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摘要：
隨著計算機技術在建筑工程中的廣泛應用，實現建筑設計與施工全過程的信息共享有利于建筑工程領域的后續管理，其中，施工圖設計與工程造價的一體化是需要解決的關鍵問題。結合工程實際，通過計算機模擬造價師提取各種工程量的方法，使施工圖設計與工程造價在計算機內部實現一體化，以實現建設計劃與項目造價的整合，推動人工智能技術在建筑工程中的全面應用。
關鍵詞：
施工圖設計；信息共享；建筑工程造價；工程量；一體化
目前，在建設工程領域計算機的應用已經相當普及，但是，在工程實際中，由于大量的銜接工作主要由人工完成，計算機應用并沒有完全釋放人力，達不到人們期望的高效率。通過計算機模擬造價師提取各種工程量的方法，實現施工圖設計與工程造價的一體化，是建筑工程實現“智”造的必由之路。
1工程量自動提取方法
1）公式計算法：依據工程量計算規則輸入圖紙中的相應數據，通過計算機自動計算，即可生成正確的預算書。這種方法直觀、簡單、與手工操作類似，缺點是有很大的手動數據輸入工作量。2）圖形輸入法：要求在識圖的基礎上，人工重新輸入各種部件的附圖、大小及各種附加特性，然后由系統自動計算，得到工程量清單。但此方法需要重新繪制圖紙，實際上卻增加了概預算人員的工作量，優點是計算的工程量比較準確。3）面向對象的建模方法：通過定義各種構件對象，在CAD軟件組件中直接加入屬性參數特征。這種方法使設計結果包含豐富的組件和參數，而不是線，經過解析器對所有參數和組件進行分離，通過計算機識圖取代人工識圖，從而實現工程量自動計算，推動人工智能技術在建筑工程中的全面應用，整合建設計劃與項目概預算，提高對建筑工程質量和效率的管理。此方法要求設計師改變現有的工作習慣。
2不同提取方法的比選與分析
前2種方法雖然都可以自動計算工程量，但并沒有實現整個建設項目的勞動信息共享，因為還需要重新輸入圖紙或數據，人工的重復勞動中斷了系統一體化進程。相對而言，方法3）較有效地釋放了計算機應用的智能空間，是走向施工圖設計與工程造價一體化的有效途徑。根據不同的內容和作用，一套完整的施工圖紙包含建筑、結構和安裝施工圖紙3大類，明確設計內容及各類施工計劃相互之間的作用與聯系，是計算工程造價的最基本要求。正因為施工圖具有實形性、封閉性、連續性和視圖尺寸協調性的特征，根據這些特征可以抽取到施工圖的語意，這就為施工圖理解提供了現實可能性。在CAD圖中，表達建筑物目標物理特性的完整數據反映在矢量圖形和標簽中，通過使用圖形識別技術對這些數據進行適當處理，可以自動提取DWG圖形的工程量數據。常用的CAD施工圖的特征在于實體對象的不同類型，通過這些實體對象的相互補充形成了完整的施工圖。造價人員的主要工作就是根據需要，并結合自己的經驗，將這些特征實體作為一個整體來直接提取他們所需的數據，從而快速計算工程量。由于計算機不可能像人一樣直接訪問整個工程數據，因此，為了對計算機附圖實現有效的識別，施工圖紙必須對基本圖層元素如圖形元素、尺寸標注和文字符號等進行有效地細化分類[1-2]。圖形元素是工程圖紙表達建筑物功能屬性的主要元素，由點、線、弧和連通域等構成，主要表達基礎、地面、頂面、墻面、屋面以及其他節點等。而尺寸標注主要用來反映實體的有效數據和幾何形狀，包括線性尺寸、角度、圓弧尺寸等，其中最重要和常見的是線性尺寸。文字符號包括文字說明和注釋等，這些符號簡明的表明了材料、大小和類型等。在這些建筑圖紙中，可以通過項目字符特征很容易地獲得相關信息的數量和特定含義。如在矢量圖中，與圖形識別相比，字符識別模式就更顯簡單容易，因此，對字符的特征識別是一種實現自動提取的方便有效的方式[3]。工程造價計算過程中，最基本的方法是統籌法，其主要原理是利用線面幾何共享的數據布局，通過基數連續計算，盡量做到一數多用，避免重復勞動，簡化計算過程。例如：在基礎工程量的提取過程中，基礎中心軸線的抽取、內外墻中心線的識別和底層建筑面積的計算是計算機首先要識別和抽取的主要數據。其他所需工程量數據則可通過統籌算法在這些數據的基礎上進行適當增減實現。
3一體化系統模式
3.1系統總體結構
施工圖設計與工程造價一體化系統的基本模式包括：智能學習子系統、自動提取工程量子系統、概預算編制子系統以及數據庫子系統。
3.2智能學習子系統
智能學習子系統的核心功能模塊是知識更新組織，它是整個系統的維護、擴展和改善機體，具有強大的生命力，通過在原有知識的基礎上，對新知識進行預定義的規則，實現對知識基礎的修改、擴大和更新。為了提取到有用的知識，知識更新組織可以通過對知識庫中的相關模式和規則自動調用，以及對不熟悉或類似信息的再加工來實現，另外還可以直接從用戶界面，進行智能學習系統的交互學習。有些信息系統不要求用戶協助就可以自己在系統內部完成，有些則需要用戶通過輔助識別對知識庫中的知識進行補充存儲。
3.3自動提取工程量子系統
依據知識庫中的相關識別規定，模擬造價師對施工圖的識圖過程是工程量自動提取子系統的核心功能模塊。建筑概預算的工程量分類是模塊功能細化的依據，通過這個模塊的詳細功能就可以實現對各類工程量的自動提取，從而實現計算機自動識別圖像和計算工程量。推理和識別組成了此模塊工作的2個方面，因為施工圖通常通過平、立、剖面的投影視圖來體現建筑物不同功能部件的形狀信息，因此，推理各相關圖紙之間的關聯是不可避免的。
3.4概預算編制子系統
自動提取工程量操作完成后，進入概預算編制子系統，其主要功能是把定額庫中的定額數據自動與工程量數據進行合理匹配，編制和輸出工程造價報告，并將所有結果進行存儲。
3.5數據庫子系統
數據庫子系統包括知識庫、匯總數據庫和定額庫等。知識庫是系統的大腦，系統在運行過程中，作為整個系統的數據庫的核心，計算和推理工作數據時，知識庫會約束和指導整個系統的運行。知識庫中系統的模塊被稱作知識，主要包括推理識別、學習規則和實體參照模型等3類。工程量自動提取子系統在進行參數提取時需要用到參數搜索規則、推理算式和模式識別法則等的集合，即推理識別；知識更新組織進行更新時所遵循的方式、方法則是學習規則；建筑物功能部件的實體圖形與符號等自動提取工程量時的參照模式叫實體參照模型，依據實體圖形、符號等參數模型可以直接實現工程量相關信息的搜索，在面對新的參數組合時，還可以減少系統推理識別的工作量。匯總數據庫是一個動態的數據存儲機構，存儲有原始施工圖、工程量計算基礎數據、概預算報表等各種原始數據、中間數據和結果數據。國家和各級地區的定額數據都存儲在定額庫中，定額庫科學管理了各級各種類的定額。定額庫數據的維護工作由知識更新組織執行。
4結語
在建筑工程方面，計算機技術的發展和應用引發了建筑領域的重大變動，建筑工程生產的效率和質量也隨之提高，但距離達到信息化集成的目標還是相當的遠。設計圖紙是工程造價數據的主要來源，在施工圖設計與工程造價之間存在著非常密切的信息流動，造價人員提取工程量數據的工作將設計和造價2個獨立的工作連接了起來。但是由于人工的大量參與，使本來可以直接在計算機系統內部實現共享的信息卻不能真正的實現。本研究提出，通過計算機模擬造價師提取各種工程量的方法，使施工圖設計與工程造價可以在計算機內部實現一體化。在目前情況下，人工識別施工圖被計算機自動提取工程量取代，已經隨著BIM技術的問世取得了一定的進展，因此，以面向對象的建模方法無疑是實現施工圖設計與工程造價一體化的有效途徑，盡管還有很多不完善的地方需要學者和專家共同分析研究和探索。
作者：王云峰 姚黎明 帥朝暉 單位：浙江大學建筑設計研究院有限公司
〖參考文獻〗
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