顧欣，易豪，徐淑珍，樂(lè)亮

（1.工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣州511300；2.天訊瑞達(dá)通信技術(shù)有限公司，廣州510623）

1 BIM技術(shù)

1.1 背景

BIM的全稱(chēng)是building information modeling，意思是建筑信息模型，最早BIM一詞來(lái)源于美國(guó)歐特克公司的虛擬建筑概念，2002年，美國(guó)奔特利公司提出了Signal Building Information。隨著B(niǎo)IM技術(shù)逐漸在我國(guó)發(fā)展起來(lái)，我國(guó)在《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)中也給出了相應(yīng)的定義，總結(jié)起來(lái)即，BIM是建筑全生命周期過(guò)程中對(duì)物理信息、地理信息、建筑屬性、功能特性以及工料等信息的數(shù)字化模型，其中，建筑全生命周期包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)以及維護(hù)等階段。

隨著B(niǎo)IM技術(shù)在我國(guó)越來(lái)越得到廣泛應(yīng)用，逐步出臺(tái)了不少關(guān)于BIM的政策和標(biāo)準(zhǔn)，在這樣的大背景下，為了推動(dòng)建筑行業(yè)發(fā)展，全國(guó)多個(gè)省市已經(jīng)開(kāi)展BIM技術(shù)試點(diǎn)工作，如：上海迪士尼和中心大廈、北京大興機(jī)場(chǎng)等多個(gè)大型項(xiàng)目都在工程設(shè)計(jì)和實(shí)施階段采用了BIM技術(shù)[1]。實(shí)際過(guò)程中應(yīng)用了BIM技術(shù)的建筑項(xiàng)目為我國(guó)BIM技術(shù)的深入發(fā)展提供了強(qiáng)有力的經(jīng)驗(yàn)支持。

1.2 BIM技術(shù)特性

BIM技術(shù)有力地幫助工程建設(shè)項(xiàng)目從粗放式、低技術(shù)含量向精細(xì)化、現(xiàn)代化方向改進(jìn)，BIM具有許多技術(shù)特性，它具有操作可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性共5個(gè)優(yōu)勢(shì)[2-5]。

（1）操作可視化。設(shè)計(jì)人員根據(jù)想象和經(jīng)驗(yàn)繪制圖紙，圖紙或多或少與實(shí)際存在差異，而實(shí)施人員只能按圖索驥，難免有差錯(cuò)，在這種情況下，工程質(zhì)量和安全都會(huì)受到影響，已不能滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展對(duì)建筑業(yè)的要求。而與之相反，BIM技術(shù)卻能將建筑工程中的各種信息進(jìn)行參數(shù)化，并通過(guò)三維數(shù)字化技術(shù)將建筑模型顯現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)模擬現(xiàn)實(shí)、可視化方式展示，使實(shí)施人員更清晰明了。

（2）協(xié)調(diào)性。建筑工程管理中涉及多個(gè)重要環(huán)節(jié)、重要節(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵路徑等，而需要高效的協(xié)調(diào)性才會(huì)使得建筑工程順利完成，出現(xiàn)問(wèn)題能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并有效解決。但是，在傳統(tǒng)管理模式下設(shè)計(jì)工程圖紙時(shí)，由于各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)師之間信息不對(duì)稱(chēng)，會(huì)出現(xiàn)各種各樣的碰撞問(wèn)題，而通過(guò)BIM技術(shù)，可在建造建筑物之前，預(yù)見(jiàn)碰撞問(wèn)題，并根據(jù)碰撞圖紙得出協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)以解決相關(guān)問(wèn)題。

（3）模擬性。在傳統(tǒng)模式下，圖紙只能在紙面考慮，但是不能進(jìn)行實(shí)際操作，如節(jié)能模擬、日照模擬、碰撞試驗(yàn)、緊急疏散等，這就可能會(huì)造成施工過(guò)程中出現(xiàn)碰撞，進(jìn)而造成返工、二次搬運(yùn)等問(wèn)題，但是通過(guò)采用BIM技術(shù)，不僅可以開(kāi)展碰撞、節(jié)能、日照等模擬實(shí)驗(yàn)，而且利用模擬結(jié)果修改完善設(shè)計(jì)圖紙和施工方案。

（4）優(yōu)化性。BIM模型是利用BIM技術(shù)對(duì)幾何信息、設(shè)計(jì)信息、施工信息、維護(hù)信息等建筑信息的應(yīng)用。設(shè)計(jì)信息一般包括建筑材料名、結(jié)構(gòu)屬性、工料、拓?fù)潢P(guān)系等，施工信息一般包括工作時(shí)序、進(jìn)度控制、質(zhì)量控制及材料消耗等，維護(hù)信息包括了安全參數(shù)、材料屬性等，而B(niǎo)IM技術(shù)提供了各種優(yōu)化工具為復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，模型中的對(duì)象是能被標(biāo)記，能被識(shí)別，且屬性之間可以相互關(guān)聯(lián)，模型中的信息能被統(tǒng)計(jì)和分析，并形成對(duì)應(yīng)圖紙和文檔。當(dāng)模型中某對(duì)象的屬性發(fā)生改變，與其關(guān)聯(lián)的所有數(shù)據(jù)都會(huì)統(tǒng)一更新。

（5）可出圖性。設(shè)計(jì)人員繪制傳統(tǒng)圖紙時(shí)，僅繪制設(shè)計(jì)圖和構(gòu)件圖，而B(niǎo)IM技術(shù)不僅能繪制傳統(tǒng)圖紙，還能模擬和優(yōu)化建筑物，并進(jìn)行可視化展示，然后再根據(jù)調(diào)整結(jié)果繪制各類(lèi)圖紙及優(yōu)化圖紙，使得工程項(xiàng)目更加準(zhǔn)確和詳盡。

BIM技術(shù)的系統(tǒng)性思維方式和信息化管理模式，有力地幫助工程建設(shè)項(xiàng)目從粗放式、低技術(shù)含量向精細(xì)化、現(xiàn)代化方向改進(jìn)，其應(yīng)用推廣的意義不僅僅是在高端、大型項(xiàng)目中解決難點(diǎn)、重點(diǎn)問(wèn)題，更在于常規(guī)項(xiàng)目中普及使用，進(jìn)而提升整個(gè)行業(yè)的技術(shù)水平。

2 BIM數(shù)據(jù)安全需求

建筑行業(yè)包羅萬(wàn)象，具有如下特點(diǎn)：

（1）建筑過(guò)程具有多階段特點(diǎn)。一般情況，建筑過(guò)程階段主要包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)維等階段，各階段仍可以細(xì)分各個(gè)子階段，設(shè)計(jì)階段可能有規(guī)劃設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)、前期設(shè)計(jì)、實(shí)施設(shè)計(jì)等，實(shí)施階段可能有灌注施工、裝潢施工等，子階段劃分與項(xiàng)目實(shí)際實(shí)施情況有關(guān)。

（2）涉及相關(guān)方眾多。建筑全生命周期涉及到業(yè)主方、實(shí)施方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方、運(yùn)維方、運(yùn)營(yíng)方等相關(guān)方，而且同一類(lèi)相關(guān)方可能有多個(gè)具體單位參與，而各個(gè)參與方所掌握的信息數(shù)據(jù)要進(jìn)行信息傳遞、數(shù)據(jù)交換共享等。

（3）具有專(zhuān)業(yè)廣的特點(diǎn)。建筑全生命周期中可能涉及的縱向?qū)I(yè)有結(jié)構(gòu)、力學(xué)、給排水、電路、暖通、燃?xì)?、空調(diào)等，橫向?qū)I(yè)有項(xiàng)目管理、監(jiān)理、運(yùn)維管理等。而各專(zhuān)業(yè)間工作不是獨(dú)立的，是相互制約和互相配合的，這就意味著建筑數(shù)據(jù)要能進(jìn)行共享。

基于建筑行業(yè)的特點(diǎn)，BIM數(shù)據(jù)在傳遞、共享、交換、處理等過(guò)程中要得到安全保障。所以，數(shù)據(jù)是BIM技術(shù)的核心，而安全是數(shù)據(jù)的核心。

3 BIM數(shù)據(jù)安全評(píng)估體系

3.1 評(píng)估指標(biāo)

建立BIM數(shù)據(jù)安全評(píng)估指標(biāo)十分重要，一般評(píng)估指標(biāo)需要遵循科學(xué)性、可行性、準(zhǔn)確性、全面性等原則，因此評(píng)估過(guò)程中，每個(gè)評(píng)估指標(biāo)都需要客觀公正評(píng)估?；趯?duì)BIM技術(shù)特性和數(shù)據(jù)安全效果的結(jié)合，建立了適用于BIM數(shù)據(jù)安全評(píng)估指標(biāo)體系。

BIM數(shù)據(jù)安全評(píng)估指標(biāo)體系從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)銷(xiāo)毀共6個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，包含6個(gè)一級(jí)指標(biāo)，14個(gè)二級(jí)指標(biāo)，三級(jí)指標(biāo)為具體評(píng)估要點(diǎn)，共34項(xiàng)。前兩級(jí)指標(biāo)體系如圖1所示。

圖1 BIM數(shù)據(jù)安全評(píng)估指標(biāo)體系

整個(gè)評(píng)估體系分為3個(gè)層次，第1層次為最終的評(píng)估結(jié)果，第2層次為6個(gè)主要的影響安全層面：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)銷(xiāo)毀，第3層次又將不同的安全層面細(xì)分為安全控制點(diǎn)來(lái)進(jìn)一步分析。

3.1.1 數(shù)據(jù)采集安全

BIM數(shù)據(jù)采集是BIM系統(tǒng)中新產(chǎn)生數(shù)據(jù)，以及從外部關(guān)聯(lián)系統(tǒng)收集匯總的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集安全包括數(shù)據(jù)分類(lèi)分級(jí)、安全管理、數(shù)據(jù)源記錄。具體指標(biāo)內(nèi)容如表1所示。

表1數(shù)據(jù)采集安全指標(biāo)

3.1.2 數(shù)據(jù)傳輸安全

BIM數(shù)據(jù)傳輸是數(shù)據(jù)從一端傳輸?shù)搅硪欢说碾A段，要采用強(qiáng)加密（非弱加密算法）保護(hù)措施，保證傳輸鏈路和傳輸數(shù)據(jù)安全，避免數(shù)據(jù)泄露帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。BIM數(shù)據(jù)傳輸安全包括傳輸加密性、傳輸完整性。具體指標(biāo)內(nèi)容如表2所示。

表2數(shù)據(jù)傳輸安全指標(biāo)

3.1.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全

BIM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是BIM數(shù)據(jù)以任何數(shù)字格式進(jìn)行存儲(chǔ)的情況，BIM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全包括存儲(chǔ)介質(zhì)安全、邏輯存儲(chǔ)安全、數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)。具體指標(biāo)內(nèi)容如表3所示。

表3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全指標(biāo)

3.1.4 數(shù)據(jù)處理安全

BIM數(shù)據(jù)處理是對(duì)內(nèi)部建筑數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析、可視化等操作階段。BIM數(shù)據(jù)處理安全包括數(shù)據(jù)環(huán)境安全、輸入輸出安全。具體指標(biāo)內(nèi)容如表4所示。

表4數(shù)據(jù)處理安全指標(biāo)

3.1.5 數(shù)據(jù)交換安全

BIM數(shù)據(jù)共享是通過(guò)對(duì)外部系統(tǒng)、相關(guān)產(chǎn)品或合作單位等相關(guān)方提供BIM數(shù)據(jù)或交換數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)共享過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)控制。一般BIM數(shù)據(jù)需要業(yè)主單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、施工單位等多方互相共享。具體指標(biāo)內(nèi)容見(jiàn)如表5所示。

表5數(shù)據(jù)交換安全指標(biāo)

3.1.6 數(shù)據(jù)銷(xiāo)毀安全

數(shù)據(jù)銷(xiāo)毀是采用安全措施及手段對(duì)數(shù)據(jù)及存儲(chǔ)載體進(jìn)行徹底刪除，并確保不能利用其他手段恢復(fù)。BIM數(shù)據(jù)銷(xiāo)毀安全包括數(shù)據(jù)銷(xiāo)毀、存儲(chǔ)載體銷(xiāo)毀。具體指標(biāo)內(nèi)容如表6所示。

表6數(shù)據(jù)銷(xiāo)毀安全指標(biāo)

3.2 評(píng)估模型

本節(jié)在考慮上述建立的BIM數(shù)據(jù)的安全評(píng)估指標(biāo)的基礎(chǔ)上，建立BIM數(shù)據(jù)安全評(píng)估模型[8]。

（1）參數(shù)集合

pi：安全層面集合

uj：安全控制點(diǎn)集合

wj：指標(biāo)權(quán)重集合

xj：指標(biāo)得分集合

dj：?jiǎn)栴}嚴(yán)重程度值

（2）各層面得分

（3）條件約束

代表某一安全層面分值情況，S代表BIM數(shù)據(jù)安全指標(biāo)體系得分。

3.3 結(jié)果判定

結(jié)合評(píng)估模型，根據(jù)符合性判別依據(jù)給出綜合評(píng)判結(jié)論。

當(dāng)所有測(cè)評(píng)指標(biāo)得分均為滿分5分時(shí)，BIM數(shù)據(jù)的安全評(píng)估得分為100分。當(dāng)指標(biāo)得分為0分的個(gè)數(shù)不多于20個(gè)時(shí)，BIM數(shù)據(jù)的安全評(píng)估得分根據(jù)公式（1）計(jì)算，當(dāng)指標(biāo)得分為0分的個(gè)數(shù)多于20個(gè)時(shí)，BIM數(shù)據(jù)的安全評(píng)估得分根據(jù)公式（2）計(jì)算。最終，計(jì)算指標(biāo)體系得分不低于60分，則評(píng)估結(jié)果為通過(guò)，計(jì)算指標(biāo)體系得分少于60分，則評(píng)估結(jié)果為不通過(guò)。

4 結(jié)語(yǔ)

BIM數(shù)據(jù)安全防范仍處于初步階段，并且較多地停留在理論與傳統(tǒng)信息安全之上，而且BIM數(shù)據(jù)的安全性從設(shè)計(jì)研究到實(shí)施涉及到多方面，本文針對(duì)BIM數(shù)據(jù)安全提出了數(shù)據(jù)安全需求、指標(biāo)體系和評(píng)估模型、評(píng)估結(jié)果判斷等內(nèi)容，后續(xù)還有待進(jìn)一步深入研究，可以從以下兩個(gè)方面展開(kāi)：

（1）針對(duì)BIM技術(shù)特性，擴(kuò)充針對(duì)BIM技術(shù)特性的數(shù)據(jù)安全指標(biāo)體系。

（2）數(shù)據(jù)安全僅僅是BIM技術(shù)安全中的一部分，BIM技術(shù)安全不是一個(gè)孤立的部分，應(yīng)該與BIM企業(yè)，BIM質(zhì)量特性等相結(jié)合，BIM技術(shù)安全在BIM系統(tǒng)中如何與其他質(zhì)量特性相互補(bǔ)充，同樣需要進(jìn)一步研究。