ARX反應(yīng)器智能關(guān)聯(lián)技術(shù)在BIM施工圖中的應(yīng)用

趙清清 王建勇

(中國(guó)建筑科學(xué)研究院，北京 100013;山東省糧食局信息中心，濟(jì)南 250063)

1 BIM和智能關(guān)聯(lián)

何為BIM?援引美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)(NBIMS)對(duì)BIM的定義［1］。該定義由三部分組成:①BIM是一個(gè)設(shè)施(建設(shè)項(xiàng)目)物理和功能特性的數(shù)字表達(dá);②BIM是一個(gè)共享的知識(shí)資源，是一個(gè)分享有關(guān)這個(gè)設(shè)施的信息，為該設(shè)施從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過(guò)程;③在項(xiàng)目的不同階段，不同利益相關(guān)方通過(guò)在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)。通過(guò)這個(gè)定義可以看到:BIM涉及到建設(shè)項(xiàng)目的相關(guān)各方以及該項(xiàng)目的整個(gè)生命周期。在這樣一個(gè)復(fù)雜、長(zhǎng)期的建設(shè)項(xiàng)目中，BIM的內(nèi)在要求必然是:

(1)模型信息的一致性

在建筑生命期的不同階段模型信息是一致的，同一信息無(wú)需重復(fù)輸入，而且信息模型能夠自動(dòng)演化，模型對(duì)象在不同階段可以簡(jiǎn)單地進(jìn)行修改和擴(kuò)展而無(wú)需重新創(chuàng)建，避免了信息不一致的錯(cuò)誤。

(2)模型信息的關(guān)聯(lián)性

信息模型中的對(duì)象是可識(shí)別且相互關(guān)聯(lián)的，系統(tǒng)能夠?qū)δＰ偷男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并生成相應(yīng)的圖形和文檔。如果模型中的某個(gè)對(duì)象發(fā)生變化，與之關(guān)聯(lián)的所有對(duì)象都會(huì)隨之更新，以保持模型的完整性和健壯性。

(3)模型信息的協(xié)調(diào)性

實(shí)現(xiàn)不同專業(yè)設(shè)計(jì)之間的信息共享。各專業(yè)CAD系統(tǒng)可從信息模型中獲取所需的設(shè)計(jì)參數(shù)和相關(guān)信息，不需要重復(fù)錄入數(shù)據(jù)，避免數(shù)據(jù)冗余、歧義和錯(cuò)誤。實(shí)現(xiàn)各專業(yè)之間的協(xié)同設(shè)計(jì)。某個(gè)專業(yè)設(shè)計(jì)的對(duì)象被修改，其他專業(yè)設(shè)計(jì)中的該對(duì)象會(huì)隨之更新。

這種內(nèi)在要求決定了BIM模型必須通過(guò)一定的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)智能關(guān)聯(lián)。

2 基于BIM的施工圖軟件PAAD

PAAD是PKPM近年來(lái)推出的基于AutoCAD平臺(tái)，采用BIM理念的新一代施工圖軟件［2］。它充分利用了自身的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，并考慮廣大設(shè)計(jì)人員的使用習(xí)慣。借助PAAD，設(shè)計(jì)人員可以輕松地在施工圖設(shè)計(jì)階段鏈接建模和計(jì)算階段已有的模型和數(shù)據(jù)。PAAD廣泛應(yīng)用ObjectARX的自定義實(shí)體技術(shù)開發(fā)。施工圖設(shè)計(jì)中的各種構(gòu)件(梁、墻、柱)和構(gòu)件的標(biāo)注都是自定義的實(shí)體。這些實(shí)體包含了數(shù)據(jù)本身，具有整體性的特征。正是這種自定義實(shí)體的采用，為智能關(guān)聯(lián)的實(shí)現(xiàn)提供了便捷的基礎(chǔ)。

3 PAAD借助ARX反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)智能關(guān)聯(lián)

圖1 PAAD中表示梁、柱的自定義實(shí)體

在施工圖設(shè)計(jì)階段，用戶最常進(jìn)行的操作就是對(duì)構(gòu)件的修改。如何保證修改的“前后一致”以及“多處一致”，將是施工圖軟件必須處理好的一個(gè)問(wèn)題。智能關(guān)聯(lián)或是解決上述問(wèn)題的一個(gè)有效途徑之一。在PAAD中，智能關(guān)聯(lián)以模型數(shù)據(jù)為核心，基于事件或者消息來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的修改，同時(shí)將這種修改更新到“關(guān)聯(lián)方”。而響應(yīng)這些事件或者消息的正是ARX的反應(yīng)器。

ARX提供了一系列反應(yīng)器類(Reactor)來(lái)監(jiān)視不同類型的事件或者消息［3］。PAAD中用到的ARX反應(yīng)器類如圖2所示:

圖2 PAAD中用到反應(yīng)器類

其中，1、2、3是臨時(shí)反應(yīng)器，由系統(tǒng)負(fù)責(zé)創(chuàng)建。4是永久反應(yīng)器，由用戶來(lái)負(fù)責(zé)創(chuàng)建。

一個(gè)典型的單向關(guān)聯(lián)的反應(yīng)器工作原理如圖3所示:當(dāng)實(shí)體A被修改時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)Modified消息，然后進(jìn)入A的反應(yīng)器列表，然后在對(duì)應(yīng)的反應(yīng)器中執(zhí)行Modified(){修改B}函數(shù)，以響應(yīng)這個(gè)消息?？梢钥吹剑柚磻?yīng)器，圖面上任何一處的變化都可以實(shí)時(shí)地傳遞到數(shù)據(jù)相關(guān)方，從而保證“前后一致性”和“多處統(tǒng)一性”。

PAAD中在很多細(xì)節(jié)處理和重要的模型數(shù)據(jù)上都做了智能關(guān)聯(lián)，極大地提高了用戶的修改效率。

圖3 單向智能關(guān)聯(lián)工作原理圖

圖4是板鋼筋(紅色)和鋼筋范圍標(biāo)記(白色)之間單向關(guān)聯(lián)的應(yīng)用。當(dāng)用戶需要移動(dòng)板鋼筋時(shí)，與之關(guān)聯(lián)的范圍標(biāo)記也會(huì)隨之移動(dòng);當(dāng)用戶刪除板鋼筋，與之關(guān)聯(lián)的范圍標(biāo)記也會(huì)隨之刪除。

圖4 單向關(guān)聯(lián)應(yīng)用

圖5 雙向關(guān)聯(lián)應(yīng)用

圖6 多向關(guān)聯(lián)的應(yīng)用

圖5是軸線和軸線標(biāo)注之間雙向智能關(guān)聯(lián)的應(yīng)用。無(wú)論用戶通過(guò)“屬性對(duì)話框”和“修改軸號(hào)對(duì)話框”來(lái)修改軸號(hào)，都能得到同樣的結(jié)果。

圖6是柱子和柱子標(biāo)注之間多向關(guān)聯(lián)的應(yīng)用。無(wú)論通過(guò)哪種途徑修改柱子尺寸，都將得到一致的結(jié)果。

4 總結(jié)

BIM要求設(shè)計(jì)的各個(gè)階段和建筑的各生命周期都基于統(tǒng)一的模型。智能關(guān)聯(lián)能有效解決用戶修改帶來(lái)的數(shù)據(jù)差錯(cuò)。PAAD基于BIM理念，采用ObjectARX反應(yīng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)智能關(guān)聯(lián)。這種基于統(tǒng)一的模型和實(shí)時(shí)的修改，保證了模型的“前后一致性”和“多處一致性”。

［1］Natioal Building Information Modeling Standard version1．2007，12

［2］PKPM．PAAD用戶手冊(cè)及技術(shù)條件．2013，1

［3］邵俊昌，李旭東．AutoCAD ObjectARX 2000開發(fā)技術(shù)指南．電子工業(yè)出版社，2000，2

［4］清宏計(jì)算機(jī)工作室．AutoCAD工程二次開發(fā)．機(jī)械工業(yè)出版社，2000，12

［5］王文婷．PAAD-基于AutoCAD平臺(tái)的PKPM施工圖軟件簡(jiǎn)介．第十六屆全國(guó)工程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2012

［6］付成，葛震，王琳．PKPM AutoCAD版結(jié)構(gòu)施工圖軟件PAAD關(guān)鍵技術(shù)介紹．第十六屆全國(guó)工程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2012

［7］趙清清，王宇，劉巖．探討PKPM BIM施工圖軟件的開發(fā)．第十六屆全國(guó)工程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2012

［8］王琳．基于BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)交換分析．第十六屆全國(guó)工程設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2010

［9］趙清清，劉巖，王宇．探討B(tài)IM下施工圖如何表達(dá)．第三屆工程建設(shè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用創(chuàng)新論壇論文集，2011

［10］楊志勇，張志遠(yuǎn)．BIM技術(shù)在PKPM建筑工程軟件系統(tǒng)中的應(yīng)用．第三屆工程建設(shè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用創(chuàng)新論壇論文集，2011