浅析BIM轻量化平台的发展

秦昌锋，奚 蓉，刘媛媛

（山东协和学院工学院，山东 济南 250100）

伴随着BIM技术应用日益广泛，BIM轻量化平台的发展正在提上日程，被人们广泛关注。BIM轻量化技术是指在工程建筑的BIM模型建立之后（利用专业的BIM建模软件，比如Autodesk Revit、Bentley Micro Station、DSCatia等），通过对BIM模型的压缩处理等技术手段，让BIM可以在各类WEB浏览器、移动App上被使用的技术。传统的BIM轻量化引擎在国外出现较早，基本从2013年开始，采用WebGL技术的轻量化BIM引擎开始出现。

1 BIM轻量化引擎的国内外发展现状

目前，国外主要以美国为主出现了很多开源的轻量化引擎，如XBIM、BIMServer等。同时诸如Autodesk也推出了自己的WebGL轻量化BIM引擎产品A360。从2015年开始，国内的WebGL轻量化引擎浮现出一批具有代表性的厂商和产品，例如广联达BIMFace、葛兰岱尔的GLWebGLBIMEngine等。目前在BIM轻量化引擎产品上，国内基本与国外处于同一技术水平，而且国内产品在本地化能力、服务能力上更具优势。

BIM模式在已经被越来越广泛地应用在招标项目过程中，在关于BIM数据的挖掘，BIM工程量的计算，BIM在投标决策等很多方面的具体应用已被企业提上日程，在逐步摸索和实践BIM在建筑行业集成项目上吸收经验，总结规律。

目前国内BIM工程软件的局限性相对较大，BIM技术的应用局限在工程量计算和套价等独立环节，主要解决的问题偏向于技术、离散等方面，很难满足集成化的建筑方案设计和建筑项目管理全过程的需要。我国当前BIM的核心软件仍处于研发阶段，在建立模型，分析模型，设计模拟等方面还需要向国外借鉴。短期内更符合中国国情的项目管理软件没有相应的技术基础和技术准备时间。

2 为什么要发展BIM轻量化

随着建筑行业的进一步发展，与BIM相关的政策、标准、规范、补贴等文件鳞次栉比的出现在我们的日常生活中，关于BIM技术的应用在国内也如雨后春笋一般纷纷出现，并逐渐被业界所接受和广泛应用。现在几乎所有大型公共建筑都开始试用或者采用BIM技术进行设计和施工与运维管理。

伴随着BIM技术的逐渐广泛应用，BIM应用在建筑行业的行业所存在的一些细小问题也逐渐暴露出来，其中就包括BIM相对来说比较笨重繁琐，亟待“轻量化”发展这一问题。“轻量化”的BIM应用可以推动BIM技术在建筑业的信息化转型，从而推动智慧建筑的发展，在新型智慧城市的建设进程中贡献建筑领域的独特力量，也可以让更多的从事建筑行业的人员从BIM应用技术中获益，充分利用和挖掘BIM的价值。

在创建和使用BIM模型方面，现行的BIM软件在使用方面往往比较复杂，非专业的设计人员几乎很难掌握；其BIM模型中所包含的信息和关系又十分庞杂，对其查看和编辑都需要高性能的计算机才行。这对于非BIM设计人员来说又是一个负担。

3 BIM轻量化引擎的未来发展趋势

3.1 BIM+GIS融合

随着技术的跨界融合使用越来越普遍，如建筑信息模型（BIM）与GIS内在联系的需求日益增加。尤其在公路、铁路、水利等领域的应用，BIM与GIS的融合就成为了一个必然的需求和发展趋势。BIM+GIS融合实现工程建筑数据与工程环境数据、微观数据与宏观数据的统一管理与一体化应用。

BIM与GIS的融合，可以有效提高大范围区域性基建和长线工程的组织能力与管理能力，将GIS在宏观领域的功能与BIM微观单体建筑的信息相结合，可以明显提高在城市景观的规划与设计、交通路线的设计与分析，地域环境的变化、市政管网的设计与规划、数字防灾和科学防灾等方面的作用。例如徐浦大桥项目，通过构建BIM+GIS技术的综合性管养平台，以互联网+协同办公的形式，实现了对桥梁数据的精确化和智慧化管理，显示了以BIM+GIS技术为基础，结合移动互联技术，可以实现更高效、更便捷的桥梁养护管理方式，具有很好的应用前景。

3.2 服务器集群并发处理能力

随着BIM应用的用户范围扩大，BIM模型的体量越来越大，BIM轻量化引擎需要提供更高的模型处理性能与WEB端性能，必然需要采用诸如集群的多服务器架构，以提高并发处理能力，保证高性能和高稳定性。

多台服务器构成的松散耦合计算节点的集合，协同起来向用户提供应用程序、数据和资源，从内部提高了服务器的可靠性和信息处理能力，以保障服务器的持续运行。建筑行业请求的URL，更多的偏向于图片、静态页面和动态内容，针对图形处理来针对服务器的并发处理能力来设计最优并发策略，以此来充分发挥服务器的性能，在服务器同时处理较多请求时，能够更加充分合理的利用CPU计算和I/O操作，以保证在较大并发用户发来使用请求时，不会太多的影响站点质量。

3.3 面向运维管理，提供模拟仿真功能

随着BIM在运维阶段应用的不断扩展，BIM轻量化引擎必须面向运维，面向与IOT设备及数据的集成提供更多模拟仿真功能。比如对水流、电流、物体移动的模拟仿真、对光照、烟雾、火焰等模拟仿真，对温度场、气流的模拟仿真。

简单来说：建立模型的过程就是信息处理的过程，通过对真实系统的了解程度，建立能够准确模仿真实系统本质的模型，进而得出真确有效的结论，减少在真实施工过程中可能走的弯路，提高建筑工程在施工、安装等过程中可能的失误，保证建筑工程在施工、安装等过程中的时效性和准确性。

3.4 能够在WEB端对模型进行轻量化编辑

随着BIM在运维阶段应用的不断扩展，BIM轻量化引擎还必须具有修改BIM模型的功能，以满足运维阶段的非专业用户对BIM修改的应用要求。

在项目模拟建设过程中，非专业用户可以通过建模信息的全方位展示，来参观在实际建筑与环境施工的实际施工过程，监督复杂的建筑结构施工，可以通过BIM在WEB端的模型轻量化编辑功能，根据施工现场的实际需求，对模型进行云端编辑，大大提高了与施工现场的沟通效率，提高现场施工人员工作效率，以发现建筑模型的错误、建筑设计结构的不合理性，以及时针对所发现的的问题进行合理的调整和改进。

室内导航的时代正在到来，AR是未来工程建筑领域的最重要应用技术之一。随着5G的发展，AR将作为IOT与3D技术融合的最佳代表，将对包括建筑产业在内的诸多行业产生革命性的推动作用。BIM轻量化引擎必然需要能够与AR设备、AR平台进行集成与对接。

5G时代的到来将会改变人们对于信息传输的理解，而随着手机等移动端的兴起也将伴随着小而精的技术革命，相信在不久的将来，即使是传统的建筑行业，也可以因为信息与数据传输方式的改变，结合BIM技术的应用，改变传统的管理方式与设计手段。

将VR与BIM轻量化平台结合，可以有效提高BIM轻量化平台的使用效果推动平台大众化。

BIM轻量化平台是以BIM模型为基础，以信息化的仿真模拟真是建筑物，真实展示建筑各项数据，具有可视化、协作性、真实性、仿真性、改良性等特点。VR的沉浸式体验，具有很强的具象性和交互性功能，便捷了BIM轻量化平台与用户衔接的渠道，从而进一步推动了BIM轻量化在建筑行业的应用和推广。

VR增强BIM建筑设计效果，打造核心竞争力。目前VR技术在建筑营销展示方面的应用已经日趋成熟，在建筑设计中的整合正在进行中。初步的整合体现在建筑设计中搭载VR插件，为建筑设计提供帮助。VR插件在提供沉浸式体验的同时，还能捕捉用户手部的动作，替代鼠标对三维模型进行操作。

4 结束语

未来，对于BIM轻量化的应用是为了拉近用户与建筑行业的距离，将建筑设计传达更容易的与用户接通，借助BIM轻量化平台在视听等多重感官的传达下方便用户进行更便捷的模型获取，在BIM建模的使用中，利用现场的可视化，也可以将管理与控制更好的结合，确保项目精细化和信息化管理的实现。BIM轻量化平台的发展将有利于我国建筑行业的蓬勃发展，顺应了新时代发展的潮流，又是培育发展中国自主BIM产业的需要，大力发展中国自主知识产权BIM轻量化引擎产品需要企业、政府多方协同，为我们撑起中国自主知识产权BIM轻量化引擎领域的蓝天，为建设中国特色社会主义社会添砖加瓦。