三類典型算量軟件數據交換研究

鄒貽權 宋鳳蕾

[摘 要]為全面探究算量軟件數據交換現狀及制約因素，以房建項目為例，選取三類典型算量軟件構建算量模型，展開三類算量模型數據交換測試實驗并進行算量偏差分析。結果表明：三類軟件數據互導后，除基礎梁和承臺外標準層主體量偏差率較小，晨曦轉廣聯達鋼筋幾何屬性差別較大，其他路徑鋼筋及裝飾互導后均無法顯示。分析總結出算量軟件數據交換還存在建模規范不一致、軟件功能缺失或不兼容、軟件數據接口及內置規則不統一等制約因素，進而從用戶、軟件商、政府三方視角提出了針對化建議，以期提高算量軟件整體質量及打破軟件交互壁壘。

[關鍵詞]算量軟件；數據交換；工程量偏差；格式轉換；軟件測試

[中圖分類號]TU-9 [文獻標識碼]A

不同建筑工程項目，業主往往指定不同的工程算量軟件，然而工程算量軟件品牌眾多，數據格式不一，數據交換路徑不暢，數據復用程度低，工程算量服務方不得不購置多個品牌的工程算量軟件來滿足業主需求。如果算量軟件之間的數據能夠互通互用，將極大的減少工程算量服務方的軟件采購成本，有利于行業的健康發展。為整體提升算量軟件質量及提高軟件利用率，明確算量軟件數據交換的具體要求是亟需解決的問題。

近年來，許多學者對算量軟件展開了深入研究。錢磊^[1]總結了BIM插件的特色與存在問題，提出需標準統一及研制與規范統一的算量軟件等指導性建議；袁榮麗等^[2-3]對比各類算量軟件產品的優劣勢，最終針對BIM算量軟件應用問題進行了探討與改進；莫祖燕等^[4]對比了算量方式的特性，認為目前需解決扣減規范問題；伍建軍、陳晨等^[5-6]為對比分析各土建安裝算量軟件的特性，提出了一套評價體系。另一部分學者對軟件出量準確度研究，黃成龍等^[7]對比廣聯達及魯班兩款插件主體量，指出這兩款軟件因扣減規則不同導致工程量出現偏差；裴艷等^[8]對比分析了Revit、新點、廣聯達等軟件的算量結果，得出以Revit為開發端的插件算量能力更優。丁寶權等^[9-11]對比Revit及廣聯達的土建量，探究了兩者產生的差異及原因，王亮等^[12-17]進一步研究Revit以不同格式導入廣聯達后數據轉化率及信息傳遞的準確性。

綜上所述，目前學者對算量軟件的特性及軟件出量的可行性研究較多，對算量軟件交互下信息有效對接研究較少，且現階段針對數據交互研究僅限于模型從Revit軟件導廣聯達軟件單向路徑的數據交換，選取的樣本也多限于分析算量軟件的主體量。為更全面地探究算量軟件信息交換現狀及制約因素，本文在前人的基礎上，選取廣聯達（自主平臺）、晨曦（基于Revit）、品茗（基于CAD）三類典型算量軟件進行雙向路徑數據互轉，以模型互導后量差百分比作為評定指標，抽取主體、鋼筋、裝飾三種樣本進行數據交換對比測試。

1 研究方案及評定指標

目前市面上土建算量軟件可分為基于CAD平臺的軟件、基于Revit平臺的軟件及自主平臺開發的三維算量軟件^[18]。該項測試采用市面最具代表性的三家公司相應的軟件進行研究，分別選取廣聯達公司的自主平臺軟件及GFC格式轉換工具，品茗公司基于CAD的算量軟件算量軟件，晨曦公司基于Revit的算量軟件。這三類軟件現階段能實現的土建功能板塊如表1所示。

本次測試具體方案為：1）以某個房建項目為例，在所選的三類軟件中建立土建算量模型。2）以算量模型為原本，建立四組測試樣本，統計對比模型互導前后的土建、鋼筋、裝飾工程量，展開數據交換分析。

測試分析的評定方法以模型工程量為基準，比較模型互導前后的量差百分比，指標公式為q=（b'-b）/b^[12-13]。根據國家標準GB 50500-2013，招標控制價的誤差率（量差百分比）規定不得大于±3%^[19]，其中軟件交互前的模型工程量均為b；軟件交互后的模型工程量均為b'。

2 數據交換對比研究

2.1 項目概況

該項研究選取的試點工程為某個房屋建筑項目，框架結構，地上4層，檐高23.1 m。三類，耐火二級，抗震六度，丙類，屋面二級防水。該多層民用建筑包括土建設計及機電安裝設計。本次測評選取的試點工程規模不大，專業工程類別較全，關鍵節點具有代表性。

2.2 模型建立

選取該房建項目的土建工程作為研究項目，該工程包含主體、鋼筋及裝飾。根據設計圖紙，采用三家公司的算量軟件繪制建筑模型（圖1-圖3）。

2.3 數據交換對比分析

將三家公司的算量模型利用各自研發的軟件接口進行路徑交換試驗，發現這三類中基于Revit算量軟件可與自主平臺算量軟件、基于CAD算量軟件直接進行數據轉換，而自主平臺算量軟件與基于CAD算量軟件無數據轉換路徑，算量軟件數據互導路徑關系如圖4所示。

根據上述算量軟件數據互導的關系，選取可實現數據交換的路徑做算量偏差分析，抽樣選取CT3、JCL（6-ED）、KL2、KZ1（1-E）及LB1（1-E）作為代表性構件。

2.3.1 晨曦與廣聯達數據交換對比 以晨曦算量模型為原本，將晨曦Revit模型導入廣聯達算量軟件中。具體步驟為：下載廣聯達公司算量軟件與Revit接口軟件，從晨曦公司基于Revit的算量軟件窗口打開廣聯達公司Revit接口插件，點擊工程設置，選擇導出全部圖元，打開廣聯達公司土建算量平臺，點擊新建工程，晨曦公司Revit模型已導入廣聯達公司算量軟件（圖5）；以廣聯達算量模型為原本，將廣聯達模型導入晨曦算量軟件中。具體步驟為：廣聯達公司BIM算量軟件導出IFC格式，在晨曦Revit中新建一個樣板，打開廣聯達IFC文件（圖6）。抽取代表性節點構件進行晨曦軟件與廣聯達軟件互轉后的混凝土模板、鋼筋、裝飾對比分析（圖7、圖8）。鋼筋量對見如表2。

1）對晨曦與廣聯達兩軟件模型互導后主體量分析，發現JCL（6-ED）混凝土及模板工程量誤差率均大于±3%，且CT3與JCL（6-ED）從廣聯達轉入晨曦中模板均無數據，KL2主體量在不同軟件中得出的工程量出現偏差。其他構件混凝土和模板基本可查，工程量差異較小，數據均在允許偏差范圍之內。分析模型出現量差原因為：（a）建模規則不符計量規范。設計人員遵循的命名規則及建模方式未對構件做進一步細分，導入廣聯達后系統無法進行分類處理而導致基礎梁會自動識別歸類為框架梁的錯誤。（b）廣聯達原模型導入晨曦公司Revit算量軟件后基礎梁及承臺模板數據未同步計算設置。更改后發現晨曦軟件基礎梁側面模板遇到挑板時沒有扣減與挑板相接觸的部分。（c）軟件遵循計算原則不同。KL2在廣聯達軟件中會出現偏高的情況，經手算混凝土與模板為6.68 m³及46.76m²，與廣聯達計算一致。分析發現廣聯達計算原則為框架梁級別高于非框架梁，懸挑端與非框架梁相交的體積歸入框架梁，晨曦計算原則為相交體積歸入非框架梁。

2）對模型互導后鋼筋工程量進行分析，發現各構件鋼筋量差百分比差異均在3%以上，在廣聯達公司原模型中進行板鋼筋工程量計算時，會分別顯示板受力筋和板負筋等，然而在晨曦公司Revit模型轉廣聯達公司時，板鋼筋無任何顯示。分析鋼筋量出現偏差原因為：（a）鋼筋屬性及幾何信息發生改變。查模型發現晨曦轉化到廣聯達的柱鋼筋、框梁鋼筋、基礎梁鋼筋和承臺鋼筋識別的直徑及數量均存在錯誤，需重新進行鋼筋排布，且框架梁跨支座在轉化后會發生變化。（b）軟件轉換接口信息無法兼容。晨曦軟件除板鋼筋外其余鋼筋信息是獨立于實體的信息文件，可實現鋼筋幾何及線條表達，需依附于實體，目前所采用的數據接口難以直接讀取數據信息。在晨曦軟件中導入廣聯達模型，發現鋼筋信息無法實現轉換。

3）將晨曦與廣聯達裝飾模型互導，發現裝飾工程無法顯示，分析原因為目前IFC接口表達存在多義性，無法準確表達幾何信息，需通過中間參數索引圖集規范進行數據轉譯^[20]。

2.3.2 晨曦與品茗數據交換對比 以基于CAD平臺的品茗模型為原本，將模型導入晨曦算量軟件中。具體步驟為：打開品茗CAD模型，點擊工程選項卡，選擇模型導出，新建BIM文件，選擇導出范圍，然后分層導出特有格式，在晨曦Revit算量軟件中選擇新建工程，添加導出的品茗公司的格式文件，流程如圖9所示；以晨曦模型為原本，將模型導入品茗CAD算量軟件中，具體步驟為：晨曦算量軟件打開模型后，以IFC格式將數據模型導出，新建文件夾重新命名，在品茗軟件中選擇新建工程，添加導出的晨曦模型格式文件，流程如圖10所示。選取節點部位進行混凝土及模板工程量分析，如圖11、圖12所示。

1）對品茗模型轉晨曦模型后主體量進行分析，發現基礎層包括承臺、基礎梁的模板均無法直接查混凝土工程量，需先進行解綁解組，重新樓層設置及映射，再掛接清單定額。選擇相應模板后進行計算再查量，將晨曦模型導入品茗模型，發現JCL（6-ED）模板工程量差異較明顯。兩種模型互轉后標準層的框架柱、框架梁及樓板的混凝土工程量與品茗CAD模型自動統計工程量差異較小。偏差原因為：（a）公司軟件扣減規則出現差異。基于CAD平臺軟件默認JCL（6-ED）與相鄰柱混凝土交界處應先算基礎梁，而基于Revit開發的軟件則遵循基礎＞柱＞基礎梁。因而導致品茗模型會算到柱外邊，晨曦軟件會算到柱內邊。（b）導入設置無法同步。模型相互轉化后需要重新建立映射關系，且會對構件之間的扣減關系產生影響。

2）在品茗公司CAD算量軟件進行鋼筋工程及裝飾工程數據統計，發現互導后這兩項均無法在軟件中顯示，且無任何數據信息。經過理論分析，得出出現該現象原因為：（a）品茗公司計量軟件鋼筋模塊缺失；（b）晨曦Revit計量軟件中是用墻或板繪制墻面裝飾及樓地面等；（c）品茗公司CAD計量軟件是自定義的實體，互導后不能識別。

3 軟件數據交換優化方案

為推進計量軟件實現數據交互，分別從算量軟件用戶、軟件生產商、政府三方面提出優化方案。

1）BIM算量軟件的用戶會涉及設計方及造價方，如果想使各方能用彼此的模型進行交流，需要整合兩者的設計思維與計量思維。a）統一命名規則。設計模型族命名遵循的規則為專業代碼-構件類型-描述，類型名稱以截面尺寸命名。這種規則與算量模型強調分量原則不一致，會導致梁導入算量模型無法區分類型與代號，進而影響造價準確性。因而可建立統一的族命名規則為專業代碼-構件類型-細分類型-特征描述，類型命名為構件編號-尺寸。例如梁的族名稱命名為S-梁-混凝土框架梁-矩形，類型命名為KL1-400x600。b）統一建模方式。按照現行的算量扣減規則建立模型，設計模型規定結構構件剪切順序為柱、墻、梁、板，而算量規定結構構件優先級為柱、梁、墻、板，需統一構件的建模優先級。

2）計量軟件能很大程度地得到推進需落實到軟件開發商的身上，只有軟件自身得到優化才可以促進數字化造價的應用。（a）完善功能開發。現階段基于各種模式的計量軟件功能都存在一定的缺陷，特別是鋼筋模塊及屬性識別功能大部分軟件目前還不夠成熟，因而各軟件商應繼續完善軟件的功能。（b）研發統一的數據接口。各算量軟件應支持統一的數據交換接口，實現互通互聯，打通不同計價軟件之前的數據封閉性，實現真正的兼容，還給客戶以自主選擇權，打破通過甲方指定等方式來壟斷市場的現象。（c）依據國家規范優化軟件內置規則。工程造價軟件須根據國家、省（區市）發布的建設工程計價、計量等依據進行開發。有些規定因為地域性可能具有地方特色，但有些計量計價規則的差異化設置卻沒有必要，且軟件研發者對計算規范的解讀各不相同，應集結各軟件開發商共同探討規范設置，并可通過大量軟件測評來助力軟件內部程序優化。

3）造價管理部門對于計量類產品評估檢查較少，缺乏具有針對性的工程造價軟件行業的測評與監管細則。（a）組織開展數據接口測評。建議各省（區市）工程造價管理機構應統一測評機制，定期對所在行政區域內使用的造價軟件進行測評，及時反饋軟件測評整改意見，建議可從業務功能、邊界分析、參數組合、異常情況、性能、安全等方面對接口進行質量標準評估，以接口數據交換符合性及數據交換可靠性能力作為評價指標開展測評活動。（b）引入質量監管制度。凡是進入工程造價行業使用的軟件均需做軟件測評，住建部指定第三方測評中心對參加測評的軟件按照測評類別、指標及合格標準給出測評報告，如測評合格頒布合格證書并公布推廣使用，不合格的給出測評意見，整改后可參與下一輪測評，監管流程如圖13所示。

4 結論

1）通過建立三家公司算量模型，探究典型軟件之間數據交互路徑，得出：在目前的算量軟件市場上，基于Revit開發的算量軟件與基于CAD、自主平臺開發的算量軟件能實現數據互通，但基于CAD開發的算量平臺仍無法實現與自主平臺開發的算量軟件數據轉換。

2）基于可交換的數據轉換路徑，抽取了算量模型的主體量、鋼筋量、裝飾量作為測試樣本，對三類典型算量軟件進行數據交換對比分析。結果表明：除承臺及基礎梁混凝土及模板偏差量大或查無工程量，各模型交互后主體量可查且偏差較小，晨曦Revit模型導入廣聯達公司軟件中板鋼筋無法識別，其他節點構件均需重新排布鋼筋。而廣聯達模型轉晨曦Revit模型、品茗CAD模型與晨曦模型互轉中鋼筋均無顯示。所有路徑互轉裝飾工程皆無法顯示。

3）經理論分析，現階段軟件數據交換存在建模規范不一致、軟件功能缺失或不兼容、軟件數據接口及內置規則不統一等制約因素，進而本文針對相關制約因素從用戶、軟件商、政府三方視角提出了相應的優化方案，以期促進算量軟件質量提升及打破軟件交互壁壘。

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Study on Data Exchange of Three Typical Arithmetic Software

ZOU Yiquan，SONG Fenglei

（School of Civil Engin.，Architecture and Environment，Hubei Univ.of Tech.，Wuhan 430068，China）

Abstract：In order to comprehensively explore the current situation and restriction factors of data exchange of calculation software， taking the housing construction project as an example， three types of typical calculation software were selected to build the calculation model， and three types of calculation model were conducted to carry the data exchange test experiment and analyze the deviation of calculation. The results show that after the data introduction of the three types of software， the main volume deviation rate of the standard layer except the foundation beam and platform is small， that the geometric attributes of the dawn to broadband are greatly different， and that the other path reinforcement and decoration cannot be shown after the mutual introduction of reinforcement. The computing software data exchange suffers from such constraints as inconsistent modeling specification， lack of or incompatible software function， and disagreement between software data interface and built-in rules. Then from the perspective of users， software business， and government targeted suggestions are put forward， in order to improve the overall quality of computing software and break the software interaction barriers.

Keywords：quantity calculation software; data exchange; project quantity deviation; format conversion; software test

[責任編校：裴 琴]