王大方 柳长春

摘要：软件集成是一个浩大的工程，涉及多个层面，基于BIM目的软件集成更是如此。BIM软件涉及面广，无论利用何种技术，其目的是最好地利用现有资源，最大程度地适应BIM技术应用的需求。

关键词：BIM技术;软件集成;数据集成

1 BIM技术分析

以BIM为技术前提的信息管理的主要任务是围绕数据的存储和分发共享数据。它的主要工作在进行的过程中最主要的特点就是分阶段进行，BIM数据的创建从项目规划到设计建设和使用，不同的子信息模型构建不同的应用。每个子信息模型实现自我进化，换句话说，就是在前一个部分模型上提取所需要的数据，并且对数据进行整理与分析，构建一个可以在下一个阶段使用的信息模型，或者还可以形成一个独立的应用程序模型。模型层、数据层、应用层和网络层共同构成了BIM的数据集成框架，具体描述如下：

1.1 模型层

基于BIM的信息集成，数据模型层专门用于保存、读取、提取、集成和验证IFC模型的数据。信息模型根据生命周期的阶段和工作内容生成。这些子信息模型的类型完全不同，从设计子信息模型，构建子信息模型，规划子信息模型和每个阶段级别的操作子信息模型，到那些子信息具有不同主题特征的模型。如施工安全信息模型，管理信息模型和成本信息模型。

1.2 数据层

结构化BIM数据和非结构化文档数据一起构成整个生命周期的工程数据内容。前者主要用于数据库的数据管理和存储。企业级系统更复杂，具有大量数据和高性能要求。二维表用于记录和存储数据结构。基于对象数据模型与关系数据模型之间的对应关系，本文的研究致力于将对象模型转换为关系数据表，从而管理和存储BIM数据。后者是一个文件数据库和文件库作为基础。

1.3 应用程序层

不同施工周期阶段的应用软件构成了应用层，软件种类繁多，主要包括设计软件，规划设计软件，管理软件。

1.4 网络层

在互联网和通信协议的共同作用下，网络通信层得以完成局域网和广域网之间在数据使用和关联之间切换，使得各个项目参与方的分布式工作方式得以实现。

在BIM的数据框架下，BIM数据可以通过生命周期产生的数据的积累，扩展，集成和应用来构建。BIM的实现需要针对不同阶段的不同应用实施子信息模型构建，从而可以完成BIM信息集成平台和数据库以及相应的数据存储，跟踪和扩展机制，并且数据完全存储和分散式。

2 软件集成方案

基于BIM目的的软件集成方案可以分为两大类，一种是对于不同软件模块或者系统进行接口集成达到某种信息的传递（下称接口集成），初级的做到单向的信息传递交流，高级的做到互相的信息传递交流：另外一种为实现某一个BIM信息系统将原为多个独立软件的集成（下称系统集成），初级可也做到单一实现目的的集成，高级的做到可扩展性极强的平台集成，以不同的目的需求取舍相关功能系统。

2.1 系统集成

系统集成在软件行业中算是个比较复杂的工程。多数能实现此种集成方案的软件很大程度上是基于软件开发初期的架构合理。但是，现阶段多数软件在架构之初由于各种原因未曾考虑过集成架构，在此基础上发展出的软件只是适用于某一需求方面为目的的单独软件。而如需适用于目前出于BIM软件为目的的，必须考虑各种方法达到集成。

2.2 接口集成

这里说的接口集成是指软件本身的狭义“接口”集成，也就是通常软件开发中常要提及的应用程序编程接口。某一BIM软件的未来其实在很大程度上要指望其软件接口的前景如何。但在我国软件业，开发人员在软件架构之初只是遵循为软件的最终使用者来设计软件，但是对于如何实现合理的软件API却只为少数人所重视，这也是我国软件业所要面临及需要解决的问题。目前，国内基于不同领域与层面的软件都已基本成型，多个软件分支共同为软件使用者提供服务，多个软件需要互相之间的数据传递，提供合理的API来进行相关集成将是必不可少的，这也是软件开发者所需要面对的问题。API的存在与公开，意味着软件可扩展性是否能够得到提升，对于扩展的深度需参照API对于软件模块本身控制的操作接口是否达到一定的深度来界定。

2.3 数据集成

异构数据库集成技术是数据库技术从完全集中到逻辑集中、物理分布（传统分布式数据库）乃至逻辑分布、物理分布（异构数据库）这一发展过程的结果，也是兼顾已有系统自治性并实现新的数据共享这一现实需求的有效手段。

以BIM技术应用为目的的前提下，要达到异构数据库的集成效果，需要弄清楚两个层面，一是所要达到的BIM软件系统的数据需求，这是异构数据集成的目标，二是对现有各系统DBMS的分析对比，这样才能对于不同的数据集成对象，异构数据集成在技术上可以考虑DBMS本身的迁移和转换、数据库网（信）关技术、公共协议/数据转换协议技术、公共编程接口技术以及中间件技术：在数据结构体现形式上可以考虑分布式数据库、构造数据仓库、多数据库以及联邦数据库。当然，上述的技术和数据结构体现形式，都有各自的优势和劣势，笔者仅从所了解到的国内软件现状，对利用现有软件达到BIM类软件集成为目的，从下面几点进行讨论。

（1）中间件技术，是处于应用程序及应用程序所在系统的内部工作方式之间的软件技术，它的基本思想是在各后端数据层和前端应用程序层之间建立一个抽象层。从而，对每个不同数据层的相关操作变成对单一的中间件的操作，使得使用其对异构数据库进行集成时，可以做到用户层对数据层的实现达到透明，并保证了访问接口的开放性和后期的扩展性。

（2）联邦式数据库系统，具有分布性、自治性、异构性三大特性。它对于各个异构的局部数据库之间存在着一种较为松散的联邦式耦合关系，不需要像分布式数据库需要有统一的数据模型及全局数据模式，各局部库通过定义输入、输出模式进行彼此之间的数据访问。联邦式数据库系统由在不同结点上松散耦合分布的异构成员数据库构成，各联邦成员间的一种松散结合，可以使集成对象即联邦成员是集中式数据库，也可以是分布式数据库。由于没有全局模式，此种数据库系统可以依据不同需求将不同的数据库系统加入联邦或者退出联邦，其表现为扩展性强。

3 结语

当前BIM应用推进过程中不可避免会出现信息孤岛问题，要解决这一问题，真正实现参建各方工作协同，实现BIM对行业效率提升的巨大潜力，一方面要完善BIM标准体系建设，另一方面要积极探索建设组织模式的变革，根据实际情况，最大程度发挥BIM技术的优势。

参考文献：

[1]何关培.BIM和BIM相关软件[J].土木工程信息技術，2017，（2）.

（作者单位：沈阳新松机器人自动化股份有限公司）