韋雪文，姜嵐

摘要：為加快BIM技術的應用及推廣，中冶華天工程技術有限公司結合工作實際，利用WebGL2.0技術將BIM輕量化模型在網(wǎng)頁端進行可視化展示。同時以spring boot為開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)BIM可視化管理服務，并利用RESTful API實現(xiàn)BIM可視化管理系統(tǒng)與其他信息化管理系統(tǒng)的快速融合。

關鍵詞：BIM可視化;WebGL2.0;spring boot;RESTful API

中圖分類號：TP319? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）20-0078-03

1 背景

BIM即建筑信息模型，它是利用信息技術對工程項目建設的各項數(shù)據(jù)建立建筑模型，仿真模擬建筑物的真實信息，并進行全方位的展示。它具有可模擬性、可視化、可出圖性、可優(yōu)化性和協(xié)調性等特點[1]。BIM技術的出現(xiàn)給建筑行業(yè)的信息化落地帶來了指引方向。但目前BIM的應用需要依賴專業(yè)的BIM應用軟件，這些軟件的操作往往比較復雜，同時軟件自身比較厚重，對硬件配置也有較高的要求，比如需要較大的內存空間、獨立顯卡、高CPU等。從而導致BIM技術的推廣大大受限。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來越多的BIM用戶希望采用瀏覽器在電腦、手機、PAD等多屏幕方便地瀏覽三維模型。另一方面伴隨著中冶華天工程技術有限公司大力推廣BIM技術的應用，以及主營業(yè)務朝著智能化、綠色化發(fā)展，急需將BIM技術互聯(lián)網(wǎng)化。

針對以上需求，本文借助Spring Boot[2]開源框架及輕量化引擎開發(fā)一個BIM可視化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)與中冶華天農村污水管理系統(tǒng)、中冶華天智慧水務運維管理系統(tǒng)、智慧水環(huán)境運維管理系統(tǒng)、智慧康養(yǎng)運維管理系統(tǒng)、項目管理控制系統(tǒng)等核心系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成和業(yè)務操作等主要工作。

2 系統(tǒng)整體架構設計

本系統(tǒng)采用B/S架構[3]，總體邏輯架構共分為三層，分別為客戶端（網(wǎng)頁瀏覽器，不需安裝插件）、應用服務端（服務層）和數(shù)據(jù)服務端（數(shù)據(jù)層）。系統(tǒng)架構如圖1所示。

客戶端：即BIM可視化管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和功能展現(xiàn)層，此層通過瀏覽器直接顯示，目前支持firefox和chrome瀏覽器。其中BIM模型展示是通過WebGL2.0技術實現(xiàn)。

應用服務端：即BIM可視化管理系統(tǒng)的業(yè)務控制層，是整個平臺的核心單元。此控制層包含兩個服務器，分別為web服務器和輕量化引擎服務器。其中web服務器用于處理此平臺的業(yè)務請求，輕量化引擎服務器主要處理對BIM模型的輕量化操作請求。

數(shù)據(jù)服務端：即BIM可視化管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層，是整個系統(tǒng)的基礎。該層通過數(shù)據(jù)庫來管理BIM輕量化平臺中的所有數(shù)據(jù)，包括BIM模型數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)保障。在具體設計中，本系統(tǒng)采用了MySQL[4]關系型數(shù)據(jù)庫來存儲和管理各種BIM相關數(shù)據(jù)。

本系統(tǒng)操作系統(tǒng)采用Windows 10， 開發(fā)平臺采用IntelliJ IDEA 2018，數(shù)據(jù)庫選用MySQL7，業(yè)務開發(fā)采用Spring Boot框架。輕量化引擎通過廠商產品對比，選取了秉匠信息科技公司的黑洞引擎，此引擎完全從底層自主研發(fā)，知識產權100%自有，不受制于任何國內外第三方已有引擎或者圖形軟件庫，后臺數(shù)據(jù)不需要任何第三方云平臺作為存儲容器。由此保證國內客戶使用中的授權可靠性、獨立性與數(shù)據(jù)安全。

3 系統(tǒng)功能設計

根據(jù)當前中冶華天智慧水務運維管理系統(tǒng)、智慧水環(huán)境運維管理系統(tǒng)、智慧康養(yǎng)運維管理系統(tǒng)和項目管理控制系統(tǒng)對BIM可視化管理系統(tǒng)的具體訴求，該文進行了總結和歸納，完成BIM可視化管理系統(tǒng)的詳細功能設計。系統(tǒng)共分成5大功能模塊，分別為：BIM模型可視化、數(shù)據(jù)管理、文檔管理和關聯(lián)管理和與其他系統(tǒng)集成，其整體功能結構圖如圖2所示。

3.1 BIM模型可視化

該模塊主要包含BIM模型可視化展示和可視化操作。BIM模型可視化展示即在瀏覽器中展示整個BIM模型。可視化操作即支持在瀏覽器中對BIM模型進行常規(guī)的操作，具體如下：

1）視圖操作

模型旋轉、平移、縮放、復位、一鍵還原、自適應、視圖控制器、第一視角漫游等。

2）構件基本操作

透明、隱藏、隔離、剖切、盒選（多選）、分解（爆炸效果）、線框模式、變色等。

3）構件高級操作

構件屬性查看、模型樹展示（可按空間、系統(tǒng)、類型不同維度）、搜索、測量、標簽、批注、氣泡、快照等。

3.2 數(shù)據(jù)管理

該模塊是整個管理系統(tǒng)的基礎模塊。這里的數(shù)據(jù)包括了BIM模型數(shù)據(jù)以及基于模型的業(yè)務數(shù)據(jù)。其中BIM模型數(shù)據(jù)包含幾何信息、構建列表及屬性信息，基于模型的業(yè)務數(shù)據(jù)則是跟其他系統(tǒng)做集成時保存的與模型相關的業(yè)務數(shù)據(jù)，支持對對象、關系數(shù)據(jù)的通用操作功能，如新增、刪除、修改和查詢。

系統(tǒng)默認采用MySQL數(shù)據(jù)庫存儲相關數(shù)據(jù)，其中BIM模型數(shù)據(jù)是通過構件的唯一GUID與構建的相關屬性信息關聯(lián)?；谀Ｐ偷臉I(yè)務數(shù)據(jù)也是通過GUID關聯(lián)，數(shù)據(jù)庫關系設計圖如圖3所示。

3.3 文檔管理

該模塊是此系統(tǒng)的通用模塊。常用的功能有文件列表展示、工程文檔在線瀏覽、文件操作、文檔版本管理等。

文件列表是指文件以目錄樹+文件列表的形式陳列。列表中顯示了文件的類型、文件名、標簽、版本、容量、上傳人最新修改時間?？蓪ξ募Q進行搜索，以時間、名稱對文件進行排序。

工程文檔在線瀏覽主要實現(xiàn)對常用文件格式如Excel、PPT、Word、PDF、TXT、rtf、csv格式文件的在線瀏覽。xml格式本質是簡文本，可直接在瀏覽器中打開。圖片文件可使用瀏覽器自帶的功能直接瀏覽，位圖格式除外。