一种基于计算机辅助设计的BIM工程造价控制方法及系统

摘要

本发明涉及计算机辅助设计技术领域，具体涉及一种基于计算机辅助设计的BIM工程造价控制方法及系统。该方法通过计算机辅助设计BIM模型获得每个施工任务的预计施工数据和实际施工过程的实际施工数据。根据施工任务的实际处理时间和预计处理时间获得每个施工任务的施工压力指标。通过预计造价权重向量和实际造价权重向量之间的差异获得每个施工流程的造价可靠性。根据施工压力指标获得施工流程内施工任务的相对繁忙程度，进而获得每个施工流程的第一调整可行性。根据第一调整可行性的判断是否需要对施工流程进行人员调控，并根据调控后的第二调整可行系判断调控合理性。本发明考虑到建筑设计实际施工过程中的计算机辅助设计的施工数据，提供了科学有效的工程造价控制方法。

说明书

技术领域

本发明涉及工程造价控制技术领域，具体涉及一种基于计算机辅助设计的BIM工程造价控制方法及系统。

背景技术

建筑设计时需要对工程项目进行准确的造价分析，以使科学高效的完成施工项目。但是对于工程造价分析过程而言，所需分析的数据众多，在造价分析时往往需要借助计算机辅助设计对多种数据的联合分析。

BIM模型为建筑信息模型，BIM模型通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术为模型提供完整的与实际情况一致的建筑工程信息库。在造价分析过程中，BIM模型可同时包含预计的施工信息和实际施工过程中的施工信息并且可视化，方便了造价分析过程。

但是在分析过程中因为实际施工过程影响因素复杂，会使得实际施工信息变化，因此直接根据BIM模型中的实际施工过程中的施工信息和预计的施工信息进行造价分析会造成较大的误差，且不能针对误差对实际施工过程进行调整。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于计算机辅助设计的BIM工程造价控制方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

本发明提出了一种基于计算机辅助设计的BIM工程造价控制方法，所述方法包括：

根据BIM模型获得每个施工任务的预计处理时间和预计造价信息；根据实际工程中的实际处理时间和所述预计处理时间获得每个所述施工任务的施工压力指标；

根据所述预计造价信息获得每个所述施工任务的预计造价权重；每个施工流程内的所述施工任务的所述预计造价权重构成预计造价权重向量；根据每个所述施工任务的实际造价权重获得每个施工流程的实际造价权重向量；根据所述预计造价权重向量和所述实际造价权重向量的差异获得每个施工流程的造价可靠性；

根据每个施工流程内所述施工任务之间所述施工压力指标的差异获得每个施工任务的相对繁忙程度；根据每个所述施工流程内的所述相对繁忙程度和所述造价可靠性获得所述施工流程的第一调整可行性；

若所述第一调整可行性大于预设可行性阈值，则根据所述相对繁忙程度对所述施工流程内的所述施工任务进行人员调控；获得调控后的第二调整可行性，根据所述第二调整可行性与所述第一调整可行性的差异获得调控合理性；若所述调控合理性大于预设合理性阈值，则根据当前调控后的施工数据继续施工；否则，重新进行人员调控，直到所述调控合理性大于所述合理性阈值。

进一步地，所述根据实际工程中的实际处理时间和所述预计处理时间获得每个所述施工任务的施工压力指标包括：

根据施工压力指标公式获得所述施工压力指标；所述施工压力指标公式包括：

其中，

进一步地，所述根据所述预计造价信息获得每个所述施工任务的预计造价权重包括：

将所述预计造价信息累加，获得总体造价信息；以所述预计造价信息与所述总体造价信息的比值作为所述预计造价权重。

进一步地，所述根据所述预计造价权重向量和所述实际造价权重向量的差异获得每个施工流程的造价可靠性包括：

根据所述造价可靠性公式获得所述造价可靠性；所述造价可靠性公式包括：

其中，

进一步地，所述根据每个施工流程内所述施工任务之间所述施工压力指标的差异获得每个施工任务的相对繁忙程度包括：

根据相对繁忙程度公式获得所述相对繁忙程度；所述相对繁忙程度公式包括：

其中，

进一步地，所述根据每个所述施工流程内的所述相对繁忙程度和所述造价可靠性获得所述施工流程的第一调整可行性包括：

根据调整可行性公式获得所述第一调整可行性和所述第二调整可行性；所述调整可行性公式包括：

其中，

进一步地，所述根据所述相对繁忙程度对所述施工流程内的所述施工任务进行人员调控包括：

根据所述相对繁忙程度对所述施工流程内的所述施工任务进行分组，获得所述施工流程内每个组的繁忙等级；所述繁忙等级包括特别繁忙级、适中繁忙级、空闲级三个等级；

若所述施工流程内的所述繁忙等级同时包括所述特别繁忙级和所述空闲级，则将两个等级对应的所述施工任务的工作人员协同工作；

若所述施工流程内的所述繁忙等级仅包括所述特别繁忙级，则延长对应所述施工任务的所述预计处理时间；

若所述施工流程内的所述繁忙等级仅包括所述空闲级，则缩短对应所述施工任务的所述预计处理时间。

进一步地，所述根据所述相对繁忙程度对所述施工流程内的所述施工任务进行分组包括：

根据所述相对繁忙程度利用k均值聚类算法将所述施工流程内的所述施工任务分组。

进一步地，所述根据所述第二调整可行性与所述第一调整可行性的差异获得调控合理性包括：

根据调控合理性公式获得所述调控合理性；所述调控合理性公式包括：

其中，

本发明还提出了一种基于BIM的工程造价控制系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任意一项所述一种基于计算机辅助设计的BIM工程造价控制方法的步骤。

本发明具有如下有益效果：

本发明实施例通过计算机辅助设计根据施工任务之间的施工压力指标的差异获得每个施工任务的相对繁忙程度，相对繁忙程度通过同个施工流程内的施工任务之间的比较，有效的表示出了每个施工任务当前的施工状态，方便后续对施工的控制。通过相对繁忙程度和造价可靠性分析每个施工流程的第一调整可行性，第一调整可行性可用于表示当前施工流程的合理性，如果施工流程安排的不合理，则需要对施工流程进行资源调控。以相对繁忙程度为参考可进行科学有效的调控手段，以使施工工程可达到预期效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明一个实施例所提供的一种基于计算机辅助设计的BIM工程造价控制方法流程图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种基于计算机辅助设计的BIM工程造价控制方法及系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种基于计算机辅助设计的BIM工程造价控制方法及系统的具体方案。

请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供的一种基于计算机辅助设计的BIM工程造价控制方法流程图，该方法包括：

步骤S1：根据BIM模型获得每个施工任务的预计处理时间和预计造价信息；根据实际工程中的实际处理时间和预计处理时间获得每个施工任务的施工压力指标。

BIM模型为一个可视化的建筑信息模型，不仅可以包含工程预计的施工信息和造价信息，还可包含实际施工过程中反馈的实际施工信息和实际造价信息。因此可在BIM模型的基础上分析各种施工数据，实现科学高效的造价分析过程。

需要说明的是，BIM模型可根据施工图纸进行建立，具体建立过程为本领域技术人员熟知的技术手段，在此不多赘述。

造价信息包括施工用料的造价信息和施工所需的处理时间。其中处理时间可以从直观上表示当前施工任务的工作压力。例如，如果实际工程中的实际处理时间少于预计工程中的预计处理时间，则为了达到预期效果，对应施工任务的工作压力就会变大。可根据实际工程中每个施工任务的实际处理时间和BIM模型中每个施工任务的预计处理时间获得每个施工任务的施工压力指标，具体包括：

根据施工压力指标公式获得施工压力指标。施工压力指标公式包括：

其中，

由施工压力指标公式可知，施工任务的施工量越大，施工压力指标公式越大；实际处理时间越大，说明无法达到预计处理时间，需要加快施工任务的施工过程，即施工压力指标越大。

需要说明的是，施工量可根据每个施工任务的性质预先设置，例如管道铺设面积、墙面粉刷面积等可作为施工量。其中实际处理时间可根据当前施工任务的处理进度进行推算获得，实际处理时间和预计处理时间都为完成一个施工任务所需的时间。

步骤S2：根据预计造价信息获得每个施工任务的预计造价权重；每个施工流程内的施工任务的预计造价权重构成预计造价权重向量；根据每个施工任务的实际造价权重获得每个施工流程的实际造价权重向量；根据预计造价权重向量和实际造价权重向量的差异获得每个施工流程的造价可靠性。

每个施工任务的预计造价信息可以直观的反映施工任务在整个施工工程中的重要程度，可根据BIM模型获得每个施工任务的预计造价信息，将预计造价信息累加，获得总体造价信息。以预计造价信息与总体造价信息的比值作为预计造价权重。预计造价权重表示在施工工程建设前每个施工任务的预计重要程度。

一个施工工程中包括多个施工流程，一个施工流程中包含多个施工任务，例如布线流程务中包括网线铺设、电线铺设、固话线铺设等多种施工任务。每个施工流程内的施工任务的预计造价权重可构成一个预计造价权重向量。同理，可获得每个施工任务的实际造价权重，根据每个施工任务的实际造价权重获得实际造价权重向量。

需要说明的是，实际造价权重与实际处理时间类似，根据实际施工过程中的进度数据推论出最终施工完成后所需的造价信息。

预计造价权重向量和实际造价权重向量之间的差异可表示实际施工过程与预计施工过程中每个施工流程收到实际情况的影响，即差异越大，说明实际施工过程中受到多种因素影响，导致无法按照预计施工过程进行施工；差异越小，说明实际施工过程不受其他因素影响或者其他因素影响较小，使得实际施工过程可按照预计施工工程进行施工。因此可根据预计造价权重向量和实际造价权重向量的差异获得每个施工流程的造价可靠性，具体包括：

根据造价可靠性公式获得造价可靠性；造价可靠性公式包括：

其中，

造价可靠性公式分子为余弦相似度函数，分母为两个向量的模的差异，根据预计造价权重向量和实际造价权重向量的差异获得了一个相似程度，即两个向量越相似，说明当前实际施工过程的可靠性越大。

步骤S3：根据每个施工流程内施工任务之间施工压力指标的差异获得每个施工任务的相对繁忙程度；根据每个施工流程内的相对繁忙程度和造价可靠性获得施工流程的第一调整可行性。

每个施工流程内的施工任务具有一定相似性，例如布线流程中，每个布线施工任务之间的工作人员可协同工作互相帮助完成任务，因此可根据每个施工流程内施工任务之间施工压力指标的差异获得每个施工任务的相对繁忙程度，可根据相对繁忙程度作为后续施工流程内人员调控的参考指标，相对繁忙程度的具体获取方法包括：

根据相对繁忙程度公式获得相对繁忙程度；相对繁忙程度公式包括：

其中，

在相对繁忙程度公式中，如果施工任务A的施工压力较大，说明施工任务A需要认真完成自己的施工任务，无法对其他施工任务进行帮助，即与其他施工任务的施工压力指标差异为一个正值，获得的相对繁忙程度为一个较大的正数。如果施工任务A的施工压力较小，说明施工任务A有足够的时间和能力帮助其他施工任务，即与其他施工任务的施工压力指标差异为一个负值，获得的相对繁忙程度为一个较小的正数。因此相对繁忙程度可以有效的表示施工流程中每个施工任务之间的相对繁忙程度，可作为后续施工流程内人员调控的参考指标。

一个施工流程内施工任务之间的相对繁忙程度差异越大说明当前施工流程越需要进行人员调控；一个施工流程的造价可靠性越小说明，实际施工过程中该施工流程与预计的施工过程相差较大，无法达到预计效果，需要对施工流程进行人员调控。因此可根据每个施工流程内的相对繁忙程度和造价可靠性获得施工流程的第一调整可行性，具体包括：

根据调整可行性公式获得第一调整可行性和第二调整可行性。调整可行性公式包括：

其中，

在调整可行性公式中，利用施工流程内相对繁忙程度之间的均方差表示施工流程内相对繁忙程度的分布情况。第一调整可行性越大说明当前施工流程越需要进行人员调控。

步骤S4：若第一调整可行性大于预设可行性阈值，则根据相对繁忙程度对施工流程内的施工任务进行人员调控；获得调控后的第二调整可行性，根据第二调整可行性与第一调整可行性的差异获得调控合理性；若调控合理性大于预设合理性阈值，则根据当前调控后的施工数据继续施工；否则，重新进行人员调控，直到调控合理性大于合理性阈值。

在本发明实施例，将可行性阈值设置为0.4，即若第一调整可行性大于0.4，说明当前施工流程需要进行人员调控；否则，说明该施工流程可根据当前施工数据继续完成任务。

优选的，人员调控方法包括：

根据相对繁忙程度对施工流程内的施工任务进行分组，获得施工流程内每个组的繁忙等级。繁忙等级包括特别繁忙级、适中繁忙级、空闲级三个等级。

若施工流程内的繁忙等级同时包括特别繁忙级和空闲级，则将两个等级对应的施工任务的工作人员协同工作。即将空闲级施工任务的适量工作人员调到繁忙级施工任务中。

若施工流程内的繁忙等级仅包括特别繁忙级，则无法进行人员调控，为了使得效率最大化需要延长对应施工任务的预计处理时间。

若施工流程内的繁忙等级仅包括空闲级，则缩短对应施工任务的预计处理时间。需要说明的是，为了增加施工效率，在缩短施工任务的预计处理时间同时，适当增加工作人员的工资；或者减少工作人员数量，控制施工成本。

优选的，根据相对繁忙程度对施工流程内的施工任务进行分组包括：根据相对繁忙程度利用k均值聚类算法将施工流程内的施工任务分组。

经人员调控后可根据相同的方法获得调控后的第二调整可行性。可将第二调整可行性与第一调整可行性进行对比，确定调控过程的调控合理性，具体包括：

根据调控合理性公式获得调控合理性；调控合理性公式包括：

其中，

若调控合理性大于预设合理性阈值，说明调控后施工流程内的施工数据相较于调控前的施工数据更加合理，能够更好的达到预计施工效果，可根据当前调控后的施工数据继续施工。否则重新进行人员调控，改变调控方法或调控人员数量，直到调控合理性大于合理性阈值，完成调控过程。

在本发明实施例中，合理性阈值设置为0.7。

通过对每个施工流程的分析实现对工程造价控制，使得整个施工工程可达到预计施工效果或者调整预计造价信息使其更合理。

综上所述，本发明实施例通过BIM模型获得每个施工任务的预计施工数据和实际施工过程的实际施工数据。根据施工任务的实际处理时间和预计处理时间获得每个施工任务的施工压力指标。通过预计造价权重向量和实际造价权重向量之间的差异获得每个施工流程的造价可靠性。根据施工压力指标获得施工流程内施工任务的相对繁忙程度，进而获得每个施工流程的第一调整可行性。根据第一调整可行性的判断是否需要对施工流程进行人员调控，并根据调控后的第二调整可行系判断调控合理性。本发明实施例考虑到实际施工过程中的施工数据，提供了科学有效的工程造价控制方法。

本发明还提出了一种基于BIM的工程造价控制系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现任意一项一种基于计算机辅助设计的BIM工程造价控制方法的步骤。

需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。