基于标准知识图谱元结构的BIM自动标准审查系统技术方案

本发明专利技术属于建筑标准审查技术领域，公开了一种基于标准知识图谱元结构的BIM自动标准审查系统，包括应用层、数据库层、代码层和附加算法层；数据库层中从SVO三元组发展出一种适合标准文法与逻辑的元结构，提出了反映标准复杂语义逻辑的元结构的链接规则，建立了以元结构为基元的知识图谱构建方法与知识推理方法；代码层包括数据检索模块及审查模块，可在标准知识图谱的驱动下自动检索需要审查的内容并进行合规性审查；代码层通过调用附加算法层获得对应信息后通过相互数据传递来实现审查的目的。本发明专利技术可自动解析标准并自动生成计算机可读的审查代码并执行审查，无需程序开发人员介入，可自动进行合规性审查。可自动进行合规性审查。可自动进行合规性审查。

【技术实现步骤摘要】
基于标准知识图谱元结构的BIM自动标准审查系统


[0001]本专利技术属于建筑标准审查
，具体涉及一种基于标准知识图谱元结构的BIM自动标准审查系统。

技术介绍

[0002]每个建筑工程项目都必须通过依据国家规范及行业标准实施的设计成果审查。过去多由人工审查平面图纸表达的设计成果，审查过程消耗大量人力物力。建筑信息模型(Building Information Mdeling，BIM)是一种在计算机辅助设计（CAD）等技术基础上发展起来的多维建筑模型信息集成管理技术；BIM技术的出现为自动规则审查提供了可能。
[0003]研究与开发基于BIM的自动规则审查系统存在两个技术难点：如何在审查中对建筑信息进行提取处理，以及如何将文本标准转译为计算机可读的审查代码。解决它们的关键是标准解析，即解析国家规范及行业标准的文本中的语义信息。标准解析不只是要理解标准条文中的潜在含义，还需要去结合标准审查专家的知识。目前，常见的标准解析的方法是标准专家为软件工程师逐条解释标准，软件工程师基于他们的理解将标准编写为可以执行的代码。然而，这样的方式存在两个问题，一是建筑工程标准条文的数量庞大，开发周期过长；二是软件工程师与专家之间存在知识鸿沟，沟通成本高昂。
[0004]近年来，用于标准解析的NLP备受关注。如郭和周等人使用NLP解析标准文本，并自动生成可执行代码，NLP较适合直白的简单的标准，但它无法适应标准中逻辑复杂的句式，更无法处理如“窗地面积比”这样需要进一步解释的概念。为解决以上问题，用包含审图专家的知识的CG对标准进行知识表达，将CG与编码规则关联，来实现审查编码。但CG因标准细节不同而发生变化，且变化规律不明确。因而该方法可以更好地处理复杂的句式与非显性概念，却不能很好地服务于自动生成可执行的代码。要实现解析大多数标准并自动生成可执行代码的目的，需要一种更有规律的，并且支持计算机程序查询与推理的知识表达方式。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于标准知识图谱元结构的BIM自动标准审查系统，该系统可自动解析标准并自动生成计算机可读的审查代码并执行审查，无需程序开发人员介入，可自动进行合规性审查。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：基于标准知识图谱元结构的BIM自动标准审查系统，包括应用层、数据库层、代码层和附加算法层；所述应用层包括标准解析代理和标准审查代理，标准解析代理用于引导标准专家输入标准释义，标准审查代理用于标准审查用户提交BIM数据与获取审查报告；所述数据库层用于将标准专家输入的标准释义拆分为多个元语义，并按照元语义之间的链接关系构成元结构，根据标准不同，每条标准由一个或者多个元结构构成一个标准知识图谱，标准知识图谱存储在图数据库中；其中，所述元结构是由主语节点、谓语节点、
宾语节点和条件节点通过链接关系连接在根节点上建立的，根节点通过解释关系连接在其他根节点上；所述代码层用于接受标准审查代理的生产任务并自动生产执行代码，调研附加算法层的算法完成数据检索和数据审查任务，并返回审查结果；所述代码层包括审查模块和数据检索模块；数据检索模块用于从BIM模型检索信息，审查模块用于对检索信息进行审查与审查结果输出；所述附加算法层包括用于配合数据检索模块查询BIM模型信息的IFC接口与用于确定需要调用的标准判别方法的方法库；代码层通过调用附加算法层获得对应信息后通过相互数据传递来实现审查的目的。
[0007]进一步地，所述元结构中四个节点的属性约束如下：所述条件节点用于引入审查的先决条件，条件节点的属性包括总数和逻辑门；总数是用于要求填入整数值，逻辑门是先决条件的逻辑关系；所述主语节点用于描述被审查对象，主语节点的属性包括名称和描述；名称是用于要求填入字符串表达主语的数据类型，描述是用字符串存储主语的描述；所述谓语节点用于描述被审查对象与待审信息的关系，谓语节点的属性包括名称、关联和关联主体，关联用于要求填入字符串描述谓语；关联主体用于要求填入字符串描述谓语的对象；所述宾语节点用于描述待审信息，宾语节点的属性包括名称、描述和逻辑门；名称用于要求填入字符串表达宾语的数据类型；描述用于列表结构存储判断规则；逻辑门用于判断规则的逻辑关系。
[0008]进一步地，所述标准知识图谱为元结构相互链接嵌套而成并连接有原文知识图谱，原文知识图谱由标准节点构成；所述标准节点的属性包括名称和标准条文；名称用于存储字符串表达的标准编号；标准条文用于存储该条标准原文。
[0009]进一步地，调用知识图谱推理方法自动获取标准知识图谱中存储的审查先决条件、被审查对象、被审查对象和待审信息的关系、以及待审信息，以生成驱动审查所需可执行代码，具体包括如下步骤：步骤1：判断条件节点的总数属性值是否大于0，若为是，则调用知识图谱推理方法获取元结构信息；若为否，则输出条件节点的逻辑门值及总数值并继续判断其他节点信息；步骤2：判断主语节点的名称值中是否存在关键字根节点，若为是，则调用知识图谱推理方法获取与之相连的元结构；若为否，输出主语节点的名称值；步骤3：直接输出谓语节点的关联主体值；步骤4：判断宾语节点的名称值是否含有关键字根节点，若为是，则调用知识图谱推理方法获取与之相连的元结构，若为否，输出宾语节点逻辑门值与描述值。
[0010]进一步地，所述数据检索模块用于检索谓语节点的关联主体值是否为属性、空间、构件或方法库；若谓语节点的关联主体值是属性，则当前审查内容为对象的属性判断；主语节点的名称值与宾语节点的描述值输入数据检索模块，数据检索模块根据名称值和描述值列表中的第一位数值调用IFC接口中的对象与属性查询方法，生成用于检索审查对象ID与对象属性真实值的代码；
若谓语节点的关联主体值是空间，则当前审查内容为对象与空间之间的判断；主语节点的名称值与宾语节点的描述值输入数据检索模块，此时描述值列表中的第一位数值为描述空间的属性，数据检索模块调用IFC接口中的对象与对象关联空间的查询方法，生成用于检索对象ID、对象关联空间及空间属性真实值的代码；若谓语节点的关联主体值是构件，则当前审查内容为空间与空间包含的构件之间的判断；主语节点的名称值与宾语节点的描述值输入数据检索模块，此时描述值列表中的第一位为构件的名称；数据检索模块调用IFC接口中的空间与空间包含对象的查询方法，生成用于检索空间ID、空间内包含构件及构件属性真实值的代码；若谓语节点的关联主体值是方法库，则当前元结构用于从方法库中调用特殊计算方法；主语节点的名称值输入方法库中，根据名称中描述方法的名称输出对应方法，方法调用数据检索模块根据审查需求生成用于检索方法需要的信息的代码；检索出的信息输入方法进行运算并输出。
[0011]进一步地，所述标准解析代理包括用于展示标准知识图谱的标准结构展示单元和用于录入标准释义构成标准知识图谱的录入单元。
[0012]进一步地，所述标准审查代理包括用于上传BIM数据的BIM模型单元、用于输入需要审查的标准的输入单元、以及用于展示当前标准知识图谱的展示单元、以及显示审查状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于标准知识图谱元结构的BIM自动标准审查系统，其特征在于：包括应用层、数据库层、代码层和附加算法层；所述应用层包括标准解析代理和标准审查代理，标准解析代理用于引导标准专家输入标准释义，标准审查代理用于标准审查用户提交BIM数据与获取审查报告；所述数据库层用于将标准专家输入的标准释义拆分为多个元语义，并按照元语义之间的链接关系构成元结构，根据标准不同，每条标准由一个或者多个元结构构成一个标准知识图谱，标准知识图谱存储在图数据库中；其中，所述元结构是由主语节点、谓语节点、宾语节点和条件节点通过链接关系连接在根节点上建立的，根节点通过解释关系连接在其他根节点上；所述代码层用于接受标准审查代理的生产任务并自动生产执行代码，调研附加算法层的算法完成数据检索和数据审查任务，并返回审查结果；所述代码层包括审查模块和数据检索模块；数据检索模块用于从BIM模型检索信息，审查模块用于对检索信息进行审查与审查结果输出；所述附加算法层包括用于配合数据检索模块查询BIM模型信息的IFC接口与用于确定需要调用的标准判别方法的方法库；代码层通过调用附加算法层获得对应信息后通过相互数据传递来实现审查的目的。2.根据权利要求1所述的基于标准知识图谱元结构的BIM自动标准审查系统，其特征在于：所述元结构中四个节点的属性约束如下：所述条件节点用于引入审查的先决条件，条件节点的属性包括总数和逻辑门；总数是用于要求填入整数值，逻辑门是先决条件的逻辑关系；所述主语节点用于描述被审查对象，主语节点的属性包括名称和描述；名称是用于要求填入字符串表达主语的数据类型，描述是用字符串存储主语的描述；所述谓语节点用于描述被审查对象与待审信息的关系，谓语节点的属性包括名称、关联和关联主体，关联用于要求填入字符串描述谓语；关联主体用于要求填入字符串描述谓语的对象；所述宾语节点用于描述待审信息，宾语节点的属性包括名称、描述和逻辑门；名称用于要求填入字符串表达宾语的数据类型；描述用于列表结构存储判断规则；逻辑门用于判断规则的逻辑关系。3.根据权利要求1所述的基于标准知识图谱元结构的BIM自动标准审查系统，其特征在于：所述标准知识图谱为元结构相互链接嵌套而成并连接有原文知识图谱，原文知识图谱由标准节点构成；所述标准节点的属性包括名称和标准条文；名称用于存储字符串表达的标准编号；标准条文用于存储该条标准原文。4.根据权利要求2所述的基于标准知识图谱元结构的BIM自动标准审查系统，其特征在于：调用知识图谱推理方法自动获取标准知识图谱中存储的审查先决条件、被审查对象、被审查对象和待审信息的关系、以及待审信息，以生成驱动审查所需可执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙丹冰，雷昕，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：