1.3 BIM标准化
1.3.1 BIM标准的类型
BIM标准，即建筑信息模型标准。这个标准不仅应该包含数据模型传递的数据格式标准以及模型中各构件的命名，还应包括不同参与方之间交付传递数据的细度、深度、内容与格式等的规定。
BIM标准目前在国际上主要分为两类：一类是由ISO等认证的相关行业数据标准，另一类是各个国家针对本国建筑业发展情况制定的BIM标准。
（1）行业数据标准 行业数据标准主要分为IFC、IDM和IFD三类（表1-1），这是实现BIM价值的三大支撑技术。
表1-1 IFC/IDM/IFD标准分类
（2）国家BIM标准 随着BIM标准的发展，各国都开始了制定适合本国的BIM标准的探索。下面详细叙述现阶段国内外BIM标准的发展现状。
1.3.2 国内外BIM标准发展现状
1.国外BIM标准的发展
美国走在BIM标准编制的最前沿。早在2007年，美国就基于IFC标准制定了NBIMS （National Building Information Model Standard），这套标准是一套完整的具有指导性和规范性的BIM标准，规定了基于IFC数据格式的建筑信息模型在不同行业之间信息交互的要求，而在2012发布的第2版NBIMS标准拓展了BIM参考标准、信息交换标准与指南和应用三大部分。这两个版本的标准虽然为编制BIM标准提供了很好指导思路，但均未实现到操作层面上。
英国成立了由多家设计与施工企业组成的标准“AEC（UK）BIM”项目委员会，该委员会于2009年制定的“AEC（UK）BIM Standard”成为英国全行业的推荐标准。除此以外，英国还针对Autodesk Revit和Bentley Building两款软件发布了具有很强社会实践性的BIM使用标准。其他欧洲国家如芬兰、挪威、丹麦、德国也相继发布了BIM使用标准，其中芬兰于2007年发布的使用要求囊括了建筑、机电、结构、可视化、基本质量等模块，是涉及范围较为广泛的BIM标准。
一些亚洲国家在BIM标准的发展上也展现了迅猛的势头。韩国将BIM技术的发展上升到政府层面，多家政府机构相继发布了具有指导意义的BIM标准。日本政府对于建筑信息规范化的起步非常早，早在1995年就颁布了法规限制建筑信息在行业内规范化流通。并颁布了CALS/EC（Continuous Acquisition and Lifecycle Support/Electronic Commerce）标准，该标准包括了建设领域信息化框架等一系列准则和操作规范。表1-2为近年来各国颁布的BIM标准。
表1-2 近年来各国颁布的BIM标准
（续）
2.国内BIM标准的发展
在过去的几年中，我国BIM发展迅速，随着众多的高等院校、设计与施工单位等开始投入到BIM的研究中，国家也意识到颁布BIM标准的重要性，并逐渐开始制定并完善这一行业标准。
2009年，清华大学与相关机构共同开展了中国BIM标准课题的研究，在欧特克中国研究院（ACRD）的全程支持与协作下，于2010年参考NBIMS提出了中国建筑信息模型标准框架CBIMS （China Building Information Model Standard）。如图1-1所示，该BIM标准融合技术与应用标准，将国际BIM标准三大支撑体系本土化，框架中的解决方案主要是为了解决构件资源数字化问题，使用指南则是为建模和制作构件提供相应的参考标准。但这个框架对于具体的数据存储标准、流程标准尚未有定义。BIM标准的落地仅仅依靠此框架体系远远不够。
表1-3列出了我国近年来颁布的关于BIM建设的规定。基于上述我国BIM的研究现状，可以看出对于BIM标准的研究已经开始了逐渐深入的探索，但仍处于初级阶段。
图1-1 中国建筑信息模型标准框架CBIMS
表1-3 我国近年来颁布的关于BIM建设的规定
1.3.3 BIM标准的基本框架体系
中国BIM发展联盟、国家以及地方政府针对各个专业发布了数十部信息交换技术标准，但大多都各自为政，互不通用，甚至互相矛盾。这与BIM标准的体系不相符合。
对于框架体系的研究，我国也已经开始了一些探索，清华大学提出的CBIMS将BIM标准划分为三个层级（图1-2）。他们认为，仅仅依靠国家层面的应用标准是无法支撑整个BIM标准体系的发展的，BIM标准体系的发展又必须紧扣行业、企业和地方标准。因此，BIM标准体系应包含多个层次，上至国家标准，下至企业标准。在不同的层级上制定具体的标准，使国家标准指导行业、企业标准的实施，最终依靠企业实施标准促进BIM标准的落地。
图1-2 CBIMS将BIM标准划分为三个层级
《建筑工程信息模型应用统一标准》从专业角度出发，根据数据的流动方向，将BIM划分为专业BIM、阶段BIM（包括工程规划、勘察与设计、施工、运维阶段）和项目BIM或全生命期BIM三个层次（图1-3）。根据建筑过程将BIM标准逐步细化为几个阶段，通过研究各阶段内数据所需的BIM标准，分析各阶段数据对接上下游阶段所需的数据类型，目标为将现有BIM国家标准真正落实到应用层面。
实际建筑工程项目中涉及的数据体系一般都非常庞大，对所有数据笼统地进行单一规范不足以满足实践中不同层级的数据的具体要求，因此还需要制定总体的BIM框架，并对框架下的每个单元定制与其匹配的细节化标准和规范。最终形成一个相互联系却又不失层次性的系统框架体系，才能真正将BIM标准的应用落到实处，使数据在上下游达到无障碍流通。
图1-3 《建筑工程信息模型应用统一标准》BIM标准系统框架
1.3.4 BIM构件标准化
构件是BIM模型的最小单位，而BIM构件标准化是BIM标准化的最小单位。想要理解BIM构件标准化的概念首先要理解构件的含义。
1. BIM构件的概念
构件最初是描述机械运动的整体系统，具体定义为：其是相互之间能做相对运动的物体，是运动的单元体。一个构件可以是不能拆开的单一整体，也可以是相互之间不能做相对运动的物体组成的刚性体。
在基于BIM技术的三维设计中，构件的定义可以引申为：具有至少一项功能的一个单元体，可以是单一实体，也可以是由几个完成辅助功能实体组合而成的集合体。不同的构件可以组合在一起，实现系统中某几项功能，形成组合件。
BIM构件是整个BIM模型中可以更换的实体组成部分，它具有不可替代的特定功能，符合整个BIM模型的接口标准，并能够与其他组成部分实现组装，最终由不同构件组成BIM模型。同时，它还具有以下特点：
1）复用性：BIM构件能够在不同的建设项目中重复使用，包括但不限于参数定义的复用、建模方法的复用以及信息属性的复用。
2）可拓展性：BIM构件能够通过改变参数值、改变平台环境、改变信息属性的形式变化为其他类型的构件。可拓展性也是BIM构件实现复用性的必要条件。
3）独立性：BIM构件能够独立实现建筑功能，并具备独立的建筑信息。
4）可连接性：BIM构件不是独立于BIM模型中，可以实现连接与组装。
2. BIM构件标准化
BIM构件标准化是实现BIM标准化的重要一环，也是实现BIM标准化的最小单元。对于符合标准化条件下的BIM构件，可以从以下几方面进行理解：
1）构件的信息属性符合BIM标准的技术规范要求。
2）构件符合BIM标准化构件库的入库要求。
3）构件包含全部的建筑信息，并且构件信息具有统一的属性要求。
4）构件能够在同一平台的不同工程项目中协同应用。
1.3.5 公路工程BIM构件标准化
目前，我国针对建筑行业的BIM标准较多，而针对交通工程，特别是公路工程的标准规范还相对较少。但公路工程BIM标准化建设无论从国内建筑业发展大方向还是行业内角度上来说都很有必要。从国内大环境来说，建设不同行业标准构件库也是BIM标准框架体系中的重要一环，符合用BIM技术提升我国生产建设效率的基本理念。从行业内角度来说，推广BIM技术在公路工程中的应用是交通行业未来的发展方向，而针对公路工程制定BIM标准也是实现BIM技术在全行业范围内应用的必然进程。
公路工程BIM构件标准化也是我国BIM标准框架体系的一部分，通过制定公路工程BIM标准可以填补我国BIM技术在公路领域的应用标准空白，丰富BIM标准化体系，加快我国工程建设各阶段BIM技术的发展步伐。针对公路专业的特征定制的公路工程标准化构件，编制的公路专业BIM构件专用模板，创建的公路专业构件库可以作为数据资源库，在后续的项目中只需更改少量参数就可重复利用，可大量缩短工作时间，减少工作量，提高建模效率。依靠目前BIM技术的发展现状提供的技术支持条件来看，公路工程BIM构件标准化至少可以完成以下几项目标：
1）构建公路工程BIM标准化构件库。
2）详细介绍公路工程BIM标准化构件创造方法，提供公路工程BIM构件标准化创建模板。
3）为我国公路工程BIM标准化的建立做出进一步的探索。
4）通过对创建的BIM标准化构件在工程中进行实证与应用，为后续公路工程BIM构件标准化提供一种思路。