基于IFC的水电工程BIM体系结构和扩展方法探究

　　摘 要：水电工程信息模型是水电工程信息化管理的数据基础。本文通过引入建筑工程领域广泛应用的建筑信息模型（BuildingInformationModeling,BIM）以及相关国际数据描述交换标准--工业基础类（Industry FoundationClasses,IFC），根据水电工程的实际需求，在 IFC 标准体系的领域层、共享层、核心层、资源层中新增水电工程领域相关定义，实现了水电工程信息模型的基本数据描述。该模型采用实际工程数据进行了可行性和实用性验证，结果表明，相比原有 IFC 结构，本模型可以描述水电领域特有的构件和关系，提高了属性描述的精细度和规范程度，能够满足水电工程信息描述的专业需求，为水电工程全生命期数据存储与共享提供了技术支撑。
　　
　　关键词：IFC;BIM;数据标准；水电工程。
　　
　　Abstract: Hydroelectric engineering information models provide a basis for data support to informationmanagement of hydroelectric projects. This paper discusses the Industry Foundation Classes （IFC） datamodel, a widely used data standard for building information models （BIM）， and presents an IFC-basedhydroelectric engineering information model. In this IFC-based model, definitions of the new entitiescharacterizing hydroelectric projects were added to its layers of domain schema, shared schema, coreschema and resource schema, and we tested it and examined its applicability to a real hydroelectric project.The results indicate that in comparison to the IFC standard, the new model enables a satisfactorydescription of the new entities and their relationships and improves accuracy and standardization inrepresentation of project attributes. Thus it is a better data support to storage and exchange of theinformation for the full life-cycle of hydroelectric projects.
　　
　　Keywords: Industry Foundation Classes; building information model; data standard; hydroelectric project.
　　
　　0 引言。
　　
　　水电工程是关系国计民生的重大工程。工程全生命期涵盖勘察、规划、设计、施工、运营等多个阶段，涉及地质、水利、建筑、结构、机电、金属结构等多个专业，且工程体量大、技术难度高、设计施工周期长。水电工程信息模型是水电工程信息化管理的数据基础，也是实现水电工程全生命期多参与方协同工作和跨阶段数据交付的技术支撑。然而，与建筑行业相比，水电行业的基础数据大多仍采用 CAD 图纸和文档，形成“信息孤岛”,难以实现信息的集成与共享。
　　
　　建筑信息模型（BuildingInformationModeling,BIM）作为建筑物理与工程特性的数字化表达，其核心在于支持建筑工程全生命期的信息集成与共享，正在引领继 CAD 后建设领域的第二次革命。工业基础类（IndustryFoundationClasses,IFC）标准是当前国内外广泛应用的 BIM 数据标准。引入IFC 标准作为水电工程领域的信息模型体系，可以汲取建筑工程的实践经验，为构建水电工程全生命期信息模型提供标准和技术支撑。
　　
　　目前，IFC 标准主要应用于建筑工程领域，缺少水电工程领域特有构件和属性描述。因此，基于IFC 构建水电工程信息模型必须对 IFC 标准进行相应扩展。本研究通过研究水电工程全生命期各阶段的专业任务和信息需求，在IFC标准体系的领域层、共享层、核心层、资源层中新增了194个相关定义，并通过实际工程进行了可行性和实用性验证。
　　
　　1 相关理论及研究。
　　
　　1.1 IFC 及其体系结构。
　　
　　IFC 标准是由国际 buildingSMART 组织为AEC（Architecture,Engineering And Construction）领域制定的建筑产品数据描述标准。IFC 借鉴STEP 标准，采用 EXPRESS 语言定义建筑信息模型[1].经过数十年的发展，IFC 标准已广泛应用于建筑信息模型（BIM）的存储与交互过程中。
　　
　　IFC 为建筑工程数据提供了面向对象的模型结构[2],其结构如图 1 所示。