云端运算网络式BIM系统研究

王宇辉

摘 要：建筑信息模型（Building Information Model， BIM）系将营建项目的三维可视化模型与各领域属性的数字化数据整合于特定格式的档案或数据库中，其包含建筑、结构、机电、空调、消防等各领域的数字化资料。BIM三维可视化技术帮助设计时间的开发者可藉由3D可视化方式设计建物，并帮助施工阶段项目管理者与施工单位更容易核图、校正施工现场状况，亦可帮助业主、客户与项目管理者三方的沟通，让非专业人士也能藉由3D模型对该项目有更清楚的了解。而一个理想化的BIM模型，即有建物完整累积的生命周期数据。现今市面上已有许多商用BIM软件，但随着软件所提供的系统功能越来越多时，其所耗费的计算资源与储存空间也越来越大，当BIM软体所需的储存空间与运算资源的需求不断地增加，使得单机个人计算机所需负荷的需求资源越来越高，即为现今BIM系统的发展瓶颈。

关键词：云端 运算 网络式 BIM系统 研究

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）11（c）-0116-02

为了解决BIM的大量运算与大量储存的需求，因此应用云端运算技术以解决现存的BIM问题。结合BIM与云端运算的网络式服务，成为可同时服务多人的系统。透过云端的巨量运算技术，让项目设计者仅须经由几个简单的步骤，将BIM模型上传到云端服务器，其大量的BIM资料即由MapReduce解析、撷取3DBIM模型对象与对象属性，存于云端数据库HBase中。此服务让多位使用者可以随时随地使用桌机、笔电或平板，经由浏览器即可透过WebGL的浏览器3D显示技术，能够检视3DBIM模型。而此云端化的网络式BIM系统，可帮助不论在设计阶段、施工阶段或是应用于公共工程招标与投标，只要是有分享检视BIM模型的需求者，均可使用本系统。云端化的网络式BIM系统，其解决大量的运算与储存需求、使多人共同享有与使用的特性，亦提升更多在BIM应用层面上的可能性。

1 系统架构

云端化的网页式BIM系统中网页架构，含有Project、Menu、Display、Account、About五大群组。其中 Project包含ProjectList用以显示用户所拥有的项目列表；Uploader则是提供用户上传BIM模型的服务；IFC Parser 则是处理上传的IFC档案的一切后续解析工作。Menu群组包含LeftMenu，主要功能是作以网页功能索引链接。Display群组所包含的3DDisplay，其功能即为BIM3D模块的显示并且含有相关的显示互动功能等。

Account群组提供注销与账号检阅功能。About群组则为网站简介与使用教学。而最主要的功能群组为 Project与Display群组，将在后面小节详细介绍其连结的数据库纲要与其相关功能类别。

2 主系统类别架构

2.1 Project 群组相关的类别

2.1.1 前端BIM物件上传接口类

“前端BIM对象上传接口类”包含档案上传、转译 xIFC、汇入HDFS、建立项目链接等4项功能类别对象的聚集所构成。使用者使用本类别，主要目的是要将BIM模型的IFC档案上传至系统。当BIM模型的IFC档案上传后，本系统会将档案藉由档案上传的功能类别将其传送到系统中并且建立文件备份；备份的档案经由转译xIFC功能类别将其读取分析后，会将其档案转译成为xIFC格式并且新增一个xIFC档案；当xIFC档案生成后，本系统将该xIFC文件汇入HDFS中，准备作为MapReduce解析模组所处理的档案数据；最后系进行项目连结点的建立，帮助使用者可以检视相关3D模块，亦可下载相关IFC档案。

2.1.2 元数据运算类别

本类别为“元数据运算类别”其所执行的元数据运算即为MapReduce运算。其中Map子类别的运算包含getIfcWall类别、getIfcColumn类别、getIfcBeam类别、getIfcSlab类别，亦即进行IFC相关数据内容的撷取。其中getIfcWall类别是用以读取 IFCWALLSTANDARDCASE数据，并针对该数据进行分析、转译成为墙面对象；getIfcColumn类别是用以读取 IFCCOLUMN 资料，并针对该数据进行分析、转译成为柱对象；getIfcBeam类别是用以读取IFCBEAM数据，并针对该数据进行分析、转译成为梁对象；getIfcSlab类别是用以读取IFCSLAB数据，并针对该数据进行分析、转译成为楼板对象。这些子类别最后会将各个数据运算与数据撷取的结果，输出成为制式格式，并统一传送给Reducer子类别。当Reducer接收到Mapper的回传结果后，会将这些回传结果进行排序，再将这些排序后的结果赋予对象编号。这些已赋予编号的物件，最后是由Reducer子类别将的依序存入ApacheHBase中。

2.2 Display 群组相关的类别

Display群组相关的类别包含“前端WebGL互动接口类”，其相关介绍如下：前端WebGL互动接口包含 3dModelLoader、PropertyLinker、GLGELoader等三類类别。其中3dModelLoader藉由getHBaseObjV 子类别专门读取HBase中的BIM3D对象模型；PropertyLinker则是藉由getHBasePptyV子类别以读取 HBase中的BIM对象属性，并经由AJAX传递这些对象的属性数据；GLGELoader则是以sceneLoader子类别用以控制场景，包含场景绘制、光源、基本对象、贴图、色泽等；mouseEvent子类别则是用以控制鼠标触发事件，让用户可以藉由点击鼠标选取对象、移动滑鼠转换方向以及使用鼠标滚轴来切换视野远近；keyboardEvent子类别则是用以控制键盘触发事件，让用户可以藉由W、A、S、D键进行前、左、后、右的移动。

3 结语

近年来营建工程领域均对BIM项目开发越来越重视，不论在设计开发阶段，或是在施工阶段，均可以使用BIM 系统作为设计或施工的辅助工具；同样地政府也开始逐渐推展公共工程项目需使用BIM系统作为数据审查的条件之一。因此BIM系统能够达成多人使用，以及BIM项目多人共享使用，将可帮助项目不论在设计开发阶段或是施工阶段均可帮助使用者们对于项目能得取更多透明化的信息。

参考文献

[1] 王一宁.电气检测实验室危险源识别及控制[J].电子制作，2014（3X）：263.

[2] 张成方，李超.BIM技术在地铁施工安全方面的应用浅析[J].河南科技，2013（5）：130-131.endprint