本文是一篇土木工程论文，本文通过分析Revit后台数据结构形式，探究多种数据的提取和表达方式，克服了Revit软件不支持与文档交互的缺陷，通过引用NPOI组建文档，开发将构件属性信息、几何信息、空间坐标信息、类型信息以xls格式文件进行导出和实现；
第1章 绪论
1.1 PC装配式建筑研究背景及研究意义
1.1.1 PC装配式建筑发展研究背景
为推动建筑行业信息化改革，促进建筑业与信息工业化加速融合，国务院发布的《关于促进建筑业持续健康发展的意见》、《关于大力发展装配式建筑的指导意见》对我国当前装配式建筑发展提出了指导方案和实施目标，在国家发展战略引导下，各级省市地方政府相关政策激励下，符合地方特色的PC装配式建筑发展方案陆续出台[1]，发展装配式建筑大势所趋，我国将步入建筑工业化发展时期。
我国传统工程建造，发展模式属于粗放型，建造过程中存在施工精度低、工地噪音大、安全隐患多、环境污染重等一系列问题[2]，据统计，我国建筑行业每年生产的建筑垃圾在城市垃圾总量中占比高达40%，高比例的建筑垃圾对我国环境造成了极其严重负担，这种建造模式下，与国家推行的绿色化、工业化目标相违背，传统的现浇建造方式不足以推动国内新的建造方式变革。上个世纪八十年代大型板材装配式建筑走向淘汰，现浇剪力墙结构开始兴起，由于当时的国内生产力过剩，处在人口红利上升期使得当时的建造模式解决了大部分劳动者就业问题，一座座高楼拔地而起，当时的基本国情鼓励推行这样模式[3]，随着社会的发展和时间的推移人口红利逐渐消失，国家又面临人口老龄化问题，生产力发生改变的同时，施工现场的劳动力逐渐减少，因此，城市发展需要转型升级，寻求新的建造方式进行变革，同时，国家从顶层设计角度出发分析市场规律并借鉴发达国家经验，开始推行PC装配式建筑。如图1-1所示为河北省某装配式混凝土建筑。
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1.2 装配式领域应用BIM的国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
国外装配式建筑与BIM技术结合应用领域在21世纪后才逐渐形成体系，从发展内容和使用技术手段角度看仍领先我国，随着国外技术水平的提高，学者们对装配式建筑的研究不断深入，在工厂对预制构件进行标准化生产再运输到现场进行拼装成了当前PC装配式建筑常见做法。
Nenad[18]分别对PC装配式建筑的设计阶段、工厂生产阶段、现场装配阶段进行了信息需求分析，提出基于BIM的信息映射理论模型，进而实现信息的集成与透明，通过这种方法使得利用计算机技术把自动化信息制图变为了可能。BorjeGhaleh等人[19]从时间、成本、质量三方面论述了BIM技术在PC装配式建筑中应用优势，对施工企业产生的价值点进行分析，研究发现BIM与PC装配式建筑的结合可以提高设计的信息集成能力，同时有助于提升施工阶段高效的管理能力。
Andresson等[20]在分析PC装配式建筑设计和施工之间的信息交换现状，通过引入BIM技术制定了分类系统，实现信息资料的有效交互，避免了重复返工和重复输入数据现象。Abanda[21]从分析工厂生产中应用BIM技术所产生的价值、如何克服工业化生产所遇问题以及BIM为工业化生产带来的经济收益三方面进行了研究，论述了BIM系统对工业化生产和传统施工方法的影响及潜在价值。其研究结果表明BIM与装配式建筑的结合是一种快速、高效改善建筑行业的最佳方法之一。
Martinez[22]提出了一种基于视觉的轻钢框架预制阶段自动监控系统,从放置在钢框架原型机上的工业摄像机中提取的信息与每个框架的BIM模型中提供的制造信息进行比较检验。结果表明，该方法可以实现轻钢框架预制阶段的识别、验证和纠正。
Bortolini[23]在以BIM4D技术的支持下对PC装配式建筑物流管理进行了理论研究，论述了经济效益原则和BIM功能之间的协同作用，适用于运输物流管理。Malik[24]提出了一种将制造信息从建筑信息模型输出到可编程逻辑控制器中，建立可读的开放源代码文件格式。Amoruso[25]研究在BIM和参数化软件基础上通过调整外部条件来改善装配式建筑公寓楼的舒适度方法，为公寓居住者的舒适性分析提供工具和标准，并提出可持续解决的方法。
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第2章 BIM特征及二次开发技术
2.1 BIM技术简介及特征
2.1.1 BIM技术概念简介
BIM的全称(Building Information Modeling)，是指由过程数字信息仿真来模拟建筑物所具备的真实信息，它具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性五大特征，通过在计算机软件内建立三维虚拟模型，将现实真实信息录入至模型中，使得模拟出现实的形态效果[51]，通过应用这些信息可以建立构件之间的关联关系，利用仿真模拟方式可在建筑物施工之前在计算机中模拟建造，建立出完整的项目模型并服务于设计阶段、施工阶段、运维阶段、改造升级等全生命周期中，如图2-1所示全专业信息集成模型，这种技术广泛应用在建筑工程领域，其价值在于模型自身的信息价值，为保证信息的真实可靠性可以在项目的不同阶段进行数据的录入保存，让模型信息近似于现实的真实信息，从而就诞生了一种新的管理模式。
一栋建筑的建造过程需要多个专业之间协同工作，而在传统的设计模式中会发现这种协同关系难以同步，其协作内容难以保证，应用BIM管理理念可以有效的解决这种问题同时还可以指导建造过程。在对整栋建筑的全生命周期引入BIM手段进行管理，设计工作将会成为BIM的衍生品，例如能耗计算、结构计算、图纸的一键生成、明细表统计算量、渲染漫游、施工模拟等等，而这些分析统计功能的正常使用都是通过一个完整的建筑信息模型去获取，可见一栋较高精度的建筑物BIM模型是进行后续一系列工作的前提。在进行设计工作过程中，需要各专业部门将业务内的数据信息进行模型录入，保证模型信息与建筑物本身真实信息的一致性。在建造过程中有助于方便工程管理者的各项工作落地，随着施工进度不断更新，模型信息也不断更新，理想状态下可以引用物联网技术赋予建筑信息模型的信息同步功能，将信息技术科学应用到建筑工程行业会引发很多智能化效果。例如在一栋建筑物发生火灾的时候，可以通过烟感、温感设备将信息传递至模型中高亮显示并发出警告，物业管理员可以在运维模型内调取事发地点的摄像头模型并获取录像信息，确定火灾发生位置。判断事故原因，若有设备出现问题可通过模型信息获取其生产信息并实施保护措施。
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2.2 Revit二次开发技术
2.2.1 RevitAPI两个类库文件
Autodesk公司在为使用者提供产品的同时也为开发者提供了API(Application Programming Interface)册，手册内列举了大量的开发过程中所需要的的函数及案例。对每一种函数的定义及类的继承关系都给出较为详细的说明，开发者可以在开发过程中根据不同需求查阅对应的函数，研究函数所需要的传入参数来达到执行效果。 辅助完成二次开发工作。
通过RevitAPI可以利用编程语言对软件进行真正意义上的操作[52]，例如构件属性栏的数据可以通过后台数据结构来完成对数据的获取，完成不同的需求开发工作。随着Revit版本的逐渐更新官方提供给开发者的API函数逐渐增多，能够开发出的功能越来越多种多样。但是API提供给开发者的主要开发板块集中在特定几部分。主要包括如下：
①访问模型的图形数据； ②访问模型的参数数据； ③创建、修改、删除模型元素； ④创建插件来完成对UI的增强； ⑤创建第三方插件实现对重复工作的自动化； ⑥通过集成第三方应用来完成数据储存、数据格式转换、数据分析应用等； ⑦开发者可以根据需求自定义创建文档。
开发者可以按照需求集成第三方插件嵌入到Revit中来完成功能的实现，本文开发内容将会覆盖上面七条内容并结合PC装配式建筑专业理论作为应用价值导向。会在一个Addin文件下注册所有类库文件，完成程序在平台上的加载。其中RevitAPI.dll以及RevitAPIUI.dll自身也是一个类库，内部封装函数较为丰富，通过添加引用的方式将资源加载进程序，使用创建对象方法间接的调用类库内封装的函数来辅助功能开发，开发过程中支持在Revit运行状态下去调试和加载，其中RevitAPI.dll主要包含项目文档相关的数据类，RevitAPIUI.dll主要包含项目UI界面交互功能相关函数，这些函数是提供者基于底层的三维引擎封装好的，直接进行使用即可，对开发Revit而言是非常重要的两个类库。
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第3章 PC装配式标准化设计及构件库开发 ······················· 27
3.1 装配式建筑方案设计 ······················· 27
3.1.1 标准化设计 ··························· 27
3.1.2 构件标准化 ····················· 28
第4章 装配式建筑装配率智能计算方法 ···························· 41
4.1 传统装配率计算方法概述 ····················· 41
4.1.1 国标装配率计算 ························ 41
4.1.2 国标装配率计算中存在的优劣 ··············· 44
第5章 面向构件模型的数据提取技术研究 ···················· 61
5.1 Revit后台数据结构分析 ························ 61
5.2 模型数据文本方式导出 ··················· 61
5.3 数据库作为数据储存方式 ······················· 65
第5章 面向构件模型的数据提取技术研究
5.1 Revit后台数据结构分析
在完成面向构件数据提取行为之前，首先确定提取对象为Revit内模型元素，即从分析Revit后台数据结构入手，对其组成元素、数据层级进行分析，并介绍数据存储方式，将数据提取行为分解为构件数据的访问，构件数据的获取，构件数据的输出三个步骤完成。元素的概念在Revit平台内比较抽象但涵盖范围很广泛，平台内可见的大多数对象都是元素。换言之，元素作为所有对象的基类又分为模型元素、数据元素、视图元素。其后台数据结构如图5-1所示。
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模型元素可分为主体和构件元素，主体元素通常称之为宿主元素(HostObject)，在开发过程中常用Host类来完成此类元素的过滤操作，此类元素的特点是不可进行载入，而构件元素属于族实例(FamilyInstance)，这类构件可以完成在各项目之间进行传递与载入，也正因为这样，构件元素成为在整个项目元素中的基础图元，可以理解为所有的模型都是由于很多的族实例组装而成，其中模型元素的继承关系如图5-2所示，其中Element作为所有元素的基类并派生出族实例、族、元素类别等特征类，在每一个类别中继续派生出指定的模型构件，例如族实例(FamilyInstance)中去派生出梁、柱、窗等模型对象。
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第6章 结论与展望
6.1 结论
本文将装配式建筑与建筑信息化平台Revit进行结合，以BIM作为构件精度的技术支撑，基于Revit平台开发装配式模块插件(Assembled Module_System)，针对装配式建筑在与BIM结合过程中存在的问题，通过开发手段实现了部分功能。同时考虑数据在发展建筑信息化中的价值，对构件数据提取思路及提取过程进行研究，通过二次开发手段完成对探究思路的实现。全文的主要结论如下：
(1) 实现工业化建筑的前提是预制构件的标准化，通过建立装配式预制构件库解决了构件标准化问题和保障构件数据输入的规范性问题，再通过开发手段对族文件进行本地解析和属性获取，实现了数据与UI界面数据绑定并实现对预制构件有效管理，进而保证模型的精度及设计效率。
(2) 结合装配式建筑评价标准体系，研究了装配式建筑装配率计算过程，分析装配率计算实施过程中优劣，面向预制构件建立构件分类系统及构件编码体系，完成了利用程序对主体结构的水平和竖向构件数据的自动提取与计算，达到主体结构装配率智能化计算，在保证计算精度的同时，极大地节省了时间和人力成本。
(3) 通过分析Revit后台数据结构形式，探究多种数据的提取和表达方式，克服了Revit软件不支持与文档交互的缺陷，通过引用NPOI组建文档，开发将构件属性信息、几何信息、空间坐标信息、类型信息以xls格式文件进行导出和实现；
(4) 将数据提取过程进行函数封装，并使用分层架构设计方式对数据进行逻辑处理，利用业务逻辑层和数据库访问层将数据写入数据库内，在保证数据完整的前提下实现了数据与模型的分离。提出了一套完整的数据提取方案，并针对提取的数据库数据进行应用管理，可以扩展至不同BIM应用层对数据源的需求。
参考文献（略）