陈曦

（抚顺职业技术学院，辽宁抚顺113122）

基于云计算的BIM系统研究

陈曦

（抚顺职业技术学院，辽宁抚顺113122）

建筑信息模型（BIM）是利用信息技术对建筑生命周期各个阶段进行管理的工具。随着数字技术的发展，为提高建筑信息模型实验平台的效率，开发一种结合云计算与建筑信息模型相结合的系统，并对其实现过程及关键技术进行详细论述。通过实验表明，该方法在数据识别时间及准确性方面均优于传统方式，是实现建筑性能分析（BPA）的实用工具。

云计算；建筑信息模型；建筑性能分析

使用BIM系统对建筑生命周期进行信息管理和数据分析，对提高房地产开发效率、降低建筑损耗提出最佳方案，这是现今一个重要的研究热点。基于此，笔者提出了基于云计算的BIM，使用大数据分析作为建筑信息模型的基础，通过模拟实验得到评估数据，从而得到建筑工程的最佳实施方案。

1 相关技术介绍

1.1 建筑信息模型

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM） 是利用信息技术对建筑生命周期各个阶段进行管理的工具，包括规划设计、建筑审查、工程施工、项目管理等，提供了最佳的应用载体和信息管理模式，对传统的建筑设计方法进行了创新。

现有的商业BIM系统，如Autodesk Revit、Bentley Architecture和Tekla Structures，都是专门用于建筑项目的集成和可视化开发。但是这些商业BIM系统是在各自相对独立的平台上运行的，数据无法共享，给用户造成了一定的限制，同时建模实验对于硬件的要求较高，不利于推广普及。

基于云计算的BIM，以BIM建筑信息模型作为基础，利用云计算进行建筑效能分析（Building Performance Analysis，BPA），从而得到符合环境效益的最佳设计方案。基于云计算的BIM，在大数据计算、可视化设计、建模分析、用户硬件投资、操作界面风格等方面有着强大的优势，可以很好的节约项目实施时间和成本。

1.2 云计算技术

云计算是一种新的网络计算技术，它提供了通过网络访问、可配置的计算资源池。云计算涵盖的范围很广泛，内容也很丰富。通常可以把云分为IaaS（Infrastructure as a Service，基础设施即服务）、PaaS（Platform as a Service，平台即服务）、SaaS（Software as a Service，软件即服务） 三个服务层次。其中IaaS是将服务器、网络设备、存储设备等硬件资源集成为虚拟化的数据中心供用户按需使用；PaaS为用户提供一个完整的平台，它包含应用开发、接口开发、数据库开发、存储和测试等，保证信息平台在实现技术方面的高度一致性，进而提高可维护性；SaaS则主要是向用户提供基于网络的应用软件服务。

云计算拥有可靠性高、实时服务、大规模、虚拟化、扩充性高、数据集中、降低成本及可扩展的平台等优点。

2 BIM云系统的模型

本研究为实践BIM云系统的建筑信息设计决策模型，利用云计算技术，进行建筑效能分析，得到符合环境效益的最佳设计方案。其架构如图1所示。

图1 BIM云系统架构图

2.1 BIM云系统的实现策略

BIM云系统是运用现代化网络通信与计算机技术，突破时间、空间及跨部门的制约，向用户和系统管理者提供建筑信息模型的相关信息，通过精简、优化、整合、重组信息的提供内容和发布手段，从而得到最佳实施方案，使项目实施者能做出更合理的工程决策，是建筑性能分析的有效工具。其实现策略如图2所示。

图2 BIM云系统实现策略

2.2 BIM云系统构建

BIM云系统分为存储层、基础管理层、应用服务层、应用接口层和访问层，其构建形式如图3所示。

第一，资源层。在整个建筑全生命周期中，它对海量的建筑信息的集成管理是非常重要的。资源层是BIM云系统的基石，BIM建筑信息存放在该层，涵盖了存储设备、网络设施、数据库环境。

图3 BIM云系统构建形式

第二，资源管理层。它是BIM云系统的核心部分，资源管理层通过集群系统、分布式文件系统和虚拟化等技术，使得单一的物理设备虚拟为多个相对独立的虚拟设备对外提供同一种服务，并提供更大、更强、更好的数据访问性能。

BIM云系统通过集群文件实现云端存储设备的集群化服务工作，并通过系统的控制模块和管理模块实现对整个系统的管理，数据的分发、处理，用户操作处理结果的反馈。资源管理层还包括了数据加密、数据备份以及数据容灾操作，保证系统数据的可用性、安全性和稳定性。

第三，中间接口层。它是BIM云系统针对资源池中的资源进行相应配置，为系统提供用户管理、任务管理以及统一的安全管理功能。可以根据实际业务类型，开发不同的应用服务接口，提供不同的应用服务。

第四，系统应用层。它将BIM云系统的各类业务流程转化为具体的应用，通过中间件封装成透明的服务方式，提供给终端用户使用，涵盖系统权限管理、工作流程管理、信息文件管理等功能。

第五，用户层。用户层是用户获取云服务的直接入口，用户可以通过PC电脑、PAD、智能手机等，包括云终端程序和云终端设备来进行项目实施。

BIM云系统可以在公共云、私有云或混合云上进行部署。公共云一般是云服务供应商提供，私有云一般是对安全和性能有特殊要求的企业在自己的IT基础设施上实施。混合云具有公共云和私有云二者的优势，其灵活度更好。

3 BIM云系统实验分析

3.1 实验设计

目标设定：本实验的目标设定为以建筑生命周期50年的总能耗表现，得到更为准确的节能方案，以建筑物单位面积的年耗电量为建筑耗能整体性综合指标作为评估的基准。实验过程中所使用的测试资料来自大连某港区，该基地周边地形空旷且没有障碍物，利于作为实现参照，如图4所示。

图4 实验参照模型

实验环境：平台主机2台，配置为E5-2687W八核处理器3.1 GHz（两颗），内存容量为64 GB，硬盘容量为2 TB，1个Quardo K5000图形卡。

3.2 实验指标及分析

实验内容是比较传统BIM方式和BIM云系统下建筑性能分析的效率以及准确性，所使用的数据集是大连某港区建筑信息数据图，实验数据年份为10、20、30、40、50年。

两种方式数据识别时间的实验结果如图5所示。BIM云系统数据识别使用的时间比传统BIM方式的时间少很多，随着年份数的增加，两者的差异越发明显。同时，为了验证BIM云系统的准确性，在同样的数据集上对信息单元的识别准确性进行评价，其结果如图6所示。随着年份数的增加，利用BIM云系统比传统BIM方式有着更高的准确性。

图5 实验一：数据识别时间

图6 实验二：准确性

4 结论

云计算技术在图形图像加速、建筑信息建模、大数据分析等领域具有广泛的应用。本文设计了一种基于云计算实现BIM的建模方法，详细论述了BIM云系统的框架和实现策略。通过实验表明，该系统是实现建筑性能分析的实用工具。

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［责任编辑：刘 月］

Research on BIM System Based on Cloud Computing

CHEN Xi
(Fushun Vocational Technology Institute,Fushun 113122,China)

Building Information Model(BIM)is a management tool for each stage of building life cycle by using information technology.With the development of digital technology,in order to improve the efficiency of BIM experimental platform,the researchers develop a kind of system which combines cloud computing with BIM,and describe in detail the realizing process and the key technology.Experiments show that the method is superior to the traditional way in the respects of data recognition time and accuracy,and it is a utility tool for Building Performance Analysis(BPA).

cloud computing;BIM;BPA

TN919.5

A

2095-5928（2016）01-37-04

10.16850/j.cnki.21-1590/g4.2016.01.011

2015-10-15

陈曦（1982-），女，辽宁抚顺人，实验师，学士，研究方向：实验室技术、云计算技术。