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【摘要】 我国建筑领域信息化发展的过程中,由于缺乏统一的信息交换标准和信息集成机制,造成建筑生命期的不同阶段和不同应用系统之间信息交换和共享困难,形成信息孤岛和信息断层,阻碍了信息技术在建筑领域的应用,从而影响建筑业的生产效率。因此,建立面向建筑生命期的管理体系,开发集成化的信息管理系统,已成为提高建筑行业信息化水平的重要研究方向和发展趋势。本研究综合应用建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)、信息标准以及信息集成技术的最新研究成果,引入建筑业国际标准IFC(Industry Foundation Classes),提出了基于BIM的工程信息管理体系与架构,建立了BIM体系结构、信息描述和扩展机制,解决了基于BIM的三维几何建模及模型转换、面向BIM子模型的信息提取与集成、BIM数据存储与访问等关键技术。在此基础上开发了BIM信息集成平台(BIM Information Integration Platform,BIMIIP),可实现结构化的IFC模型数据和非结构化的文档数据的读取、保存、提取、集成和扩展,子模型视图的定义,属性集及术语管理,BIM几何模型创建及转换等功能。为面向建筑全生命期的BIM信息的创建和应用,探索了可行的途径,为实现工程信息交换、共享和集成化管理,提供理论、方法、技术和平台。本研究还提出了集成4D技术和过程模拟的建筑施工计划管理及优化方法,开发了相应的集成系统,不仅验证了所研究的BIM信息集成平台和关键技术,同时为建筑施工管理提供了一种更加有效的管理方法。最后,利用北京2008年奥运会国家体育场工程数据对BIMIIP的可行性和有效性进行了验证。应用表明,本研究从理论和技术上研究并解决了建设项目不同阶段和不同应用系统之间的信息断层问题,为建筑生命期的信息交换、共享和集成化管理奠定基础。所开发的BIM信息集成平台BIMIIP具有较高实用价值和应用前景。
【关键词】 建筑生命期管理； 建筑信息模型； IFC标准； 信息共享； 集成平台；
摘要 4-5
Abstract 5-6
第1章 绪论 12-35
1.1 课题来源 12
1.2 课题背景 12-14
1.3 目的与意义 14-15
1.4 国内外相关研究综述 15-27
1.4.1 建筑生命期管理 15-17
1.4.2 建筑信息模型 17-19
1.4.3 信息集成标准及相关研究 19-23
1.4.4 信息集成技术及系统 23-27
1.4.5 国内外相关研究评述 27
1.5 研究内容 27-31
1.6 关键技术 31
1.7 研究方法与技术路线 31-32
1.8 论文构成与章节安排 32-35
第2章 基于BIM 的工程信息管理体系与架构 35-52
2.1 建筑工程信息管理 35-41
2.1.1 建筑工程项目 35-37
2.1.2 建筑工程信息流 37-39
2.1.3 建筑工程信息特点 39-40
2.1.4 当前建筑工程信息管理模式 40-41
2.2 BIM 及其建模技术 41-47
2.2.1 BIM 的概念及含义 41-42
2.2.2 BIM 的特性 42-43
2.2.3 BIM 信息的创建 43-45
2.2.4 BIM 建模技术 45-47
2.3 基于BIM 的工程信息管理 47-51
2.3.1 体系框架 47-48
2.3.2 管理流程 48-49
2.3.3 基本架构 49-51
2.4 小结 51-52
第3章 基于IFC 的BIM 结构及其信息描述与扩展机制 52-75
3.1 基于IFC 的 BIM 体系结构 52-57
3.1.1 IFC 模型的结构 52-55
3.1.2 IFC 实体的分类 55-57
3.2 基于属性集的信息描述与关联机制 57-63
3.2.1 属性集的概念 57-61
3.2.2 信息描述与关联机制 61-62
3.2.3 适用范围及特点 62-63
3.3 基于类型实体的信息描述与关联机制 63-66
3.3.1 类型实体的概念 63-64
3.3.2 信息描述与关联机制 64-65
3.3.3 适用范围及特点 65-66
3.4 基于IFD 库的信息描述与关联机制 66-72
3.4.1 IFD 库的概念 66-67
3.4.2 信息描述与关联机制 67-69
3.4.3 适用范围及特点 69-70
3.4.4 IFD 库内容的创建 70-72
3.5 模型信息的扩展机制 72-74
3.5.1 扩展机制 72-73
3.5.2 适用范围及特点 73-74
3.6 小结 74-75
第4章 基于BIM 的三维几何建模及模型转换 75-89
4.1 研究背景 75-79
4.1.1 三维几何建模及图形显示 75-76
4.1.2 三维几何模型的特点及适用范围 76-77
4.1.3 三维几何模型显示的相关研究及主要问题 77-78
4.1.4 研究及开发基础 78-79
4.2 BIM 的几何数据描述 79-80
4.2.1 几何模型的类型 79
4.2.2 几何模型与建筑构件的集成 79-80
4.3 BIM 几何实体模型的重建 80-83
4.3.1 基于AutoCAD 图形引擎的实现 80-81
4.3.2 BIM 几何实体模型重建流程 81-83
4.4 BIM 表面模型的生成 83-87
4.4.1 BIM 表面模型生成流程 83-84
4.4.2 实体模型的三角形网格划分 84-86
4.4.3 表面模型数据的集成 86-87
4.5 方法验证 87-88
4.6 小结 88-89
第5章 面向BIM 子模型的信息提取与集成 89-108
5.1 绪论 89-92
5.1.1 面向BIM 子模型的信息提取与集成 89-90
5.1.2 相关研究及存在的主要问题
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