一种BIM项目物料及工程造价统计方法

技术领域

本发明属于工程造价评估技术领域，特别是涉及一种BIM项目物料及工程造价统计方法。

背景技术

SketchUp是一套面向建筑师、城市规划专家、制片人、游戏开发者以及相关专业人员的3D建模程序。目前，建筑构件的工程设计，其工程材料的质量和重心计算一般都采用SketchUp软件绘制的工程图，然后通过人工统计材料的体积、密度以及坐标后计算完成。然而，基于SketchUp软件，目前没有能够面向BIM结构设计领域，通过一定的功能模块，对柱、梁、板、墙与楼梯进行自动生成工程量的功能。

传统工程量统计，造价人员一般根据二维设计图纸与工程量清单规范，手工计算各个构件工程量，再录入至分部分项工程量清单与计价表。根据研究表明，工程量计算在整个工程造价工作中大约占50%~80%的时间，传统工程量统计方法工作量大，耗时长，有误差。对于填报的清单工程量追溯查询时，需要查询详细的工程量计算表，工作量大。

手算是由造价人员自己对图纸的理解进行的，造价人员本人的计价水平与识图能力直接决定工程量的准确度，不同计价人员计算的结果存在误差，为了保证数据的准确性，有些公司还需要安排人员复审，耗费大量的人力资源，但也无法杜绝误差的存在。

有些软件即使采用电算办法，耗时短、精度高，如主流设计软件（如Revit）能够自动计算生成工程量明细表，但明细表是以模型构建为独立单元分项列出的，项目过细且杂乱无序，并没有对同一类型的模型构建进行合并汇总，与我国清单计价规范要求的工程量清单表不符，不利于后期套取定额进行计价工作。有些模型输出清单软件即使可以满足我国清单规范要求，但模型在不同软件之间导入导出的过程中，往往造成模型信息的丢失，需要花费预算人员大量的时间进行二次建模，另外模型构件与清单子目的匹配，同样要花费预算人员大量时间和精力。

针对上述问题，本申请文件基于SketchUp软件对建筑、装饰以及机电工程量清单输出功能，同时建立工程量清单与模型构建的关联，实现清单的可视化追溯查询，确保清单工程量填报的合规性，提高工程量清单编制的效率和精确性，以实现方案设计计价快速、高效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种BIM项目物料及工程造价统计方法，通过在物料中心的历史工程造价清单中构建造价模型，并在三维模型录入各个组件的属性数据，利用模糊识别技术识别相似的造价模型并向其输入三维模型，得到该三维模型的具体造价，解决了现有的工程造价预估不准确、影响投资建设的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种BIM项目物料及工程造价统计方法，包括如下步骤：

步骤S1：根据项目图纸在SketchUp上进行三维模型制作；

步骤S2：解析三维模型，将三维模型分解为各个组件；

步骤S3：拾取每个组件，给组件添加相应材料属性；

步骤S4：上传历史工程造价清单至物料中心；

步骤S5：收集工程造价信息，收集工程造价信息包括收集施工企业是工程造价资料和工程造价咨询单位资料，以及建筑材料、机械租聘供应资料；

步骤S6：赋予工程造价信息中的每个造价指标一个权重值；

步骤S7：将每一个的不同工程造价成果文件的各个造价指标的权重值以相同的排列顺序组成一个权重值数集作为综合指标，并存储至数据库中；

步骤S8：将数据库中各个工程组件进行处理后构建造价模型；

步骤S9：将各个组件属性输入造价模型，得到造价预测值；

步骤S10：将各个组件的造价预测值叠加，得到最终的项目工程造价。

优选地，所述步骤S3中，材料属性包括长度、宽度、面积、体积、个数和材质。

优选地，所述步骤S4中，工程造价清单包括工程项目编码、工程项目名称、工程项目特征、项目计量单位、工程数量；所述工程造价直接产生的要素包括人工费、材料费、机械费、管理费。

优选地，所述步骤S5中，资料按用途分类分为：定额编制、指标测算、指数测算、投标报价测算和工程造价索赔测算，工程造价的收集可通过网络提供资料，扩大收集的范围和提高传送的速度，之后通过云平台对资料进行必要的处理和信息的发布。

优选地，所述步骤S6中，以工程种类及各个工程种类项目下的指标作为标准文本信息，提取目标项目造价成果文件中所有的节点属性信息以及关键属性字段，并对节点属性信息以及关键属性字段的文本信息进行分词算法或者SimHash算法，将该文件的所有节点属性信息以及关键属性字段转换为标准文本信息，从而解析出工程项目造价成果文件的分部分项工程类型信息和清单。

优选地，所述步骤S7中，基于数据库中的各个综合指标，通过DBSCAN聚类算法对数据库中的这些综合指标进行聚类分析，指定某一个工程项目的造价成果文件的综合指标作为给定对象核心点，在指定的样本点数大于等于1的情况下，扫描数据库中半径为Ε内的综合指标作为目标匹配样本点，从而确定匹配样本点对应得出的近似工程项目的造价成果文件。

优选地，所述步骤S7中，将权重值数集存储至数据库之前，先将这些权重值数集修正为样本数集，具体做法：

步骤S71：以工程种类及各个工程种类项目下的指标为标准造价指标，将所有这些标准指标以工程种类的顺序以及其子工程的关系以树状数组的形式一一列举；

步骤S72：将某一个工程项目造价成果文件的所有造价指标匹配至树状数组中相应的标准指标上，匹配的标准造价指标将赋予该指标的权重值，非匹配的标准造价指标则被设定为赋予的权重值为0，最后将所有权重值组成该工程项目造价成果文件的样本数集。

优选地，所述步骤S9中，造价模型的选择需要选择相似的工程模型进行识别，具体步骤如下：

步骤S91：输入相似工程识别条件；

步骤S92：采用模糊识别技术选取相似工程：在计算工程造价动态控制目标前，依据造价控制对象的属性，在历史数据样本中筛选相似工程；

步骤S93：采用加权海明距离贴近度公式来计算造价控制的目标工程与历史数据的贴近度；

步骤S94：根据样本数量和样本贴近度确定贴近度阈值，并根据贴近度阈值判断相似工程数 量是都满足计算要求，若满足则进入下一步；反之，重新确定贴近度阈值；

步骤S95：通过贴近度阈值和相似工程数量生成相似工程造价序列；

步骤S96：工程造价序列排位越高，则表明工程造价模型越相似。

本发明具有以下有益效果：

（1）本发明通过在物料中心的历史工程造价清单中构建造价模型，并在三维模型录入各个组件的属性数据，利用模糊识别技术识别相似的造价模型并向其输入三维模型，得到该三维模型的具体造价，一方面可以随时修改建筑方案，并输出工程量及造价，二来可以对比方案之间优劣，并节约投资，选取最有利最经济的方案。

（2）操作过程就是建筑构件编辑生成的过程，在电脑里模拟展现直观、准确，并可以随时调整，省时省力，可以随时选择局部结构或全部构件工程量清单输出预备了用户自主操作的空间，可以按照用户想法对设备模型统一绘制、编辑、修改的功能，提高操作效率，满足不同用户的需求。

（3）对工程造价中的风险进行评估，通过分析确定风险可能出现的时间及影响范围、程度等，所述工程造价风险评估可以采取安全检测法、风险初步分析法、检查表法等专业评估方法，有针对性的通过对某一特定工程项目可能遇到的风险，做一个风险调查表，然后依据相关的专业经验对可能性风险因素的重要性进行评估，从而综合归纳出整个工程项目可能存在的各种风险，有经验的予以规避或防范，并在项目进行中对各个时期的数据信息做到及时更新，提升工程造价风险评估的可靠性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，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他的附图。

图1为本发明的一种BIM项目物料及工程造价统计方法；

图2为本发明的BIM项目物料及工程造价统计系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2所示，本发明为一种BIM项目物料及工程造价统计方法，包括如下步骤：

步骤S1：根据项目图纸在SketchUp上进行三维模型制作；

步骤S2：解析三维模型，将三维模型分解为各个组件；

步骤S3：拾取每个组件，给组件添加相应材料属性；

步骤S4：上传历史工程造价清单至物料中心；

步骤S5：收集工程造价信息，收集工程造价信息包括收集施工企业是工程造价资料和工程造价咨询单位资料，以及建筑材料、机械租聘供应资料；

步骤S6：赋予工程造价信息中的每个造价指标一个权重值；

步骤S7：将每一个的不同工程造价成果文件的各个造价指标的权重值以相同的排列顺序组成一个权重值数集作为综合指标，并存储至数据库中；

步骤S8：将数据库中各个工程组件进行处理后构建造价模型；

步骤S9：将各个组件属性输入造价模型，得到造价预测值；

步骤S10：将各个组件的造价预测值叠加，得到最终的项目工程造价。

其中，步骤S1中，项目分类为为“房屋建筑与装饰工程”、“机械设备安装工程”、“热力设备安装工程”、“静置设备与工艺金属结构制作安装工程”、“电气设备安装工程”、“建筑智能化工程”、“自动化控制仪表安装工程”、“通风空调工程”、“工业管道工程”、“消防工程”、“给排水、采暖、燃气工程”和“通信设备及线路工程”。

其中，步骤S4中，工程造价清单包括工程项目编码、工程项目名称、工程项目特征、项目计量单位、工程数量；所述工程造价直接产生的要素包括人工费、材料费、机械费、管理费；人工费、材料费和机械费可根据施工当地情况进行价格和项目修改，修改后的数据自动保存在预设的市场价条目中并与预算价比较得到价差并保存在价差条目中；主材和设备显示供应方式、损耗率、运杂费率以及预算价，预算价可根据施工当地情况进行价格和项目修改，修改后的数据自动保存在预设的市场价条目中并与预算价比较得到价差并保存在价差条目中。

在确认了工程造价直接产生的要素，还需要对工程造价中的风险进行评估，通过分析确定风险可能出现的时间及影响范围、程度等，所述工程造价风险评估可以采取安全检测法、风险初步分析法、检查表法等专业评估方法，有针对性的通过对某一特定工程项目可能遇到的风险，做一个风险调查表，然后依据相关的专业经验对可能性风险因素的重要性进行评估，从而综合归纳出整个工程项目可能存在的各种风险，有经验的予以规避或防范，并在项目进行中对各个时期的数据信息做到及时更新，提升工程造价风险评估的可靠性。

其中，管理费的计算公式为：（人工费+材料费+机械费+管理费）×（1+利润率），综合单价的计算公式为：清单工程数量×（人工费+材料费+机械费）×（1+管理费率）×（1+利润率）。

其中，步骤S5中，资料按用途分类分为：定额编制、指标测算、指数测算、投标报价测算和工程造价索赔测算，工程造价的收集可通过网络提供资料，扩大收集的范围和提高传送的速度，之后通过云平台对资料进行必要的处理和信息的发布；确定工程内容，按定额里面的项目走一遍，之后依据设计说明，参照图集的做法，根据平方造价撰写编制说明、预算包括的项目和材料价格，并结合拟建工程的实际情况，对其进行适当的调整或细化，使其能够反映影响工程造价的主要因素。

其中，步骤S6中，以工程种类及各个工程种类项目下的指标作为标准文本信息，提取目标项目造价成果文件中所有的节点属性信息以及关键属性字段，并对节点属性信息以及关键属性字段的文本信息进行分词算法或者SimHash算法，将该文件的所有节点属性信息以及关键属性字段转换为标准文本信息，从而解析出工程项目造价成果文件的分部分项工程类型信息和清单。

其中，步骤S7中，基于数据库中的各个综合指标，通过DBSCAN聚类算法对数据库中的这些综合指标进行聚类分析，指定某一个工程项目的造价成果文件的综合指标作为给定对象核心点，在指定的样本点数大于等于1的情况下，扫描数据库中半径为Ε内的综合指标作为目标匹配样本点，从而确定匹配样本点对应得出的近似工程项目的造价成果文件。

其中，步骤S7中，将权重值数集存储至数据库之前，先将这些权重值数集修正为样本数集，具体做法：

步骤S71：以工程种类及各个工程种类项目下的指标为标准造价指标，将所有这些标准指标以工程种类的顺序以及其子工程的关系以树状数组的形式一一列举；

步骤S72：将某一个工程项目造价成果文件的所有造价指标匹配至树状数组中相应的标准指标上，匹配的标准造价指标将赋予该指标的权重值，非匹配的标准造价指标则被设定为赋予的权重值为0，最后将所有权重值组成该工程项目造价成果文件的样本数集。

基于数据库中的各个数集建立的空间数据模型，通过DBSCAN聚类算法对数据库中的这些数集进行聚类分析，指定某一个工程的工程项目造价成果文件的数集作为给定对象核心点，在指定的样本点数(MinPts)大于等于1的情况下，扫描数据库中半径为Ε内的数集作为目标匹配样本点，从而确定匹配样本点对应得出的近似工程的工程项目造价成果文件。其中，Ε>0，优选为Ε取值为0.01单位间距。DBSCAN算法的作用是得出综合指标，综合指标中对应着分部分项类型及清单特征信息，如果有一条新的城市工程项目工程项目线路拟建，比对综合指标对应的分部分项及清单特征信息跟拟建工程项目线路是否匹配，匹配的话，即可辅助预估拟建工程项目线路的造价指标。

其中，步骤S9中，造价模型的选择需要选择相似的工程模型进行识别，具体步骤如下：

步骤S91：输入相似工程识别条件；

步骤S92：采用模糊识别技术选取相似工程：在计算工程造价动态控制目标前，依据造价控制对象的属性，在历史数据样本中筛选相似工程；

步骤S93：采用加权海明距离贴近度公式来计算造价控制的目标工程与历史数据的贴近度；

步骤S94：根据样本数量和样本贴近度确定贴近度阈值，并根据贴近度阈值判断相似工程数量是都满足计算要求，若满足则进入下一步；反之，重新确定贴近度阈值；

步骤S95：通过贴近度阈值和相似工程数量生成相似工程造价序列；

步骤S96：工程造价序列排位越高，则表明工程造价模型越相似。

本实施例的一个具体应用为：

在项目分类中，根据不同分类，有不同的分项，根据施工性质、内容及部位不同：

“房屋建筑与装饰工程”分为土石方工程、地基处理与边坡支护工程；桩基工程；砌筑工程；混凝土及钢筋混凝土工程；金属结构工程；木结构工程；门窗工程；屋面防水工程；保温、隔热、防腐工程；楼地面装饰工程；墙柱面装饰与隔断；幕墙工程；天棚工程；油漆、涂料、裱糊工程；其它装饰工程；拆除工程；措施项目；附属工程。

“机械设备安装工程”分为切削设备安装；锻压设备安装；铸造设备安装；起重设备安装；起重机轨道安装；输送设备安装；电梯安装；风机安装；泵安装；压缩机安装；工业炉安装；煤气发生设备安装、其它机械安装；

“热力设备安装工程”分为中压锅炉本体设备安装；中压锅炉分部试验及试运；中压锅炉除尘装置安装；中压锅炉制粉系统安装；中压锅炉烟、风、煤管道安装；中压锅炉其它辅助设备安装；中压锅炉炉墙砌筑；汽轮发电机本体安装；汽轮发电机辅助设备安装；汽轮发电机附属设备安装；卸煤设备安装；煤场机械设备安装；碎煤设备安装；上煤设备安装；水力冲渣、冲灰设备安装；气力除灰设备安装；化学水预处理系统设备安装；锅炉补给水除盐系统设备安装；凝结水处理系统设备安装；循环水处理系统设备安装；给水、炉水校正处理系统安装；脱硫设备安装；低压锅炉本体设备安装；低压锅炉附属及辅助设备；

“静置设备与工艺金属结构制作安装工程”分为静置设备制作；静置设备安装；工业炉安装；金属油罐制作安装；球形罐组对安装；工艺金属结构制作安装；铝制、铸铁、非金属设备安装；撬块安装；无损检验；气柜制作安装；

“电气设备安装工程”分为变压器安装；配电装置安装；母线安装；控制设备及低压电气安装；蓄电池安装；电机检查接线及调试；滑触线装置安装；电缆安装；防雷及接地装置；10KV以下架空配电线路；配管、配线；照明器具安装；附属工程；电气调整试验；

“建筑智能化工程”分为计算机应用、网络系统工程；综合布线系统工程；建筑设备自动化系统工程；建筑信息综合管理系统；有线电视、卫星接收系统；音频、视频系统工程；安全防范系统工程；程控交换机系统工程；信息引导及发布系统工程；智能灯光控制系统工程；能量计量系统工程；客控管理控制系统工程；车位引导系统工程；酒店门锁系统工程；

“自动化控制仪表安装工程”包括过程检测仪表；显示及调节控制仪表；执行仪表；机械量仪表；过程分析和物性检测仪表；仪表回路模拟试验；安全监测及报警装置；工业计算机安装及调试；仪表管路调试；仪表盘、箱、柜及附件安装；仪表附件安装；

“通风空调工程”包括通风及空调设备及部件制作安装；通风管道制作安装；通风管道部件制作安装；通风工程检测、调试；

“工业管道工程”包括低压管道；中压管道；高压管道；低压管件；中压管件；高压管件；低压阀门；中压阀门；高压阀门；低压法兰；中压法兰；高压法兰；管件制作；管架制作安装；无损探伤与热处理；其他项目制作安装；

“消防工程”包括水灭火系统；气体灭火系统；泡沫灭火系统；火灾自动报警系统；消防系统调试；

“给排水、采暖、燃气工程”包括给排水、采暖、燃气管道；支架及其它；管道附件；卫生器具；供暖器具；采暖、给排水设备；燃气器具及其它；医疗气体设备及附件；采暖、空调水工程系统调试；

“通信设备及线路工程”包括通信设备；移动通信设备工程；通信线路工程。

物料中心：在物料中心材质库里找匹配的材料，并将所选择的材料赋予给模型，让模型具备材料的属性；

物料中心根据品类不同，分为产品、门、窗、单元、吊挂、支架、支吊架；

按照专业分，分为建筑、装饰、室内陈设、通风空调、机械设备、给排水、采暖、燃气、消防、电气设备、刷油、防腐蚀、绝热、以及智能化；

产品又分为：流质、型钢、块料、模板；

流质分为：胶水、剂类、防水、油漆、混凝土、砂浆类、泥类、涂料、腻子、环氧类；

型钢分为：C型钢、H型钢、T型钢、圆钢、工字钢、扁钢、方形空心型钢、无缝钢管、槽钢、矩形空心型钢、等边角钢；

块料分为：其它墙体材料、砖、金属饰面板、木地板、瓦、砌块、罩面板、金属网、弹性地材、防水、石、壁纸、墙布、玻璃、橱柜板、陶瓷、科技饰面板、大理石、马赛克、保温板、静电地板、有机板、木饰面板、镜子、矿棉装饰板、花岗石、岩棉等；

每个分类下面还分成若干个子分类，如胶水，胶水分为401胶水；801建筑胶水；801胶水；硅酮耐候密封胶；PG道路封缝胶；万能胶；云石胶；地板胶；密封胶；建筑胶水；硅酮结构胶；聚氨酯发泡密封胶；聚醋酸乙烯乳液等。

制作模型时，以块料为例，块料包括墙体材料、砖、木地板、金属饰面板、瓦、砌块、罩面板、金属网、弹性地材、防水、石、壁纸、墙布、玻璃、橱柜板、陶瓷、科技饰面板、大理石、马赛克、保温板、静电地板、有机板、木饰面板、镜子、矿棉装饰板、花岗石、岩棉等，本例以大理石为例，说明项目定义功能用法。

首先选择项目定义模块→楼地面装饰工程→块料面层→选择石材楼地面→打开物料中心→在产品栏选择大理石→在大理石分类下找到维纳斯米黄大理石砖（在系统库显示该材料基本信息，如尺寸、材质、防火等级等）→按右键选择安装→显示块料绘制界面。

块料类型：分为块料、复合块料；前者是单一材料，后者是两种以上材料组成的；

绘制方式：分为产品绘制、路径绘制、模型定义；

项目定义可以采用多种绘制方式，如产品绘制、路径绘制、模型定义；产品绘制比较精确，它可以模拟现场实际施工细节，有设计尺寸和网络生成两种方式：

设计尺寸这种方法需要先对参数进行设置，设置参数如下：

物料名称、型号的设置，名称可以从物料中心选取；

横向尺寸的设置，如大理石横向宽度以及等分，宽度可以自定义设置；等分可以针对地面尺寸等分数量；确认大理石横向尺寸；

竖向尺寸设置，如大理石竖向宽度以及等分，竖向高度可以自定义设置；等分可以针对地面尺寸等分数量；确认大理石竖向尺寸；

高度设置，至地面高度，可以设置相对高度数值；

阳角样式设置，总共有五种样式，可以根据需要选择；

纹理方向设置，分为横向、竖向、横竖交替；这些时大理石铺贴方向，可以根据需要选择；

缝设置，可以设置横向缝和纵向缝的宽度；也可选择勾缝材料。

网络生成方法；

网络生成仅需要物料设置、设计尺寸、阳角样式、缝设置；

设计尺寸：直接设置瓷砖的长度和宽度数值，其它与设计尺寸设置相同；

安装完成后，再成版本任务栏有个清单计价功能模块，可以点击输出清单计价报表；

产品绘制和路径绘制是可以给模型定义的，也就是给项目定义，以便输出计价清单，本专利详细介绍模型定义功能。模型定义不需要真正的大理石铺贴，进给予需要铺设位置赋予大理石铺贴的属性就可以，也能快速计算模型的工程量，并进行计算。

值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。