0 引 言

随着BIM技术在我国逐步深入研究应用，房屋建筑领域中的BIM运用已愈发成熟；目前，行业内已出台多部房屋建筑领域的BIM国家应用标准以及地市级规范。近年来，地铁建设规划运营里程数在持续增长，BIM技术应用逐渐进入了地铁建设领域。地铁建设过程复杂，管理困难，对地铁项目BIM模型信息需求进行分析研究，建立建模标准，对地铁建设有着重要的现实意义[1]。

Prediction and evaluation of surface deformation in mined out area of underground mining LI Ming-yu(99)

地铁车站建设的BIM标准，可参照房屋建筑领域的BIM标准。而在地铁区间建设过程中，目前尚无针对性的BIM标准。由于地铁区间建设过程工法较多，管理难度大，建立相关的BIM应用标准迫在眉睫。针对地铁工程实际需要，进行了地铁区间施工阶段的BIM标准研究，构建了地铁区间施工信息分类及编码体系，以便为地铁区间施工方法的BIM模型创建和信息表达提供可行的建模标准，推动BIM技术在地铁施工阶段的应用。

BIM标准研究是信息学与土木工程的交叉领域，在国外已经逐步形成土木工程信息学概念和基本框架。但针对土木工程领域的土木工程信息学的理论体系研究还处在起步阶段，它的发展并没有其他信息学分支那么成熟。因此，本研究所建立的信息分类和编码体系，是对工程信息学的一点探索。

1 常见的建筑信息分类体系及分类方法

20世纪初，为适应建筑项目的应用需求，国际上开始进行信息分类体系研究，例如美国的Masterformat分类体系和欧洲的Ci/SfB分类体系等；然而，国家之间建筑业的发展以及规范存在较大差异，各个国家的信息分类体系也不尽相同。20世纪90年代，为了推动集成化的建筑信息管理技术发展，推动建筑业国际化，国际标准组织和部分国家开始了这方面的研究，并发布了相关分类体系，如ISO 12006-2等[2]。

现阶段我国建筑业相关的信息分类及编码体系，主要有工程量清单计价规范中的信息分类体系、建筑产品信息分类体系、建筑工程设计信息模型分类体系等。这些分类体系，都是依照工程项目的分部分项工程原则进行划分的，分别从不同角度进行编制，应用范围也各有不同[3]。

(1)地震技术的优势是毋庸置疑的，但勘探部署应根据探区地质条件的复杂程度合理设置地震测线网度，不宜过大。对勘探程度较低的探区采用“先地震后钻探；先大测网扫描选定有利目标区，然后在有利目标区一定程度加密控制”的煤层气地震勘探思路无疑是正确的和科学的；

线分类法是将对象按照选定的属性，依次展开，分解成若干个层次类目的分类体系。其优点是类目间的层次关系明确，逻辑清晰，便于信息读取和传递。缺点是分类结构难以改动；若出现较多的分类层次，对应的编码长度会比较长，不方便数据处理。例如在《建设工程工程量清单计价规范》中，分类体系采用线分类法进行分类，以第1、第2层次为例，具体如图1所示。

针对地铁区间施工过程所改进的编码体系，根据《信息分类和编码的基本原则与方法》中规定的信息编码体系原则，新改进的编码体系也应符合编码体系基本原则，例如唯一性、合理性和稳定性等。以下针对改进的编码体系与基本原则的符合性，进行阐述。

方案一：给爷爷做的小台灯利用了家里报废的旧台灯做外壳，将内部的零件都拆掉。在灯罩内用硬纸板固定两排并联的led灯泡用来照明。led灯泡亮度高，省电。将导线从支撑杆内连到底座里。底座里面固定废弃的手机电池，电池串联开关、二极管2后再和led灯连在一起。二极管2是用来分压的，大约分掉0.7V。没有二极管2，手机电池电压为3.7 V，led灯泡电压3.0V左右，led会很快烧掉。太阳能电池板是两块串联使用，连接二极管1后直接接到电池正负极上就行了。太阳能电池板用线固定在底座和支撑杆之间。图2和图3是给爷爷做的台灯的正面和背面照片。

  

图1 线分类体系

面分类法是将对象的某种属性分为1个面，不同的属性分为不同的面，彼此之间相互独立。其优点是面之间是独立存在的，某个面的变动，不会影响其他面，有较好的弹性和适应性。缺点是对代码的容量造成浪费，不能最大化利用，且类目组合复杂，手动处理信息的难度较大。例如《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》中的分类体系，采用面分类法，将信息分为15个分类表，具体如图2所示。

  

图2 面分类体系

《建设工程工程量清单计价规范》GB 50500—2013[9]中的编码格式如图3所示。该规范中的编码方式主要是按照工程项目的分部分项工程进行编码，将项目类别区分出来。编码共分为5级，由12位数字组成。

2 地铁区间施工信息分类体系

2.1 地铁区间施工信息分类体系构建

为了能更好地与国内现有规范进行互通及协作，本地铁区间施工信息分类及编码体系在国内外相关标准以及分部分项工程的基础上，进行构建。鉴于面分类法和线分类法存在的缺点以及地铁工程的复杂性，信息分类法采用的是混合分类法，集成面分类法和线分类法的优点，提高分类体系的准确性和高效性。

WANG Qi, LIU Min, PENG Yong-han, LI Ling, LU Chao-yue, ZHOU Tie, GAO Xiao-feng

目前，《建设工程工程量清单计价规范》中的城市轨道交通领域，已有《城市轨道交通工程工程量计算规范》[8]。该规范中的信息编码体系与《建设工程工程量清单计价规范》中的分类体系一致。

在对工作场所侵犯行为的界定中，我们需要厘清几个概念。工作场所侵犯行为的概念来源于英语“workplace aggression”，国内研究者也翻译为“工作场所攻击行为”，这两种翻译都没有错误。从有利于研究的角度而言，我们认为翻译为“工作场所侵犯行为”比较好。因为攻击行为概念容易产生歧义，仿佛“workplace aggression”只包含对员工的言语和身体攻击。侵犯行为概念包容性更好，可以包容包括目光敌意、散布恶意谣言等不能用攻击行为概念包容的侵犯行为。

 

表1 Omni Class 分类

  

表编号分类名称对应ISO 12006-2表编号及分类名称11按功能分类的建筑实体表4.2建筑实体(按功能或者使用者行为分类)、表4.3建筑群(按功能或者使用者行为分类)、表4.6设备(按功能或者使用者行为分类的建筑群、建筑实体和空间)12按形式分类的建筑实体表4.1建筑实体(按形式分类)13按功能定义的空间表4.5空间(按功能或者使用者行为分类)14按形式定义的空间表4.4空间(按围合程度分类)21构件表4.7元素(按建筑实体的主要特征功能分类)、表4.8设计元素(按工作类型分类)22工作结果表4.9工作成果(按工作类型分类)23产品表4.13建筑产品(按功能分类)31阶段表4.11建筑实体全寿命阶段(按阶段性过程的总体特征分类)、表4.12项目阶段(按阶段性过程的总体特征分类)32服务表4.10管理过程(按过程的类型分类)33专业表4.15代建人(按专业分类)34组织角色表4.15代建人(按专业分类)35工具表4.14施工辅助工具(按功能分类)36信息表4.16建筑信息(按媒介类型分类)41材料表4.17属性和特征(按类型分类)49属性表4.17属性和特征(按类型分类)

 

表2 地铁工程区间施工分类表以及对应的实例

  

表编号分类表名称实 例对应Omni Class 分类表11按功能分地铁单项工程车站、通道1112按形式分地铁单项工程建筑、场地、区间1213按功能分地铁工程空间办公空间、公共空间、行驶空间1314按围合程度分地铁工程空间开敞空间、半围合空间1421构件(按照在工程中的主要功能分类)梁、板、柱、门、窗、墙、轨道、临时设施等2122按工作类型分地铁区间工作成果明挖工程、暗挖工程等2223产品混凝土、砖、幕墙2331地铁工程全寿命周期阶段前期策划、设计、施工、运营维护、拆除3132管理过程(按照过程分类)财务管理、人事管理、建设管理3233工程产品结构产品、维护产品、设备3334组织角色建筑工程师、结构工程师、建设单位、政府、供应商3435工具模板、计算机、设备3536信息电子信息、纸质信息3641材料混凝土、钢材4142属性尺寸、形状、重量等49

在面分类法的基础上，再用线分类法进行分类。以地铁区间工程施工为例，按工作类型、分地铁区间、工作成果建立分类表，分类对象编码由表编码、大类、中类、小类以及细类代码依次组成。其中根据区间施工的工法，可将区间工程分为两大类，分别是明挖工程和暗挖工程。基于这两大类，下设中类、小类以及细类。各类之间的层级关系，是依据其分部分项工程的划分依据，进行分类的[7]，具体见表3。

 

表3 地铁区间施工类目层级关系示例

  

层 级类目分 类 名一级类目大类明挖工程二级类目中类基坑围护及地基处理三级类目小类基坑围护四级类目细类地下连续墙一级类目大类暗挖工程二级类目中类竖井及连通道三级类目小类竖井四级类目细类地下连续墙

根据各层级类目的结构层次，编码形式见表4。其中大类、中类、小类为6位，细类为8位。每2位代表一级代码，一、二位代表大类，三、四位代表中类，五、六位代表小类，七、八位代表细类，超过对应层次的用0补齐。例如中类编码有含义信息的，仅能表示到前4位，第5、第6位应用0补齐位数。

 

表4 地铁区间分类体系编码结构示例

  

编码层级位数一、二位三、四位五、六位七、八位大类6XX0000—中类6XXXX00—小类6XXXXXX—细类8XXXXXXXX

例如分类表22-按工作类型分地铁区间工作成果表，其规定的构件及编码方式见表5。将分类表编号置于分类编码之前，与后面的编码用“-”隔开。

 

表5 地铁区间分类体系编码结构示例

  

编 码分 类 名22 01 00 00明挖工程22 01 01 00基坑围护及地基处理22 01 01 01基坑围护22 01 01 01 01地下连续墙22 01 01 01 02钻孔灌注桩22 01 01 01 03人工挖孔桩22 02 00 00暗挖工程22 02 01 00竖井及连通道22 02 01 01竖井22 02 01 01 01地下连续墙22 02 01 01 02钻孔灌注桩22 02 01 01 03钢格栅喷射混凝土

随着社会的发展，若有新的种类出现，应进行补充，补充的原则参照《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》，增加自定义层级。自定义层级代码的最高层级应采用90～99之间的数字进行编制。例如，在表22-按工作类型分地铁区间工作成果表中的暗挖工程大类中，增加新的种类，则设置代码见表6。

 

表6 地铁区间分类体系自定义层级示例

  

编 码分类名22 02 00 00暗挖工程22 02 01 00竖井及连通道22 02 90 00XXX22 02 90 10XXXXX

2.2 地铁区间施工信息分类体系基本原则

在信息分类与编码领域，国内已有《信息分类和编码的基本原则和方法》等标准。笔者构建的地铁区间施工过程分类体系，需满足此类国家标准规定，具体原则的符合性可从以下几个方面加以阐述：

(1)科学性。该分类系统是按照分类对象的属性进行分类，共分为15个分类表。每个分类表的依据是对象的稳定特征，例如对象的功能、工作类型、工程产品、材料、属性等，这些属性不会随事物的发展而改变。

(2)系统性。这15个分类表分类的依据均有差别，涵盖了各种常见的属性和特征分类的依据，具有较强的完整性，分类表之间有较强的逻辑性。15个分类表分别按照特征类别，分为地铁工程成果、地铁工程资源、地铁工程过程和属性及特征，并进行合理排序。每种分类表都由2位数字组成。其中同一类别的特征，第1位数字均相同。

(3)可扩延性。该分类体系包含了自定义层级，将90～99这个区间作为自定义编码区间，保证在出现新事物时，既能容纳新的类目，又不会影响原有体系，可实现分类的拓展，符合可扩延性要求。

1990年开始，在报告病例的信息中增加了性别和职业分类。1990—2017年的753例病例中，男性394例，女性359例，男女之比为1.10∶1；散居儿童506例（67.20%），幼托儿童 86 例（11.42%），学生143例（18.99%），农民 14例（1.86%），工人 1例（0.13%），其他合计 3例（0.40%）。

(4)兼容性。该分类体系在兼容性方面，需和相关的其他规范有良好的信息传递和交互性。例如国际标准中的ISO12006-2，我国国家标准中的《建设工程工程量清单计价规范》及《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》等，均可与之实现良好的信息互通。

测量数据随d0的变化规律取决于|m|和|n|，|m|和|n|决定了测量数据是否能够作为互调发射电平测量值.为便于分析，对式(15)进行变换，得：

3 地铁区间施工信息编码体系

3.1 现有编码体系及其局限性

笔者在ISO 12006-2[5]的基础上，分类构建地铁工程区间施工信息模型分类框架。首先，根据《建筑工程设计信息模型分类和编码标准》，结合具体施工过程，提出在地铁施工过程中的BIM应用分类和编码标准；然后参照Omni Class 分类表(见表1)，根据地铁工程项目建设需求，采用面分类法，对地铁工程对象进行分类，即根据其本身固有特征[6]。具体的分类表名称以及对应的实例见表2。

混合分类法是将面分类法和线分类法加以综合使用。其优点是分类结构弹性大、效率高，有较好的层次关系和明确的逻辑关系。缺点是类目的组配结构较为复杂，手动处理信息的难度较大。

现代科技的创新，虽然不排除单打独斗的成功，但更多的是来自不同学科的交叉融合和集智攻关。在市场经济的大环境下，不同学科领域甚至不同单位的高效协作，既对科技工作者的素质提出了要求，也对管理模式，诸如学术民主、大协作、保护知识产权，切实加强基础研究、提高国际化水平，解决好科技成果转化“最后一公里”的问题等，提出了新的要求。

  

图3 《建设工程工程量清单计价规范》编码格式

现有的工程量清单计价规范主要用于工程核算，通过对各个建筑构件进行类别区分，从而进行单价限定，最细层级仅是构件类别的区分，存在一定的局限性。在实际施工过程中，对构件的分类要求往往更为精细；特别是在BIM模型中，需要实现的不仅仅是类别层级的区分，而且更应该是对各个单元构件的区分。只有细致到构件的区分，才能够方便后期运营维护，更为精准地定位到问题构件[10]。

3.2 基于建筑工程编码体系的地铁工程编码体系

在建筑工程分类体系的基础上，考虑到施工过程中，构件种类复杂，在编码体系中，可将多个分类表的类目结合使用。

该编码规则以分部分项工程划分为基础，分部分项工程的划分依据为北京企业标准——《轨道交通分部工程和分项工程划分标准》。依据该标准，将整个区间工程施工分为明挖工程和暗挖工程2个子单位工程，保证了编码的完备性。构件的编码主要是考虑施工过程中，在时间和空间上进行编码，如图4所示。时间上主要是针对施工阶段的工序划分，空间上主要是针对构件所在位置的划分。将表22(按工作类型分地铁区间工作成果分类表)和表41(属性分类表)进行结合。表22主要是对构件进行工序上的划分，结合表41主要是对同一分项工程下的构件进行属性上的区分，在属性类目中，选择里程，作为地铁建设过程中的重要定位参数。选择此参数，能更好地将构件在空间上进行划分。

20年前，化肥流通体制改革也激发起化肥产业无尽的动力，化肥的生产与流通取得了长足发展，化肥流通行业也随着改革的步伐不断砥砺前行，成为农业现代化发展之路的坚实基石。

  

图4 地铁区间施工构件分解方式

结合WBS对BIM模型的分解方式，参照现有的建筑编码规则，可将其划分为6个层次，如图5所示。其中一级代码：单位工程码，主要功能为对地铁施工过程中的单位工程进行区分。例如01表示明挖工程，02表示暗挖工程。二级代码：分部工程码，主要功能是对单位工程进行分解。例如明挖工程中，01表示基坑围护及地基处理，02表示防排水工程。三级代码：子分部工程码，主要功能为细化分部工程。四级代码：分项工程码，主要功能为对分部工程进行分解。五级代码：里程，主要功能为定位构件所在位置。六级代码：流水号，主要功能为对同一位置的构件进行区分，由4位数字组成。

(5)综合实用性。该分类体系对项目的各个专业均有涉及，为全寿命周期各个阶段不同单位之间的信息交流提供便利，满足了整体协调性要求。

  

图5 地铁区间施工编码体系

前4级代码与上述分类表22-按工作类型分地铁区间工作成果分类表相对应。一级代码对应其中的大类，二级代码对应其中的中类，三级代码对应其中的小类，四级代码对应其中的细类。根据该体系结构特点以及信息属性的表达需求，分别对不同位置，采用不同的代码类型进行编码。前4级代码选用层次码进行编码，每级与分类体系相对应，采用2位数字表示。第5级代码表示的是构件里程位置。根据里程表示方法，此处采用缩写码表达。例如DK14+325.000，表示该位置距离基准点的距离为14 325 m。第6级代码为构件顺序码。根据此级编码特征，第6级代码仅表示顺序，无需体现具体属性，因此采用递增顺序码即可，将同一个位置中相同的构件采用4位流水号，从0001往上递增表示。

目前该编码仅对现阶段出现的常见工序涉及的设备及构件进行定义及编码，若出现新的设备及构件，则需对编码进行补充。可参照上述分类体系中的补充编码方式，以90～99为补充编码层。

3.3 地铁区间施工编码体系基本原则

信息分类方法主要分为3种，即线分类法、面分类法和混合分类法[4]。

(1)唯一性。新的编码体系分别从时间和空间上，对构件进行划分，将同一位置的同种构件划分为一类；再通过最后的顺序码，对构件进行区分，保证不同构件之间编码的唯一性。

(2)不变性。该编码体系考虑了现阶段可能用到的构件。对于现阶段用到的代码，无需再进行改变。如有新技术和新方法的投入使用，只需在相应部分的后面进行补充，保证了整个编码体系的不变性。

(3)可扩充性。模型编码内容以常见的分部分项工程为主。若有特殊施工工艺或者分项工程，可接在现有的编码规则之后进行编码。补充的编码，在补充编码层进行编码。

(4)合理性。该编码体系层次分明，主要结构码参照分部分项工程分解方式，与目前的施工方法、施工信息需求紧密结合，符合施工过程的BIM应用方式要求，能提高BIM在施工过程中的应用效率。

(5)适用性。该编码体系与国内的工程量编码等编码体系有较好的兼容性。因为该编码体系是参照国内的《城市轨道交通工程工程量计算规范》以及现有的房屋建筑信息模型编码体系等进行构建的，与其他体系相近，能较好地实现信息交互。

(6)稳定性。该编码体系所采用的结构编码，是根据对工程的分解以及工程中的里程信息等特征确定的，保证了编码稳定性。

(7)简单性。编码体系采用的是简单的阿拉伯数字和英文字母组合，记录方式简单，便于信息读取和传输。

杉木主要分布在我国南方山区，随着这些区域造林面积的逐渐增加，杉木纯林越来越多且结构相对单一，使得森林群落的结构稳定性和生产力不断降低，引发了林区土壤肥力降低等问题，无法有效推动区域性林业的健康发展。基于此，从20世纪60年代开始，我国进行了杉木混交林方面的研究。从已获研究成果中可知，杉木和阔叶树形成的混交林具有良好的生态效果，不但能够有效改善环境、提升土壤肥力，而且能够增加森林系统的稳定性［1］。对于人工林来说，林下植物的多样性能够有效促进林地养分的循环，已经成为维持人工林生态系统稳定的重要标准。

3.4 应用实例

本信息分类和编码体系原则，在厦门地铁3号线过海段盾构法施工建模中，得到了成功应用。例如对管片构件单元，进行了工序分解和构件编码，并建立了模型，如图6所示。

  

图6 管片示意

4 结 语

针对地铁区间施工缺少建模标准的问题，基于ISO12006-2分类框架，参照Omni Class 分类表，采用混合分类法，即先通过面分类法，对对象进行分类，分为15个分类表；再利用线分类法，进行细化，构建了针对地铁区间施工的分类体系。在此基础上，结合WBS以及现有的编码体系，整合分类表22(按工作类型分地铁区间工作成果)和分类表41(按属性)，构建了构件的编码体系。编码体系共分6级，分别为单位工程、分部工程、子分部工程、分项工程、里程以及流水号。通过这6级编码体系，可以将地铁施工过程中的构件进行区分，保证不同构件之间的编码差异性，便于对所有构件的信息进行管理。本文介绍的信息分类体系及编码体系研究，是对土木工程信息学的一些初步理论思考；对新兴的交叉研究领域，还有待于进一步建构。

参考文献：

[1] 陈 钢.基于BIM技术的地铁车站机电综合管线排布应用研究[J].工程技术，2017(1)：254.

[2] 吴双月.基于BIM的建筑部品信息分类及编码体系研究[D].北京：北京交通大学，2015.

[3] 张亚斌，赵 希，曹 颖，等.国内外建筑信息分类标准体系的研究进展[J].建设科技，2016(5)：58-60.

[4] 李大南.建立CIMS信息分类编码体系及其标准体系的原则、方法[J].航天标准化，2001(6)：26-29.

[5] ISO 12006-2，Building construction-Organization of information about construction works-Part 2：Framework for classification[S].

[6] 杨长辉.铁路四电工程设计信息模型分类与编码研究[J].铁道标准设计，2015，59(8)：160-163.

[7] GB/T 51269—2017，建筑工程设计信息模型分类和编码标准[S].

[8] GB 50861—2013，城市轨道交通工程工程量计算规范[S].

[9] GB 50500—2013，建设工程工程量清单计价规范[S].

[10] 刘 勇，沈 吉，王建平.工程项目信息分类及编码体系浅谈[J].施工技术，2006(5)：11-13.