中，樣板文件包含了系統(tǒng)設(shè)置的項(xiàng)目初始參數(shù)，包括項(xiàng)目默認(rèn)的度量單位、層高信息、樓層數(shù)量的設(shè)置信息、顯示設(shè)置、線型設(shè)置等。一個(gè)合適的樣板可以減少后期設(shè)計(jì)過(guò)程中參數(shù)的設(shè)置和調(diào)整工作，提高項(xiàng)目建模的效率[12]。電力項(xiàng)目BIM模型中與工程計(jì)量相關(guān)的圖元屬性信息復(fù)雜多樣，為了便于工程師在設(shè)計(jì)階段快速準(zhǔn)確地輸入項(xiàng)目計(jì)量所需信息，本文將定制一套電力工程計(jì)量樣板，運(yùn)用于電力工程智能化計(jì)量中。Revit軟件的共享參數(shù)功能可以為各類構(gòu)件添加圖元中尚未定義的電力工程計(jì)量信息，同時(shí)利用項(xiàng)目參數(shù)將各類信息按照相應(yīng)的分組方式添加到各類構(gòu)件的實(shí)例屬性欄中。

BIM技術(shù)其數(shù)據(jù)接口和工程文檔的表達(dá)方式均執(zhí)行歐美國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，鋼筋工程建模特別是復(fù)雜節(jié)點(diǎn)設(shè)置，通常采用實(shí)體詳圖表達(dá)鋼筋信息[13]。對(duì)比國(guó)內(nèi)采用的平法表示法，實(shí)體詳圖表達(dá)雖然具有直觀可以指導(dǎo)施工的優(yōu)點(diǎn)，但是由于實(shí)體鋼筋建模工作量大，減慢了BIM軟件的運(yùn)行速度，降低了操作靈活度[14]。在實(shí)際操作中，工程師用BIM軟件處理各構(gòu)件鋼筋之間的搭接問(wèn)題和鋼筋節(jié)點(diǎn)設(shè)置存在一定難度，使得BIM軟件計(jì)算的鋼筋工程量出現(xiàn)偏差。因此，本文采用直接在BIM模型中輸入鋼筋信息的方法來(lái)解決BIM軟件鋼筋計(jì)量的問(wèn)題。圖形抽筋算量模塊包括10大類構(gòu)件：柱、基礎(chǔ)、梁、墻、門窗洞、板、樓梯、設(shè)備基礎(chǔ)、電纜溝、其它。所需的計(jì)量參數(shù)信息主要包括幾何參數(shù)(尺寸、位置)、構(gòu)件類型、鋼筋布置和材質(zhì)信息(鋼筋等級(jí)、直徑)等內(nèi)容。由于鋼筋信息存在不同的格式，為提高建模效率，本文根據(jù)16G101平法規(guī)則預(yù)先將所有鋼筋格式嵌入樣板中。對(duì)于裝飾裝修，土建和鋼結(jié)構(gòu)算量模塊，參照鋼筋模塊的樣板設(shè)計(jì)方式，按照每個(gè)模塊所需的屬性計(jì)量參數(shù)將信息導(dǎo)入到Revit中。圖3為與柱構(gòu)件計(jì)量有關(guān)的屬性參數(shù)信息導(dǎo)入Revit中的情況。同時(shí)，為方便設(shè)計(jì)工程師快速選擇需要的材質(zhì)類型，本文創(chuàng)建了電力工程算量的材質(zhì)庫(kù)，如圖4所示。

圖3 柱算量參數(shù)信息

圖4 計(jì)量材質(zhì)庫(kù)

3 Revit 2017-BSL 2015模型數(shù)據(jù)共享插件開發(fā)

本研究開發(fā)的Revit設(shè)計(jì)軟件與博微BSL軟件間的數(shù)據(jù)共享插件，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)BIM軟件和算量軟件間的模型轉(zhuǎn)換。此插件作為BSL 2015軟件的子模塊，具有Revit模型的導(dǎo)入、模型轉(zhuǎn)換和算量輸出三大功能模塊，每一功能模塊下包括若干個(gè)子功能，如圖5所示。工程量計(jì)算模塊在BSL軟件中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，本插件的核心在于實(shí)現(xiàn)Revit模型信息提取和所提取信息到BSL算量軟件的映射兩大功能。

圖5 數(shù)據(jù)共享插件的功能模塊

3.1 Revit模型信息提取

Revit模型信息提取是為了獲得適用于BSL軟件的計(jì)量信息。Revit三維模型的內(nèi)容集成與數(shù)據(jù)編纂規(guī)范由軟件自身擬定、不依賴于任何通用的文件格式，因此需要依賴于Revit提供的軟件開發(fā)工具包Revit SDK以實(shí)現(xiàn)該三維模型的平臺(tái)轉(zhuǎn)換。Revit SDK提供了非常強(qiáng)大的Revit模型數(shù)據(jù)獲取與修改方法，因此信息提取的關(guān)鍵在于如何將Revit的模型構(gòu)建層次轉(zhuǎn)化為BSL模型的構(gòu)建層次，以及涉及到構(gòu)件的名稱、尺寸以及構(gòu)件計(jì)量信息的獲取與轉(zhuǎn)化。

3.1.1Revit模型的層次信息提取

為實(shí)現(xiàn)Revit三維模型和BSL算量模型的轉(zhuǎn)換，需要將Revit初步的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為BSL模型數(shù)據(jù)，完成工程信息、樓層信息、軸網(wǎng)信息和構(gòu)件模板/構(gòu)件實(shí)例信息4個(gè)關(guān)鍵層信息的轉(zhuǎn)換：(1)直接提取Revit工程信息類中基本的工程信息；(2)Revit的標(biāo)高實(shí)際上具有樓層的涵義，通過(guò)提取各標(biāo)高類對(duì)象的信息，再對(duì)標(biāo)高高度進(jìn)行排序、分析及合并，可構(gòu)造出相應(yīng)的樓層信息；(3)Revit的軸網(wǎng)是單根獨(dú)立存在的，通過(guò)提取各軸網(wǎng)類對(duì)象信息，再結(jié)合軸網(wǎng)間的相交情形，可構(gòu)造出相應(yīng)的整張軸網(wǎng)；(4)結(jié)合構(gòu)件的標(biāo)高信息，構(gòu)建樓層與構(gòu)件之間的層次關(guān)系完成信息提取。

3.1.2Revit模型的構(gòu)件信息提取

構(gòu)件是建筑信息傳遞和共享的最小粒度，包含了整個(gè)三維模型轉(zhuǎn)換的完整信息。本研究以模型構(gòu)件為對(duì)象，使用Revit SDK提取構(gòu)件的圖元信息和參數(shù)信息，用于分析構(gòu)件的具體屬性，輔助分析并抽象出幾何原型數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件信息的轉(zhuǎn)換。

3.2 Revit模型數(shù)據(jù)映射規(guī)則

完成Revit模型中數(shù)據(jù)提取后，需要將計(jì)量相關(guān)信息映射到BSL軟件中，包括名稱信息、構(gòu)件幾何信息和其他信息。本研究采取的數(shù)據(jù)信息映射方法為關(guān)鍵字識(shí)別法，首先在BSL軟件中內(nèi)嵌模型信息映射規(guī)則表，然后根據(jù)表中名稱間的映射規(guī)則，在Revit模型中遍歷圖元及其屬性名稱，若符合映射規(guī)則表中的名稱對(duì)應(yīng)關(guān)系則提取數(shù)據(jù)。信息映射流程如圖6所示。

圖6 信息映射流程

3.2.1 構(gòu)件名稱映射規(guī)則

Revit模型的每個(gè)構(gòu)件計(jì)量信息向BSL軟件中傳遞是通過(guò)識(shí)別相同構(gòu)件名稱實(shí)現(xiàn)的。因此為了準(zhǔn)確地向BSL軟件映射構(gòu)件類型，本文設(shè)計(jì)了Revit軟件到BSL軟件中構(gòu)件名稱映射規(guī)則表(見(jiàn)表3)，Revit軟件中構(gòu)件將按照“尺寸-名稱及編號(hào)-BSL構(gòu)件類型”的規(guī)則命名。

3.2.2 構(gòu)件幾何信息映射規(guī)則

Revit模型中構(gòu)件幾何信息是電力工程計(jì)量所需的基本信息之一，包括構(gòu)件的長(zhǎng)度、寬度、高度、厚度等，與構(gòu)件名稱類型映射方式一致，通過(guò)識(shí)別Revit中幾何屬性中的關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)，例如在Revit軟件中新建框架柱構(gòu)件后，其族屬性名稱為“b邊”，其對(duì)應(yīng)BSL軟件屬性為柱的截面寬(b邊)，只需直接在幾何屬性映射表中柱構(gòu)件 “寬度、B、b”后添加一個(gè)“b邊”，那么映射時(shí)Revit柱構(gòu)件設(shè)置的b邊映射到BSL柱的屬性為截面寬。Revit模型中構(gòu)件幾何信息與BSL軟件中構(gòu)件幾何屬性名稱的映射規(guī)則如表4所示。

表3 Revit到BSL軟件構(gòu)件名稱映射規(guī)則

表4 構(gòu)件幾何屬性映射規(guī)則

第2部分已經(jīng)對(duì)基于Revit模型的電力工程計(jì)量參數(shù)以及相應(yīng)的電力工程計(jì)量樣板設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，該樣板文件中各構(gòu)件與工程計(jì)量相關(guān)的圖形抽筋、土建算量、裝修算量和鋼結(jié)構(gòu)算量的參數(shù)命名規(guī)則和BSL軟件完全一致，因此并不需要設(shè)置規(guī)則映射表，在此類信息提取和映射過(guò)程中只需遍歷構(gòu)件的名稱即可，名稱一致則形成映射關(guān)系。

3.3 BSL計(jì)量模型構(gòu)建

BSL構(gòu)建計(jì)量模型是依據(jù)Revit模型提取的數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)規(guī)則及數(shù)據(jù)合法性要求，建立完整、正確的BSL模型。然而，提取的數(shù)據(jù)文件僅提供了部分信息，要執(zhí)行算量軟件的必要數(shù)據(jù)生成流程(圖7)才能生成算量工程數(shù)據(jù)文件。

圖7 數(shù)據(jù)生成流程

3.4 插件開發(fā)

Revit 2017-BSL 2015模型數(shù)據(jù)共享插件的兩大功能模塊采用不同的開發(fā)工具和開發(fā)語(yǔ)言：Revit模型信息提取模塊基于Revit 2017的二次開發(fā)要求，在.NET Framework 4.5.2開發(fā)環(huán)境下，采用VS2015工具和C#開發(fā)語(yǔ)言；構(gòu)建模塊則采用VS2013開發(fā)工具和C++開發(fā)語(yǔ)言。

插件的技術(shù)核心在于數(shù)據(jù)處理層的實(shí)施，研究開發(fā)的數(shù)據(jù)處理層包括Revit模型轉(zhuǎn)換模塊和BSL模型構(gòu)建模塊，兩者之間通過(guò)API接口來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，如圖8所示。在Revit模型轉(zhuǎn)換模塊，使用Revit SDK讀取Revit工程文件數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)提取、轉(zhuǎn)換生成算量軟件支持的工程數(shù)據(jù)文件。在BSL模型構(gòu)建模塊，將生成的工程數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入BSL軟件，利用算量軟件的業(yè)務(wù)和建模技術(shù)，生成算量軟件的全信息工程數(shù)據(jù)，執(zhí)行算量軟件的工程量計(jì)算業(yè)務(wù)。

圖8 Revit數(shù)據(jù)共享插件的技術(shù)與接口

4 基于BIM的某輸變電工程智能化計(jì)量案例分析

4.1 工程算量

輸變電工程是電力基礎(chǔ)設(shè)施中的關(guān)鍵組成部分。本文選取的某變電站工程案例為2層框架結(jié)構(gòu)，建筑總高8.1 m，建筑面積為8000 m2。在Autodesk Revit 2017軟件中，利用輸變電工程樣板快速創(chuàng)建三維模型，通過(guò)最新開發(fā)的插件首先映射構(gòu)件名稱，再映射構(gòu)件幾何信息和構(gòu)件標(biāo)高信息，最后提取構(gòu)件其他計(jì)量參數(shù)信息，在BSL 2015軟件中自動(dòng)建立三維算量模型，并完成工程量匯總計(jì)算，如圖9所示。

4.2 映射插件應(yīng)用分析

本案例利用Revit 2017-BSL 2015模型數(shù)據(jù)共享插件，將該變電站工程Revit模型的計(jì)量信息導(dǎo)入BSL軟件；同時(shí)，為檢測(cè)導(dǎo)入數(shù)據(jù)完整性和準(zhǔn)確性，依據(jù)該工程在Autodesk Revit和BSL中統(tǒng)計(jì)的各構(gòu)件的名稱和數(shù)量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)行模型轉(zhuǎn)換率分析，如表5所示。通過(guò)分析可以判斷在最新的映射插件下，模型可以實(shí)現(xiàn)100%轉(zhuǎn)換，所以采用BIM技術(shù)進(jìn)行三維算量可以完全避免工程師的二次建模。

圖9 插件功能應(yīng)用

表5 模型轉(zhuǎn)換率

考慮到設(shè)計(jì)BIM模型在我國(guó)工程計(jì)量方面應(yīng)用程度較低，本文采用對(duì)比法分析BSL翻模計(jì)量與Revit模型導(dǎo)入BSL軟件計(jì)量?jī)煞N模式下工程量統(tǒng)計(jì)的差異程度來(lái)評(píng)判插件的可行性。選取混凝土工程中的柱構(gòu)件為案例的驗(yàn)證對(duì)象，對(duì)比兩種不同模式下所有柱構(gòu)件的工程量，進(jìn)行模型工程量轉(zhuǎn)換率分析，如表6所示。由表6可知，兩種模式下柱構(gòu)件的工程量差異率在2%以內(nèi)，主要是由于設(shè)計(jì)人員或者翻模人員的失誤導(dǎo)致的，屬于合理范圍[15]。因此，本文開發(fā)的從Revit設(shè)計(jì)模型提取信息在BSL軟件中計(jì)量的方式不僅能提高了計(jì)算效率，而且能保證準(zhǔn)確性。

表6 柱兩種模式工程量統(tǒng)計(jì)

5 結(jié) 語(yǔ)

BIM技術(shù)目前處于快速推廣和普及階段，各種三維算量軟件應(yīng)運(yùn)而生，房屋建筑工程領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)基于BIM模型的工程量自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。為實(shí)現(xiàn)電力基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域智能化算量，本文基于Autodesk Revit軟件創(chuàng)建電力工程參數(shù)化建模的樣本文件，并開發(fā)出Revit 2017-BSL 2015模型映射插件，基于三維設(shè)計(jì)模型進(jìn)行工程量快速統(tǒng)計(jì)。將其應(yīng)用到實(shí)際工程中，驗(yàn)證結(jié)果表明，電力工程“Revit+BSL”的智能化一鍵式算量可以在確保準(zhǔn)確率的前提下提高工程量統(tǒng)計(jì)效率。研究希望加強(qiáng)BIM信息在全生命周期中的流轉(zhuǎn)，為BIM在電力基礎(chǔ)設(shè)施算量未來(lái)的應(yīng)用提供新的視角。然而本研究開發(fā)的Revit中的電力工程樣板是以BSL軟件為平臺(tái)的工程計(jì)量工具，無(wú)法直接借助于Autodesk Revit軟件完成工程算量；同時(shí)由于條件所限，方法驗(yàn)證有待更多案例加以證實(shí)；此外，本工程自動(dòng)化計(jì)量方法僅針對(duì)電力基礎(chǔ)設(shè)施土建算量方面，未來(lái)研究將加強(qiáng)電力基礎(chǔ)設(shè)施其它專業(yè)的插件開發(fā)，以提升電力工程智能化算量覆蓋面。