摘要：
随着计算机技术在建筑工程中的广泛应用，实现建筑设计与施工全过程的信息共享有利于建筑工程领域的后续管理，其中，施工图设计与工程造价的一体化是需要解决的关键问题。结合工程实际，通过计算机模拟造价师提取各种工程量的方法，使施工图设计与工程造价在计算机内部实现一体化，以实现建设计划与项目造价的整合，推动人工智能技术在建筑工程中的全面应用。
关键词：
施工图设计；信息共享；建筑工程造价；工程量；一体化
目前，在建设工程领域计算机的应用已经相当普及，但是，在工程实际中，由于大量的衔接工作主要由人工完成，计算机应用并没有完全释放人力，达不到人们期望的高效率。通过计算机模拟造价师提取各种工程量的方法，实现施工图设计与工程造价的一体化，是建筑工程实现“智”造的必由之路。
1工程量自动提取方法
1）公式计算法：依据工程量计算规则输入图纸中的相应数据，通过计算机自动计算，即可生成正确的预算书。这种方法直观、简单、与手工操作类似，缺点是有很大的手动数据输入工作量。2）图形输入法：要求在识图的基础上，人工重新输入各种部件的附图、大小及各种附加特性，然后由系统自动计算，得到工程量清单。但此方法需要重新绘制图纸，实际上却增加了概预算人员的工作量，优点是计算的工程量比较准确。3）面向对象的建模方法：通过定义各种构件对象，在CAD软件组件中直接加入属性参数特征。这种方法使设计结果包含丰富的组件和参数，而不是线，经过解析器对所有参数和组件进行分离，通过计算机识图取代人工识图，从而实现工程量自动计算，推动人工智能技术在建筑工程中的全面应用，整合建设计划与项目概预算，提高对建筑工程质量和效率的管理。此方法要求设计师改变现有的工作习惯。
2不同提取方法的比选与分析
前2种方法虽然都可以自动计算工程量，但并没有实现整个建设项目的劳动信息共享，因为还需要重新输入图纸或数据，人工的重复劳动中断了系统一体化进程。相对而言，方法3）较有效地释放了计算机应用的智能空间，是走向施工图设计与工程造价一体化的有效途径。根据不同的内容和作用，一套完整的施工图纸包含建筑、结构和安装施工图纸3大类，明确设计内容及各类施工计划相互之间的作用与联系，是计算工程造价的最基本要求。正因为施工图具有实形性、封闭性、连续性和视图尺寸协调性的特征，根据这些特征可以抽取到施工图的语意，这就为施工图理解提供了现实可能性。在CAD图中，表达建筑物目标物理特性的完整数据反映在矢量图形和标签中，通过使用图形识别技术对这些数据进行适当处理，可以自动提取DWG图形的工程量数据。常用的CAD施工图的特征在于实体对象的不同类型，通过这些实体对象的相互补充形成了完整的施工图。造价人员的主要工作就是根据需要，并结合自己的经验，将这些特征实体作为一个整体来直接提取他们所需的数据，从而快速计算工程量。由于计算机不可能像人一样直接访问整个工程数据，因此，为了对计算机附图实现有效的识别，施工图纸必须对基本图层元素如图形元素、尺寸标注和文字符号等进行有效地细化分类[1-2]。图形元素是工程图纸表达建筑物功能属性的主要元素，由点、线、弧和连通域等构成，主要表达基础、地面、顶面、墙面、屋面以及其他节点等。而尺寸标注主要用来反映实体的有效数据和几何形状，包括线性尺寸、角度、圆弧尺寸等，其中最重要和常见的是线性尺寸。文字符号包括文字说明和注释等，这些符号简明的表明了材料、大小和类型等。在这些建筑图纸中，可以通过项目字符特征很容易地获得相关信息的数量和特定含义。如在矢量图中，与图形识别相比，字符识别模式就更显简单容易，因此，对字符的特征识别是一种实现自动提取的方便有效的方式[3]。工程造价计算过程中，最基本的方法是统筹法，其主要原理是利用线面几何共享的数据布局，通过基数连续计算，尽量做到一数多用，避免重复劳动，简化计算过程。例如：在基础工程量的提取过程中，基础中心轴线的抽取、内外墙中心线的识别和底层建筑面积的计算是计算机首先要识别和抽取的主要数据。其他所需工程量数据则可通过统筹算法在这些数据的基础上进行适当增减实现。
3一体化系统模式
3.1系统总体结构
施工图设计与工程造价一体化系统的基本模式包括：智能学习子系统、自动提取工程量子系统、概预算编制子系统以及数据库子系统。
3.2智能学习子系统
智能学习子系统的核心功能模块是知识更新组织，它是整个系统的维护、扩展和改善机体，具有强大的生命力，通过在原有知识的基础上，对新知识进行预定义的规则，实现对知识基础的修改、扩大和更新。为了提取到有用的知识，知识更新组织可以通过对知识库中的相关模式和规则自动调用，以及对不熟悉或类似信息的再加工来实现，另外还可以直接从用户界面，进行智能学习系统的交互学习。有些信息系统不要求用户协助就可以自己在系统内部完成，有些则需要用户通过辅助识别对知识库中的知识进行补充存储。
3.3自动提取工程量子系统
依据知识库中的相关识别规定，模拟造价师对施工图的识图过程是工程量自动提取子系统的核心功能模块。建筑概预算的工程量分类是模块功能细化的依据，通过这个模块的详细功能就可以实现对各类工程量的自动提取，从而实现计算机自动识别图像和计算工程量。推理和识别组成了此模块工作的2个方面，因为施工图通常通过平、立、剖面的投影视图来体现建筑物不同功能部件的形状信息，因此，推理各相关图纸之间的关联是不可避免的。
3.4概预算编制子系统
自动提取工程量操作完成后，进入概预算编制子系统，其主要功能是把定额库中的定额数据自动与工程量数据进行合理匹配，编制和输出工程造价报告，并将所有结果进行存储。
3.5数据库子系统
数据库子系统包括知识库、汇总数据库和定额库等。知识库是系统的大脑，系统在运行过程中，作为整个系统的数据库的核心，计算和推理工作数据时，知识库会约束和指导整个系统的运行。知识库中系统的模块被称作知识，主要包括推理识别、学习规则和实体参照模型等3类。工程量自动提取子系统在进行参数提取时需要用到参数搜索规则、推理算式和模式识别法则等的集合，即推理识别；知识更新组织进行更新时所遵循的方式、方法则是学习规则；建筑物功能部件的实体图形与符号等自动提取工程量时的参照模式叫实体参照模型，依据实体图形、符号等参数模型可以直接实现工程量相关信息的搜索，在面对新的参数组合时，还可以减少系统推理识别的工作量。汇总数据库是一个动态的数据存储机构，存储有原始施工图、工程量计算基础数据、概预算报表等各种原始数据、中间数据和结果数据。国家和各级地区的定额数据都存储在定额库中，定额库科学管理了各级各种类的定额。定额库数据的维护工作由知识更新组织执行。
4结语
在建筑工程方面，计算机技术的发展和应用引发了建筑领域的重大变动，建筑工程生产的效率和质量也随之提高，但距离达到信息化集成的目标还是相当的远。设计图纸是工程造价数据的主要来源，在施工图设计与工程造价之间存在着非常密切的信息流动，造价人员提取工程量数据的工作将设计和造价2个独立的工作连接了起来。但是由于人工的大量参与，使本来可以直接在计算机系统内部实现共享的信息却不能真正的实现。本研究提出，通过计算机模拟造价师提取各种工程量的方法，使施工图设计与工程造价可以在计算机内部实现一体化。在目前情况下，人工识别施工图被计算机自动提取工程量取代，已经随着BIM技术的问世取得了一定的进展，因此，以面向对象的建模方法无疑是实现施工图设计与工程造价一体化的有效途径，尽管还有很多不完善的地方需要学者和专家共同分析研究和探索。
作者：王云峰 姚黎明 帅朝晖 单位：浙江大学建筑设计研究院有限公司
〖参考文献〗
[1]刘晓冰,高天一.CAD技术的发展趋势及主流软件产品[J].中国制造业信息化,2013(1):41-45.
[2]马成松.工程设计的发展趋势[J].四川建筑科学研究,2000(2):69-70.
[3]刘兴伟,殷国富,罗阳.工程扫描图中字符识别方法的研究[J].机械,2001(1):28-30.
