基于IFC標準和工程信息模型的建筑施工4D管理系統

摘要：工程建設是一個相對復雜的過程，在此期間需要處理很多工程相關的信息數據，因此如何有效的將這些信息整合起來進行利用成了目前工程隊伍最為關心的問題之一。本文分析了基于IFC下的建筑工程信息模型，并且對IFC標準之下的4D管理系統做了詳細介紹。

關鍵詞：工程信息模型；建筑施工；4D系統

4D信息模型能夠將建筑施工的人力物資、機械設備以及施工進度等要素進行可視化的模擬，這樣就能夠方便工程管理者全面的加強對建筑施工的過程的控制。

一、基于IFC的建筑工程信息模型

（一）工程信息模型

在我國建筑行業發展過程中，需要獲取建筑工程的各方面信息，這些信息能夠為建筑行業的發展提供一定的理論基礎，因而建筑行業要在競爭激烈的市場環境中得以發展必須充分的掌握工程信息。建筑工程信息模型就是在這個新的形勢之下產生的，它的出現能夠很好的滿足建筑行業發展的需要。這是因為建筑工程信息模型是將工程信息進行整理，并且根據IFC的具體要求，以建筑幾何模型為前提，建立的一種工程信息模型。這種工程信息模型實際上是對工程信息的整合，并且在整合的時候與幾何信息結合在了一起。這個模型的建立利用了Express數據定義，這種語言定義實際上是符合IFC標準的。工程信息模型模型涵蓋了工程信息的多個方面內容，例如建筑所需材料和工藝，工程建筑構造、管理人員等。在信息整合的時候，應用了模板化的方法對所得的信息進行歸類和整理，這樣一來所有的工程信息可以在信息模型上的得到歸類和整理。由此可以看出工程信息模型對于計算機數據庫的管理工作有著重要的意義，因為工程信息模型將工程信息制作成了成了一個數據結構，這樣就能夠提高計算機數據分析的效率。

（二）模型數據管理平臺

模型數據管理平臺在工程信息模型數據管理中發揮著重要的作用，因為它負責將建筑工程信息的讀取出來，并且將原有的信息進行加工。換句話說模型數據管理平臺實際上是對數據進行加工改造的平臺，因此它對工程信息整個有著重要的意義。模型數據管理平臺在讀取完原始的工程信息之后，會對所得的信息進行提取然而進行分析。如果工程信息模型出現需要修改的地方，數據管理平臺還負責對其進行調整和修改，另外，它還能將幾何圖形完整的顯示出來。平臺在解析原始數據的時候，會運用到IFC文件將數據進行詳細的語義解析。這種解析器有一個明顯的優點，它可以將數據逐步的進行解析，這樣就可以保證數據的完整性。解析完整之后會出現相應的結果，并且最后還能夠將這些加工后的信息之間建立一種層次關系。模型數據管理平臺在顯示幾何圖形的時候，對于簡單的圖形能夠直接生成對象，如果遇到較為復雜的圖形，例如三維實體，則應該利用專業的工具對實體進行解析。除此之外，模型數據管理平臺還能夠保存工程信息，并且對這些信息定期進行訪問。

二、基于IFC標準的建筑施工4D管理系統

工程施工的過程并不是一層不變的，而是隨著時間的推移不斷的發生變化，因此在獲取建筑工程信息的時候如果利用3D模型則很難將工程信息完整的讀取出來，特別是對不斷發生變化的工程施工過程而言，由于其是動態的，所以以往的，模型不能夠將其完整的模擬出來。所以為了能夠將施工過程完全的進行模擬，需要轉變技術，采用4DCAD技術。這個技術相比3D模型技術而言優勢明顯，因為它能夠將工程現場的情況用模型表現出來，包括工程現場的建筑物和當地一些基本信息，另外，它還能夠將建筑施工進度計劃書與其結合在一起，專業施工單位可以對計劃書中各個要素之間的關系有一個全面的了解。由此可以看出4DCAD技術的應用可以方便管理者了解工程的進度影響因素，因為它能夠將施工進度和工程其他要素結合一起，例如工程所需的成本，建設中耗費的材料和設備，施工所需的人力和物力等。管理者再掌握了工程進度變化信息之后，可以盡快的做好調整工作。

在對4D技術研究中，研究人員開發了一種建筑施工的4D管理系統，這個系統調整了三維模型以及工程信息數據結構，這樣一來相比以往管理平臺這種管理系統能夠完全符合IFC的數據定義要求。如圖所示，4D管理系統的架構。IFC-4D管理系統主要有管理信息模型和平臺、施工4D管理系統以及管理數據庫構成。

（一）建立4D信息模型

4D信息模型的建立需要分為三個步驟，第一是建立3D建筑模型。在創建3D模型的時候可以直接從3D建筑系統之中創建，也可以利用專業的建模工具建立模型，兩種方式都能夠創建出3D建筑模型。在系統中提供了基本的構建，用戶可以根據自己意愿建立模型。第二是建立施工過程模型。工程施工過程較為復雜，并且其實動態的一個過程，影虎在創建的過程中需要將整個過程分段，然后利用WBS編輯功能對其進行修改。第四是4D模型的建立。用戶可以完全利用系統中的工具完整工程構件操作，因為系統有4D的信息模型自動生成的功能。

（二）施工信息集成和管理

建筑施工信息的集成和管理中數據管理庫、信息管理平臺以及數據交接口三者起到了決定性的作用。施工管理數據庫主要的功能是對建筑模型所獲取的信息進行收集、保存以及管理。由于獲取的工程信息數據結構并不簡單，為了將數據結構簡化、直觀，系統加強了對工程信息的處理能力，全面加強對工程信息的管理和處理的能力。施工管理信息平臺則是實現工程信息加工的地方，它能夠將信息進行集成并且進行整理，確保數據之間的關系準確性，并且能夠加強管理數據庫的維護。數據交換接口主要作用是用于交換施工進度管理系統數據。

（三）建筑施工4D管理系統300

建筑施工4D管理系統是一種模擬工程現場施工的工具，它實際上能夠為用戶提供實際工程4D模型管理功能，因此用戶可以利用4D管理系統了解和掌握施工的具體情況，例如工程進度、施工現場信息等，由此可以看出4D管理系統實際上是方便用戶通過模擬的方式加強對施工工地的各方面的控制和管理。利用4D管理系統，能夠加強對施工進度的管理。通過了解模型施工進度，來調整方案。另外，它還能夠將施工過程模擬出來，將施工現場的人力、物資、機械設備等要素集合在一起，利用模型模擬的方式在界面上反映出來，并且建筑施工4D管理系統能夠提供動態資源管理功能，并且能夠通過4D系統加強對現場工地的管理。

結束語

總之，基于IFC標準以及信息模型之下的4D工程管理系統能夠將工程施工的信息進行集合和整理，讓用戶了解到施工的進度、資源以及現場的布置，這對提高施工效率而言有著重要意義。

參考文獻：

[1]李云貴.基于國際標準IFC的工程建設信息共享[J]，工程建筑，2005（2）

[2]張劍濤.建筑項目IFC描述—空間結構描述[J].工程設計，2003（2）

[3]宣云干.基于ifcXML的數據轉換技術探討[J].建造，2005（4）