基于BIM与CBR的消防安全自动规则审查与设计决策支持系统

摘要

建筑消防安全是建筑工程重要的环节之一，而其中消防规范的设计审查是保障建筑消防安全的关键，具有十分重要的意义。但是伴随现今建筑形式多样化、建筑结构复杂化，传统的消防设计审查工作在超负荷的工作量面前逐步暴露出其工作效率低、缺乏客观性等问题。建筑信息模型（BIM）作为信息化时代建筑行业发展的方向，有着对建筑项目进行多维描述的能力，通过对建筑信息本身进行有效的提取、计算、分析、保存等功能，实现建筑信息与其他信息的交互传递。因此，BIM 技术对于改善现有消防设计审查模式具备理论基础与技术支撑。 为进一步探索BIM技术在建筑消防设计审查工作应用的可能性，提升建筑消防设计审查工作的效率与质量，本文尝试将 BIM 技术应用到审查环节，并结合本体论（Ontology）与案例推理（CBR），提出了一套完整的知识体系框架，并完成了以下主要工作： 1.通过梳理国内外规则审查与案例推理的相关研究，总结了自动规则审查在建筑行业的应用情况与最佳应用阶段，并分析了案例推理与BIM技术结合的可能性。根据以上理论研究，提出了基于BIM与CBR的审查与决策支持系统框架流程；讨论了BIM技术理论与基于BIM的消防设计特点。同时，确定了在本文中选用Revit作为平台，采用C#作为开发语言。 2.根据 BIM 系统与消防设计审查特点，完成规范解读、模型准备、模型审查、审查报告四个部分内容，实现了基于BIM的消防设计自动审查。 3.结合本体论与案例推理知识架构提出 CBR 设计决策支持系统，为审查结果提出了解决方案。本文利用Protégé进行本体知识的构建，确定计算参数；采用AHP+TOPSIS的计算方法作为CBR综合排序的依据，形成一套可靠的设计决策支持系统。 4.最后，通过一个实际案例，检验了BIM与CBR结合的模式在消防安全自动审查与设计决策支持的可行性。论文围绕消防安全自动审核、BIM与CBR，提出了一套完整的基于BIM的自动审查-解决流程，为改善传统的人工消防安全审查方式提供了新的解决方案，提高了消防设计审查、修改的效率与准确性。

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摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的与意义

1.2.1研究目的

1.2.2 研究意义

1.3 国内外研究现状

1.3.1 自动规则审查国内外研究现状

1.3.2 案例推理国内外研究现状

1.4 研究内容与方法

1.4.1 研究内容

1.4.2 技术路线

1.4.3 研究方法

第2章 基于BIM的消防设计与二次开发理论

2.1 BIM技术理论概述

2.1.1 BIM概念

2.1.2 BIM特点

2.2 基于BIM的消防设计

2.2.1 基于BIM的三维消防设计特点

2.2.2 消防设计相关BIM软件

2.3 系统开发技术理论

2.3.1 系统BIM平台选择

2.3.2 开发语言选择

2.4 本章小结

第3章 基于BIM的消防安全自动规则审查系统

3.1 系统架构

3.2 规范解读

3.2.1 建筑基本信息

3.2.2 建筑物构件属性

3.2.3 几何空间信息

3.2.4 空间构件数量

3.3 模型准备

3.4 模型审查

3.4.1 模型消防信息完整性检查器

3.4.2 审查流程与实现

3.5 审查报告

3.5.1 审查报告形式

3.5.2 审查报告内容

3.6 本章小结

第4章 基于本体论的消防设计CBR支持系统

4.1 系统架构

4.2.1 本体论概念

4.2.2 建筑构件与法规的构建方法

4.2.3 基于Protégé的本体建模与计算参数选择

4.3 综合排序计算方法

4.3.1 AHP法确定属性权重

4.3.2 参数属性的距离

4.3.3 TOPSIS综合判断模型

4.4 BIM系统表现

4.4.1 CBR与BIM信息联通

4.4.2 系统实现功能

4.5 本章小结

第5章 案例验证与可行性分析

5.1 项目背景

5.2 模型准备

5.2.1 BIM模型搭建与空间划分

5.2.2 模型信息检查与提取

5.3 自动规则审查结果

5.3.1 建筑类型分析

5.3.2 规则审查结果

5.4.1 本体知识网建立

5.4.2 综合排序计算

5.4.3 设计决策支持实现

5.5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献