javaEEA框架下的BIM综合管理平台框架技术分析

美国数学家 Claude Elwood Shannon（香农）于《通信的数学理论》论文中第一次提到“信息”这一概念，从而为如今信息论的发展奠定了坚实基础[52]。随着时代不断发展，信息论逐渐被不同专业领域的人所引进且应用，使得信息产业不断发展健全，从而推动着各国走信息化发展之路。然而针对不同领域和对象，国内外及不同专业研究领域机构对于“信息化”又有着自己独特的定义
第一章 绪论

1.1 研究背景及目的

1.1.1 研究背景

自改革开发以来，我国的建筑行业成绩在不断突破世界之最。随着建筑产业规模逐年突破历史新高，当前其已成为我国经济的重要支柱之一，涉足我国经济的方方面面，且无时无刻不关系着各行各业的生存与兴盛，对我国国民经济有着至关重要的影响。然而，在取得如此的辉煌成绩下，建筑行业中仍然存在许多的问题等待着去解决。首先由于施工技术与管理方式落后等原因，导致建筑行业的利润率依然处于极低水平，处于利润率最低产业倒数第二，仅次于农业；二是由于工程技术水平的发展跟不上工程规模的快速扩大，大部分建筑施工企业依然采用的传统施工与管理方式无法适应当前工

程实际需求，导致项目企业从图纸设计到项目施工以及到后期的工程结算和运维管管理全过程都面临很大的问题；三是随着工程项目不断突破世界之最，工程项目规模的逐渐扩大，导致项目中的各分区项目的信息无法集中，信息滞后等问题，严重缺乏企业级的应用等。自互联网技术传入国内，并在国内不断的发展，互联网时代的到来惠及社会活动的各行各业，同时也影响建筑行业的发展。在上世纪 80 年代，信息技术逐渐开始在工程项目管理中得到应用，如 3D 扫描技术、GPS 技术、云技术、人工智能、BIM 技术、物联网、大数据等等技术，它们的应用共同促使着土建行业的信息化、智能化发展。在如此信息化时代的大背景下，土建行业有条件走信息化的道路，因此需要抓住当今时代信息化发展的机遇，提高建筑行业的信息化水平。

1.2 BIM 技术在国内外研究现状

1.2.1 BIM 技术在国外研究现状

（1）BIM 技术在国外发展状况

在当今的互联网时代，计算机科学技术促进着世界各行各业的转型与升级，于此也给土建行业的发展带来了新机遇、新发展。在此背景下，BIM 技术的发展率先在国外得到了鼓励与支持。美国是 BIM 技术的起源地，1975 年， 美国教授 Eastman 博士在他的文章“BuildingDescription System”中提到了基于计算机技术的建筑描述这一概念理论，如何实现建筑工程项目的可视化展示以及项目信息数据的量化分析，进而阐述了起初的 BIM 理念；由于当时网络不是太发达，信息流通不畅，直至 2002 年，美国 Autodesk 公司公开发布了《BIM 白皮书》， Laiserin 教授对 BIM 概念进行了更详细具体的定义[4]，从而将 BIM推向发展的快速路，至此 BIM 开始广泛流传于建筑行业领域，所以 Laiserin 教授被尊称为“BIM 教父”。2003 年，美国的总务管理局建立了其本国的 BIM3D、4D 计划，其目的是为了提高本国的工程项目信息化程度，并且对含有 BIM 技术的项目工程给予一定的资金扶持。美国该计划的主要内容有：制定相关政策，要求相关项目需采用 BIM；可为进行中的资本项目提供资源与技术帮助，便于整合 3D、4D 和 BIM 技术；定期评估行业的准备情况以及 BIM 相关技术程度；在 GSA 内如，为 3D-4D-BIM 服务开发招标以及合同语言；GSA 中成立了 BIM 冠军社区；发布了 BIM 指南系列等[5]。

第二章BIM 综合管理平台相关理论介绍

2.1 BIM 介绍

2.1.1 BIM 概念

BIM 全称为 Building Information Modeling，BIM 发展至今，国内相关领域的人员都称之为建筑信息模型。产生 BIM 思想的时间大概是在 1974~1975 年间，BIM 最早被世界誉为“BIM 之父”的 Chuck Eastman 所提出，但那个时候的人们并没有将它称作为BIM，而是叫做 BDS，全程为 Building Description System，即建筑描述系统的意思，从而开启了 BIM 发展的大门[37,43]。1974 年 9 月，Eastman 教授在一篇名叫《建筑描述系统概述》的论文中提到了 BDS。1975 年 3 月 Eastman 教授在 AIA Journal 上发表一篇名叫《建筑设计中计算机代替图纸的应用》的文章，在该篇文章中详细介绍了 BDS，在这篇文中提及到了建筑信息模型中可存储着建筑工程中各个构件的几何与非几何数据信息，即一个模型中存储着工程项目的所有信息数据，并且还可将图纸设计到施工建造再到运营维护管理全生命周期的信息存储到模型当中。20 多年后 BIM 技术的发展验证了Eastman 教授在文中提出的观点。在 1992 年，G.A. van Nederveen 和 Tolman（托尔曼）第一次讲述了建筑信息模型，也就是说起初的 Building Information Model [38,40]；到 1997年，托尔曼开始着重讲述建筑信息模型，即如今的 Building Information Modeling 一术语，简称为 BIM[39,40]；到 2002 年 Autodesk 公司听从杰里·莱瑟林(Jerry Laiserin)[37]提出来的意见，从而 Autodesk 公司使用了“Building Information Modeling”这个术语；随着国内社会各界对 BIM 的研究与发展，2009 年在国内，张洋研究整理后对 BIM 重新进行了定义， “以三维数字技术为基础，集成建筑项目各种相关信息的产品信息模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达”[41]。随着 BIM 技术的发展，BIM 技术的作用不断在建筑行业领域放大，各国对 BIM 也在不断深入探索与研究，最终美国的建筑科学研究院发布了《美国 BIM 国家标准》，该文件中对 BIM 也进行了定义。如上所述可知，BIM 逐渐发展成为了一个多参与方协同工作的建筑信息共享平台，BIM 是一个模型和一个“数据源”的组成，其中模型是基础，信息就是其核心，工程项目中可将信息模型多样化运用，建筑项目各方在项目全生命周期内可通过 BIM 进行信息资源整合，从而达到协同工作

2.2 传统建筑工程信息化管理

2.2.1 建筑工程信息化管理概述

美国数学家 Claude Elwood Shannon（香农）于《通信的数学理论》论文中第一次提到“信息”这一概念，从而为如今信息论的发展奠定了坚实基础[52]。随着时代不断发展，信息论逐渐被不同专业领域的人所引进且应用，使得信息产业不断发展健全，从而推动着各国走信息化发展之路。然而针对不同领域和对象，国内外及不同专业研究领域机构对于“信息化”又有着自己独特的定义。通常来说，信息化指的是培养和发展以计算机为主的信息化、智能化工具的新生产力，从而造福于人类[53,54]。 信息化是主要运用到的技术有通信技术、网络技术以及数据库技术，利用信息化技术可提高生活、生产效率，促进人类社会进步[55]。 例如，联合国教科文组织刊发的《知识社会》中论述到信息化的重要性，信息化既可以说是技术的发展进程，也可以说是社会的迈步进行。信息化不仅是管理理念上的转变也是生产技术上的革新。信息化要求在产品对象的生产和制造过程中能够实现管理模式、组织架构、生产方式以及生产工具的革新。

第三章 BIM 综合管理平台框架开发技术选型......................................................................23

3.1 B/S 网络结构模型.....................................................................................................23

3.2 JAVAEE 简介................................................................................................................24

3.3 框架技术选型............................................................................................................25

3.4 前端技术介绍............................................................................................................28

3.5 数据库管理系统的选择............................................................................................29

3.6 JAVAEE 开发环境搭建................................................................................................30

3.7 本章小结....................................................................................................................33

第四章 系统框架的设计与实现过程.....................................................................................34

4.1 BIM 综合管理平台构建.............................................................................................34

4.2 系统框架搭建............................................................................................................35

4.3 非功能模块开发与实现............................................................................................42

4.4 部分功能模块开发与实现........................................................................................51

第五章 BIM 模型在线浏览模块开发......................................................................................63

5.1 桥梁 BIM 模型的搭建................................................................................................63

5.2 广联达 BIMFACE 的应用........................................................................................... 67

5.3 BIM 模型在线浏览模块开发.....................................................................................71

5.4 本章小结....................................................................................................................77

第六章总结与展望

6.1 主要工作回顾

本文主要以象山大桥项目为依托，根据该实际工程项目对 BIM 综合管理平台进行初步开发，本文的工作内容及研究结论如下：

（1）首先，研究总结了 BIM 技术及 BIM 综合管理平台领域在国内外的发展及应用情况。同时研究梳理了“BIM 综合管理平台” 进化过程与其涉及到的相关概念理论，对相关的理论进行分段论述。

（2）面对 BIM 管理平台开发，市场上又存在着众多的互联网开发技术，根据个人的现实情况进行技术研究与选型，本平台的开发运用了 JavaEE 企业级开发技术，其中前端开发时主要运用到的技术及框架为 jQuery、jQuery EasyUI,后端开发时运用到的技术框架为常见的 SSH，即Spring+springMVC+ Hibernate。

（3）结合象山大桥项目，对 BIM 综合管理平台进行构思与规划，初步开发了非功能管理模块及部分功能模块，有系统用户管理、BIM 模型在线浏览模块、施工日志管理模块、项目劳务人员管理模块，后期可根据项目的具体需求进行 BIM 平台的二次开发。

（4）利用 Revit 对象山大桥主桥段进行参数化建模，将得到的桥梁 BIM 模型与 BIM综合管理台进行有效连接，利用 BIMFACE 轻量化引擎实现前端在线浏览。