施工圖BI M智能審查系統電氣條文篩選與拆解方法

林艾嘉

（廣州市設計院集團有限公司，廣州510620）

1 研究背景

2018年3 月，住房和城鄉建設部向廣州市和廈門市下發了《關于開展運用BIM系統進行工程建設項目報建并與“多規合一”管理平臺銜接試點工作的函》（建規函〔2018〕32號），要求通過改造BIM系統進行工程建設項目電子化報建，提高項目稿件審批數字化和信息化水平，并將改造后的BIM報建系統與“多規合一”管理平臺銜接，逐步實現工程建設項目電子化審查審批，推動建設領域信息化、數字化、智能化建設，為智慧城市建設奠定基礎。

基于以上文件，促進工程建設項目審批提質增效，推動施工圖審查制度改革是相關部門工作的一大重點。目前，廣州市已實現施工圖審查的數字化，即由原來的線下紙質版文件交付審查改變為線上數字化文件審查。因此，為進一步推動審查工作的智能化，廣州市結合城市信息模型（CIM）平臺建設，開展了施工圖BIM智能化審查研究工作。

2 施工圖BI M智能審查優勢與重難點

2.1 智能審查與人工審查

目前，國內施工圖審查還是完全依靠審圖專家人工進行審查。此方式在過往時間充足的情況下可以確保施工圖質量，保障工程項目安全實施。但近年來隨著國家基建項目的進一步加強，各地的項目都呈現井噴態勢，再加上精簡和改革工程建設項目審批程序，減少審批時間原則，施工圖審查時間進一步被壓縮，從而導致審圖不嚴，漏審情況時有發生?；诖耍瑖鴥认嚓P人員也展開了基于BIM的施工圖自動審查系統研究，例如，華中科技大學團隊開展了基于BIM的建筑專業設計合規性自動審查系統研究[1]、南京工業大學團隊開展了基于BIM的建筑電氣審圖系統設計[2]等。

為了提高工作效率，我國審圖行業也在經歷變革，近年來，大力推行計算機智能審圖，以減少人為因素造成的審查寬嚴程度不一致問題，確保建筑施工圖審查工作質量，這也是施工圖審查的發展趨勢[3]。因此，在此情況下，國家也在幾個試點城市開展施工圖BIM智能審查系統的研究工作。同時，國內多個地區也從數字化審圖、政府購買服務、AI審圖等方面對施工圖審查工作開展了一系列工作。

施工圖BIM智能審查技術優勢主要體現在以下幾點：

1）審核一致性：解決規范理解不一致問題。審圖涉及多個專業，部分內容需要跨學科知識；規范種類多，版本更新速度快，對規范變更跟進的及時性要求較高；規范條文描述以及設計人員對于具體條文的理解容易產生歧義。

2）審核客觀性：解決了審核尺度不一致問題。人工審圖通常依賴于審圖人員專業水平及經驗；

3）審核全面性：解決審核工作量大問題。計算機審圖可根據可審查條文逐條檢查規范要求；人工審核要挑選審核重點，容易漏審。

4）審核透明性：解決了政府管控困難問題。人工審圖時，主管部門無法及時獲取施工圖審查過程中各環節存在的問題，對施工圖設計、審查質量的真實情況難以準確掌握，監管的有效性和時效性均不能得到保證。

2.2 施工圖BI M智能審查重難點

基于目前技術應用情況，要實現施工圖BIM智能審查主要有以下幾方面的難點：涉及施工圖設計規范條文的篩選與拆解、條文語義分析與審查系統關聯、BIM智能審查系統的開發、施工圖BIM數據格式制定、施工圖BIM智能審查標準體系等。從建模角度出發，為使BIM模型滿足智能審查要求，也需要明確BIM設計模型精細度標準。

而施工圖設計規范條文的篩選與拆解則是整個工作的先決條件，其開展情況將直接影響整個施工圖BIM智能審查工作的推進?？梢詫⒋隧椆ぷ鞣纸鉃?部分：

1）規范的篩選問題，面對工程建設項目成百上千條的規范條文，要一步到位全部實現計算機自動審查是不可能的，因此，在有限的時間里，如何選擇合適條文進行智能審查是關鍵。

2）條文如何通過分析拆解，形成可開發的邏輯語言，使相關開發人員可以將條文有效的編譯成計算機程序，讓計算機實現邏輯判斷則是第二個難點。

本文將根據廣州市施工圖BIM審查系統實施情況，圍繞以上2方面進行描述。

3 電氣條文篩選原則

3.1 電氣專業BI M應用情況

BIM技術在電氣專業方面的應用基本上還處于初級階段，在大多數項目應用中，電氣專業往往只是建立相關橋架、母線槽以及基本電氣設備的占位模型，很少涉及更深一步應用。如GB/T 51301—2018《建筑信息模型設計交付標準》中電氣工程對象模型單元交付深度，施工圖設計階段絕大部分電氣構件均只要求達到G2/N2深度（G2為幾何表達精度要求，即滿足空間占位、主要顏色等粗略識別需求的幾何表達精度；N2為信息深度等級要求，即包含模型單元的身份描述、項目信息、組織角色、材質等）。

而在實際工程中，電氣專業建模精細度會進一步降低，通常的施工圖設計BIM項目，若項目的BIM應用主要目的為管線綜合，電氣專業僅需配合將橋架、母線槽等對空間凈高有影響的內容建模即可，其中的原因有BIM軟件應用效率問題，也有電氣專業施工圖設計特點問題。在軟件方面，由于電氣專業平面末端設備點位繁多，若均布置于BIM模型中，軟件運行效率將大大降低，且目前軟件普遍無法承載一個綜合體項目。另一方面，電氣專業施工圖設計中有大量電氣系統圖是以二維形式表達，不便于形成BIM三維數據。有大量施工圖是以系統圖形式表達，此純二維表達也無法形成BIM的模型數據。

3.2 條文篩選原則

在電氣條文篩選中需要關注幾個方面：

1）條文應是可量化條文，目前電氣條文中，有大量定性條文，這些條文基本不利于條文的邏輯拆解，即無法直接編譯成計算機語言，還是需要依靠人工進行判斷。

如表1所示為GB 50016—2013《火災自動報警系統設計規范》中部分強制性條文（強條）節選。其中，編號為3.1.6、3.1.7的條文有明確的量化語句，此類條文可以通過條文邏輯的分析，拆解為相關計算機邏輯語言。但如編號為3.4.1、3.4.4的條文，均是屬于定性類條文，難以通過邏輯語言進行拆解。

2）在條文篩選過程，必須考慮BIM模型設計的工作量，根據上文所述，由于目前電氣專業BIM模型建立精度不高，若大幅度增加建模工作量，則會使得此項試點工作無法推進，不利于技術探索。

同樣以表1為例，編號為3.1.6的條文中，雖然條文屬于可量化內容，但要完成此條文的審查，需要將火災自動報警系統平面所有末端設備均反應于BIM模型中，如感煙探測器、消防廣播、手動報警按鈕等。以目前BIM應用情況來看，施工圖設計階段建模深度還無法實現，只有極個別項目直接應用基于BIM的正向設計可實現此工作，但不具有普遍性，因此，此類條文也不能選擇。

表1 GB 50116—2013《火災自動報警系統設計規范》強條節選

4 電氣條文拆解

解決條文篩選問題后，要實現基于BIM的施工圖自動審查，還有重要的一步就是將條文具體內容拆解為計算機語言，這個過程涉及了自然語言與計算機結構化語言的轉換問題。下面以GB 50016—2014《建筑設計防火規范》（2018年版）10.1.1條為例，簡要說明相關工作開展情況。表2為條文自然語言描述及結構化描述情況，條文內容即為自然語言描述了具體何種類型建筑物消防用電是按一級負荷供電。條文內容雖然文字不多，但若要計算機識別，還需要進行語義拆解，將建筑名稱、建筑高度、電源情況等逐一進行描述。并通過邏輯判斷語句“如果、并且、那么”將規范邏輯進行整理，最終形成如表2結構化描述的語言表達。

從表2簡單示例可以看出，一個含數據不多且自然語言很容易理解的語句，拆解為計算機語言，其復雜程度和邏輯判斷語句大大增加。因此，在進行施工圖BIM智能審查過程中，條文拆解是重難點之一。

表2 條文拆解示例

完成條文拆解工作后，施工圖BIM智能審查系統關于條文內容就基本完成，對于整個系統開發工作，還需將條文與模型元素進關聯后才可進行。對于電氣設計人員，后續還需進一步對系統開發成果進行準確率分析，并將條文與模型、建模流程標準化，形成標準體系。

5 階段成果與展望

針對廣州市施工圖BIM智能審查系統第一階段的條文篩選及條文拆解工作已經結束，并且完成了相應的審查系統開發工作，具體開發還涉及BIM數據定義、模型信息關聯等內容，此部分內容不在本文中說明。目前，針對施工圖BIM智能審查的相關標準也已經由州市住房和城鄉建設局發布，整個系統也已經與2020年10月起開始試運行。在已完成條文中，電氣專業共完成了8個條文的拆解及開發，條文主要涉及GB 50016—2014《建筑設計防火規范》（2018年版）和GB 50116—2013《火災自動報警系統設計規范》等。

截至2021年4月，根據廣州市審查管理系統不完全統計，廣州市“施工圖三維（BIM）輔助審查系統”已有182個項目申報BIM審查。下一階段將著力增加審查條文的覆蓋面，重點落實“消防強制性條文”“查重難點、審查要點”的條文數目及適用性。整個條文的拆解及篩選工作也將在前一階段工作成果基礎上，加大應用推廣力度，并且結合廣州市CIM平臺建設要求，加速自主BIM設計軟件及審查系統研究工作。