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基于IFC标准的机场道面结构信息模型存储与传递方法

蔡靖 王瀚雪 戴轩 李岳 马磊

蔡靖,王瀚雪,戴轩,等. 基于IFC标准的机场道面结构信息模型存储与传递方法[J]. 北京航空航天大学学报,2024,50(10):3042-3053 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0815
引用本文: 蔡靖,王瀚雪,戴轩,等. 基于IFC标准的机场道面结构信息模型存储与传递方法[J]. 北京航空航天大学学报,2024,50(10):3042-3053 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0815
CAI J,WANG H X,DAI X,et al. Storage and transfer method of airport pavement structure information model based on IFC standard[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2024,50(10):3042-3053 (in Chinese) doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0815
Citation: CAI J,WANG H X,DAI X,et al. Storage and transfer method of airport pavement structure information model based on IFC standard[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2024,50(10):3042-3053 (in Chinese) doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0815

基于IFC标准的机场道面结构信息模型存储与传递方法

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0815
基金项目: 天津市自然科学基金(21JCQNJC00850); 中央高校基本科研业务费专项资金(3122022043)
详细信息
    通讯作者:

    E-mail:tianjindaixuan@126.com

  • 中图分类号: V351.11

Storage and transfer method of airport pavement structure information model based on IFC standard

Funds: Tianjin Natural Science Foundation (21JCQNJC00850); The Fundamental Research Funds for the Central Universities (3122022043)
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  • 摘要:

    为解决机场跑道系统在全生命周期建筑信息模型(BIM)应用中的信息传递和数据交互问题,将工业基础类(IFC)标准在机场跑道系统进行扩展,建立机场道面结构的IFC实体架构,在此基础上创建面向运维应用的刚性道面板实体,并进行几何信息与属性信息的扩展;提出基于IFC的属性信息添加与传递方法,对信息传递过程中的属性信息丢失率进行分析。研究表明:通过建立IFC标准模型,可以实现机场跑道系统的信息传递和数据交互;采用基础模型族扩展法进行机场道面模型传递的属性信息丢失率高达84.21%;采用IFC解析扩展法首次传递可保证信息不丢失,但二次传递信息存在丢失问题;族模型IFC解析扩展法可实现信息首次传递不丢失,二次传递属性信息丢失率低至16.7%,并且采用不同IFC标准版本对模型传递过程中的属性信息丢失率产生较大影响。应用IFC标准进行机场领域扩展具有较高的可行性,所提的信息传递方法可实现机场道面全生命周期信息传递。研究成果可为机场飞行区新IFC实体的扩展提供支持,为机场工程数字化提供技术参考。

     

  • 图 1  EXPRESS-G图表示机场跑道系统模型

    Figure 1.  EXPRESS-G diagram of airport runway system model

    图 2  基于IFC标准的物理结构层次关系

    Figure 2.  Hierarchical relationship of physical structure based on IFC standard

    图 3  基于IFC标准的空间结构层次关系

    Figure 3.  Hierarchical relationship of spatial structure based on IFC standard

    图 4  跑道模型空间结构层次关系

    Figure 4.  Hierarchical relationship of spatial structure of runway model

    图 5  跑道模型物理实体和空间实体关系示意图

    Figure 5.  Schematic diagram of relationship between physical entities and spatial entities of runway model

    图 6  族模型IFC解析扩展法总流程

    Figure 6.  General flow chart of family model IFC analytical expansion method

    图 7  新增属性道面板IFC中性文件

    Figure 7.  Part files of added property pavement IFC model

    图 8  基于IFC标准的某西部机场道面运行状况评价管理

    Figure 8.  Pavement condition evaluation and maintenance of a western airport based on IFC standard

    表  1  道面板新增属性集定义

    Table  1.   Added property set definition to pavement

    属性集名称 使用的实体 类型值 说明
    Pset_RunwayBlockCommon IfcRunwayBlock UserDefined 描述道面组成层特性和尺寸
    Pset_PavementDiseaseCommon IfcRunwayBlock UserDefined 道面的常见病害类型和相关数据信息
    Pset_PavementElementEvaluation IfcRunwayBlock UserDefined 道面评价属性(PCI、SCI、PCN等)
    Pset_PavementDate IfcRunwayBlock UserDefined 道面板运维监测数据信息
    下载: 导出CSV

    表  2  Pset_RunwayBlockCommon属性定义

    Table  2.   Pset_RunwayBlockCommon property definition

    属性名称数据类型说明
    PavementAreaIfcAreaMeasure道面板面积
    PavementVolumeIfcVolumeMeasure道面板体积
    VerticalSlopeIfcPlaneAngleMeasure纵坡坡度
    RunwayLayerIfcCountMeasure跑道层数
    SufaceCourseSlopeIfcPlaneAngleMeasure面层坡度
    SufaceCourseThicknessIfcPositiveLengthMeasure面层厚度
    SufaceCourseMaterialTypeIfcMaterialSelect面层材料
    BaceCourseThicknessIfcPositiveLengthMeasure基层厚度
    BaceCourseMaterialTypeIfcMaterialSelect基层材料
    CushronThicknessIfcPositiveLengthMeasure垫层厚度
    CushronMaterialTypeIfcMaterialSelect垫层材料
    SubgradeThicknessIfcPositiveLengthMeasure道基厚度
    SubgradeMaterialTypeIfcMaterialSelect道基材料
    ConstructionDateIfcDateTime铺设时间
    下载: 导出CSV

    表  3  Pset_PavementDiseaseCommon属性定义

    Table  3.   Pset_PavementDiseaseCommon property definition

    属性名称 属性类型 数据类型 说明
    MaterialType IfcPropertySingleValue IfcMaterialSelect 跑道类型
    DamageQuantity IfcPropertyTableValue IfcCountMeasure 单元板块损坏数量
    PlateNumber IfcPropertyTableValue IfcCountMeasure 单元板块总数
    DamageDensity IfcPropertyTableValue IfcCountMeasure 损坏密度
    DamageType IfcPropertyTableValue IfcLabel 损坏类型
    DamageCoordinates IfcPropertyTableValue IfcLabel 损坏道面板坐标
    1Cracks:Longitudinal,Transversa and Diagonal IfcPropertySingleValue IfcLabel 1纵向、横向和斜向裂缝
    2Corner Break IfcPropertySingleValue IfcLabel 2角隅断裂
    3Shattered Slab/Intersecting Cracks IfcPropertySingleValue IfcLabel 3破碎板或交叉裂缝
    4Settlement or Faulting IfcPropertySingleValue IfcLabel 4沉陷或错台
    5Blowup IfcPropertySingleValue IfcLabel 5胀裂
    6Alkali Silica Reaction(ASR) IfcPropertySingleValue IfcLabel 6填缝料损坏
    7Joint Seal Damage IfcPropertySingleValue IfcLabel 7接缝破碎
    8Pumping and bottom IfcPropertySingleValue IfcLabel 8唧泥和板底脱空
    9Durability(“D”) Cracking IfcPropertySingleValue IfcLabel 9耐久性裂缝
    10Shrinkage Cracking IfcPropertySingleValue IfcLabel 10收缩裂缝
    11Pot hole IfcPropertySingleValue IfcLabel 11坑洞
    12Scaling IfcPropertySingleValue IfcLabel 12起皮、龟裂和细微裂缝
    13Spalling(Corner) IfcPropertySingleValue IfcLabel 13板角剥落
    14Patching, Small IfcPropertySingleValue IfcLabel 14小补丁
    15Patching, Large and Utility Cuts IfcPropertySingleValue IfcLabel 15大补丁或开挖补丁
    SurveyDate IfcPropertyTableValue IfcDateTime 检测采集时间
    SurveyStaff IfcPropertyTableValue IfcLabel 检测采集人员
    下载: 导出CSV

    表  4  Pset_PavementElementEvaluation属性定义

    Table  4.   Pset_PavementElementEvaluation property definition

    属性名称 属性类型 数据类型 说明
    PavementConditionIndex IfcPropertyTableValue IfcCountMeasure PCI
    SubgradeConditionIndex IfcPropertyTableValue IfcCountMeasure SCI
    PavementClassficationNumber IfcPropertyTableValue IfcCountMeasure PCN
    InternationalRoughnessIndex IfcPropertyTableValue IfcCountMeasure IRI
    下载: 导出CSV

    表  5  Pset_PavementDate属性定义

    Table  5.   Pset_PavementDate property definition

    属性名称 属性类型 数据类型 说明
    TargetID IfcPropertyTableValue IfcLabel 维修板块编号ID
    MaintainDate IfcPropertyTableValue IfcDateTime 维修时间
    MaintainStaff IfcPropertyTableValue IfcLabel 维修人员
    MaintainMaterialType IfcPropertyTableValue IfcCountMeasure 维修材料
    ProcessMode IfcPropertyTableValue IfcLabel 处理方式
    Remarks IfcPropertyTableValue IfcPositiveLengthMeasure 备注
    下载: 导出CSV

    表  6  不同信息传递方法属性信息丢失率比较

    Table  6.   Comparison of information loss rate for attributes of different information transmission methods

    方法 传递次数 传递版本 η/%
    已有族
    (未新增属性)
    机场道面族
    (新增属性)
    基础模型族
    扩展法
    一次传递 IFC2×3 0 84.21
    IFC4 0 100
    二次传递 IFC2×3 0 100
    IFC4 0 100
    IFC解析
    扩展法
    一次传递 IFC2×3 5 0
    IFC4 100 100*
    二次传递 IFC2×3 5 100*
    IFC4 100 100*
    族模型IFC
    解析扩展法
    一次传递 IFC2×3 0 0
    IFC4 100 100*
    二次传递 IFC2×3 5 16.7
    IFC4 100 100*
     注:“$* $”表示新增属性完全丢失而原有属性全部传递。
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-29
  • 录用日期:  2023-04-14
  • 网络出版日期:  2023-05-05
  • 整期出版日期:  2024-10-31

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