Raum-zeitliche Anfragesprache für die Prüfung und Analyse von 4D-Bauwerksmodellen

Source Code auf: https://github.com/SimonDaum/QL4BIM.git

QL4BIMsystem

Ein Building Information Model (BIM) beinhaltet komplexe Datenstrukturen zur Beschreibung von semantischen und räumlichen Informationen. Dieses umfasst Daten über Bauteile, ihre Geometrie und ihre gegenseitigen Beziehungen. Neben dieser grundlegenden Modellierung ermöglicht die Einbeziehung von geplanten Einbauzeiten die Abbildung des Bauablaufes: Das Gebäudemodell wird zum 4D-BIM. Dieser Container dient den Beteiligten des Planungs- und Bauprozesses als Datengrundlage. Um die effiziente Verarbeitung und Analyse von 4D-BIMs trotz ihrer Komplexität und Datenmenge zu ermöglichen, entwickelt der Lehrstuhl für Computergestützte Modellierung und Simulation hierfür mit QL4BIM eine spezifische Anfragesprache.

Die in Gebäudemodellen enthaltenen Daten besitzen einen starken Raum- und Zeitbezug. Die aktuell eingesetzten Technologien in BIM ermöglicht hingegen lediglich eine Selektion und Analyse durch einfache textuelle und numerische Auswertung. Höherwertige Operatoren, angepasst an die in BIM enthaltenen Inhalte und Strukturen erlauben einen effizienteren Umgang mit Gebäudemodellen. Daher umfasst QL4BIM neu entwickelte, domain-spezifische Operatoren für Topologie-, Richtungs-, und Zeitauswertung.

QL4BIMops

Die Analyse von detailreichen, dreidimensionalen Modellen ist rechenintensiv und kann sich damit negativ auf die Reaktionsfähigkeit eines Analysesystems auswirken. Um eine effiziente, räumliche Auswertung trotz detaillierter Geometrierepräsentation und einer hohen Anzahl an Bauelementen zu erreichen, nutzt QL4BIM optimierte, geometrische Algorithmen und räumliche Indizierungstechniken.

QL4BIMimpl

Die Mehrheit gängiger Anfragesprachen ermöglicht eine rein textuelle Eingabe. Um die Akzeptanz von QL4BIM beim Endanwender zu gewährleisten, sieht das entwickelte Konzept neben einer textuellen Eingabe auch die Möglichkeit vor, Anfragen durch graphische Notation aufzustellen. Hierbei werden visualisierte Datenquellen, Operatoren und Datensenken über Schnittstellen miteinander in Beziehung gebracht.

Beispiel einer QL4BIM Anfrage in der textuellen und der visuellen Notation: „Selektiere Paare aus Deckenplatte und Wand. Dabei sollen nur Paare berücksichtigt werden in denen sich Deckenplatte und Wand berühren und sich die Wand komplett unterhalb der Deckenplatte befindet.“

 QL4BIMsample

Veröffentlichungen

▪  Sacks, Rafael; Kedar, Amir; Borrmann, André; Ma, Ling; Brilakis, Ioannis; Hüthwohl, Philipp; Daum, Simon; Kattel, Uri; Yosef, Raz; Liebich, Thomas; Barutcu, Burcu Esen; Muhic, Sergej:
SeeBridge as next generation bridge inspection: Overview, Information Delivery Manual and Model View Definition
Automation in Construction 90, pp. 134-145, 2018
DOI: 10.1016/j.autcon.2018.02.033

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▪  Preidel, C.; Daum, S.; Borrmann, A.:
Data retrieval from building information models based on visual programming
Visualization in Engineering 5 (18), pp. 1-14, 2017
DOI: https://doi.org/10.1186/s40327-017-0055-0

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▪  Sacks, R.; Ma, L.; Yosef, R.; Borrmann, A.; Daum, S.; Kattel, U.:
Semantic Enrichment for Building Information Modeling: Procedure for Compiling Inference Rules and Operators for Complex Geometry
Journal of Computing in Civil Engineering Vol. 31 (Issue 6 (November 2017)), 2017

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▪  Daum, S.; Borrmann, A.; Kolbe, T. H.:
A Spatio-Semantic Query Language for the Integrated Analysis of City Models and Building Information Models
In: Abdul-Rahman, A. (Eds): Advances in 3D Geoinformation, Springer International Publishing, 2016

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▪  Braun, A.; Vilgertshofer, S.; Daum, S.:
Automatisierte Prozessneugenerierung basierend auf Ergebnissen aus der Baufortschrittskontrolle
In: Proc. of the 28th Forum Bauinformatik, Hannover, Germany, 2016

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▪  Daum, S.; Borrmann, A.:
Enhanced Differencing and Merging of IFC Data by Processing Spatial, Semantic and Relational Model Aspects
In: Proc. of the 23rd International Workshop of the European Group for Intelligent Computing in Engineering, Kraków, Poland, 2016

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▪  Daum, S.; Vilgertshofer, S.; Braun, A.:
Service-basierte Analyse von Bauwerksmodellen: der QL4BIM Server
In: Proc. des 27. Forum Bauinformatik, Aachen, Germany, 2015

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▪  Daum, S.; Borrmann, A.:
Simplifying the Analysis of Building Information Models Using tQL4BIM and vQL4BIM
In: Proc. of the EG-ICE 2015, Eindhoven, The Netherlands, 2015

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▪  Daum, S.; Borrmann, A.:
Processing of Topological BIM Queries using Boundary Representation Based Methods
Advanced Engineering Informatics 28 (4), pp. 272–286, 2014
DOI: 10.1016/j.aei.2014.06.001

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▪  Daum, S.; Borrmann, A.; Langenhan, C.; Petzold, F.:
Automated generation of building fingerprints using a spatio-semantic query language for building information models
In: eWork and eBusiness in Architecture, Engineering and Construction: ECPPM 2014, Vienna, Austria, 2014

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