基于知识图谱的建筑领域BIM研究可视化分析_王会.pdf
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1、第 35 卷第 4 期建筑信息模型(Building Information Modeling,简称 BIM)因具有可视化、协调性、模拟性、优化性以及可出图性的特点,能显著提高项目的设计、施工以及运营维护效率,在工程界掀起了 BIM 应用研究热潮。任娇等1结合某地下车库具体案例,在施工阶段应用BIM 技术进行了管线综合优化分析、复杂节点可视化交底、竖向净高优化、协同平台管理,通过应用BIM 技术提高施工质量,取得很好的经济效益。赵洪岩等2结合某城市公共服务项目建设,在施工全过程中引入 BIM 技术,探讨 BIM 技术在施工前期的深化设计与施工模拟、施工过程中工程计量与进度管理、后期竣工结算管理
2、等方面的具体应用,为项目全过程应用 BIM 技术提供借鉴。吴奇3通过对近年来国内学者对 BIM 研究成果的汇总梳理,分析了我国的 BIM研究现状,识别了阻碍 BIM 技术发展推广的关键原因。林佳瑞等4利用文本分析手段,对 20132017 年间 BIM 相关政策发布的地区演变、政策融合、发展趋势进行了分析研究,提出 BIM 政策已从最初的应用与推广阶段发展到多政策融合的全面发展阶段,未来BIM 将与装配式建筑、大数据以及物联网等相关技术深入融合,助力建筑业转型升级和健康发展。综观现有研究成果,BIM 技术在建筑领域的研究内容分布广泛,已形成完善的理论体系并创造了较高的工程效益,但是定性、定量地
3、研究 BIM 发展脉络和未来发展趋势的研究较少。基于此,笔者以中国知网核心数据库为基础,运用 CiteSpace 软件从发文数量分布、文献作者、发文机构以及核心关键词等方面进行可视化图谱分析,展现建筑领域 BIM 研究的时空分布、前沿热点及其演化趋势,以期为 BIM 技术的理论研究和实践探索提供参考和指导。1数据来源与研究方法1.1数据来源为保证数据研究的时效性、准确性和代表性,选用中国知网(CNKI)作为文献检索来源,在检索框中输入主题词为“建筑”并含“BIM”或“建筑”并含“信息化”的关键词,设置检索的时间范围为 20102020年,文献范围以 CNKI 中的 SCI、EI、CSSCI、C
4、SCD 以及北大核心为核心数据库作为来源类别,共检索得到1 352 篇原始文献,通过人工筛选,排除征稿通知、会议报告等,最终获得有效文献 1 289 篇。1.2研究方法研究使用可视化分析软件 CiteSpace,以 CNKI 检索搜集的 1 289 篇有效文献为基础数据,通过计量文献中关键词出现的频次和词频关系,绘制一系列科学知识图谱5,分析研究内容之间的联系和相互影响,直观展示 BIM 在建筑领域的研究热点和发展趋势。2结果与讨论2.1发文数据分析运用文献计量学方法研究文献发表情况。在20102017 年期间,BIM 技术在建筑领域的研究成果*收稿日期:2022-09-07基金项目:江苏省高
5、等学校自然科学研究项目(21KJD420001);江苏高校“青蓝工程”资助项目(2021)基于知识图谱的建筑领域 BIM 研究可视化分析王会a,方金强b,张雷雨a(连云港职业技术学院 a.建筑工程学院;b.后勤管理处,江苏 连云港 222006)摘要:为了解 BIM 技术在建筑领域的发展脉络,以 20102020 年中国知网核心数据库的 BIM 主题相关文献为基础数据,利用 CiteSpace 软件从发文数量、作者机构和关键词等方面进行科学知识图谱分析,厘清 BIM 技术的研究热点和前沿趋势。结果表明:BIM 文献发文数量整体呈现上升趋势,其中高校的专家学者是主要研究力量;在研究内容上,深化设
6、计、碰撞检查、项目管理和施工模拟可视化技术是当前研究热点,钢结构、高层建筑和装配式建筑是目前重要的研究对象;建筑供应链、EPC 模式、绿色建筑和全生命周期是未来 BIM 研究的发展方向。关键词:BIM 技术;CiteSpace;知识图谱;可视化分析中图分类号:TU17文献标志码:A文章编号:1009-4318(2022)04-0001-05钱清华,桂玉梅,高慧:治疗肺动脉高压新药 Selexipag 的研究进展第 35 卷第 4 期2022 年 12 月连云港职业技术学院学报Journal of Lianyungang Technical CollegeVol.35 No.4Dec.2022D
7、OI:10.19858/ki.1009-4318.2022.04.021连云港职业技术学院学报2022 年第 4 期保持逐年递增态势,到 2017 年成果数量达到高峰,核心文献有 231 篇。20172018 年,核心文献数量和研究热度有所降低,2018 年以后,相关的研究成果又呈现快速增长的趋势,主要原因是 2011 年住房和城乡建设部出台了 20112015 年建筑业信息化发展纲要,全面推动 BIM 在建筑领域的广泛应用6,使得相关研究迅速增长,见图 1。然而,由于部分工程项目应用BIM 技术缺乏创新,短期效益不明显,使得在 20172018 年间研究热度逐渐回落。为改善和深入推动 BIM
8、应用,2019 年住建部和教育部共同出台“1+X”BIM 证书制度试点工作,鼓励企业和研究人员创新性应用BIM 技术,进一步拓展和提升 BIM 应用价值7,促进了 BIM 在建筑领域的稳定发展。图 1BIM 研究文献发表趋势图2.2发文作者分析通过对作者进行合作网络和发文统计分析,绘制BIM 研究作者合作图谱,见图 2。制作作者发文量排名前 10 的统计表,见表 1。图 2 中合作网络共有节点数 N=394 个,边数 E=230 条,网络密度为 0.003,在节点和连线数量较多的情况下,图谱的网络结构比较分散,联系程度低。图 2作者合作网络图谱表 1作者发文量统计与排名分析图 2 和表 1 可
9、知,现有 BIM 研究作者中有 7个较大的合作团队,不同团队之间的联系较少,缺乏深入的交流和合作。高校中的代表主要是清华大学的张建平、胡振中和余芳强团队,共发表 BIM 文献 31篇,其中张建平是团队核心专家,个人 BIM 学术贡献为 15 篇。其次是上海交通大学的邓雪原、赖华辉团队,发表 BIM 核心文献 23 篇。北京建筑大学的王佳、周小平团队和南京工业大学的苏振民、仲青团队,在BIM 相关研究领域发文量也较多。上述学者和团队的研究成果为 BIM 的应用和推广作出较大贡献。在企业和科研机构中,无作者进入发文量排名前 10,从事BIM 研究的主要代表为北京六建集团的杨震卿、张晓玲团队,以及山
10、西省电力勘测设计院的张人友、王珺团队。在产教融合建设中,中国建筑科学研究院的李云贵和同济大学的刘照球团队在 BIM 领域合作交流中较为紧密,是校企合作中比较有代表性的团队。2.3发文机构分析从文献来源分布情况可知,发表 BIM 文献的机构较多,为便于统计和研究代表性,笔者选取发文超过 13 次以上的主要机构进行分析。20102020 年,发表文献数量在 13 次以上的主要机构有 16 家,其中发文量排名前 4 位的机构为同济大学(67 篇)、清华大学(47 篇)、上海交通大学(33 篇)、西安建筑科技大学(32 篇)。发文 16 次以上的机构主要集中在我国的高等院校及其二级组织,而企业、研究院
11、所成果方面,只有中国建筑科学研究院和中国建筑第三工程局各发文 16 篇。由此可见,在建筑领域 BIM 的研究主要集中在国内知名高校,尽管企业和研究院所参与了研究,但数量较少,研究应用不多。只有少数高校之间如同济大学、山东建筑大学、重庆大学在 BIM 领域开展排序作者作者单位发文量1张建平清华大学152邓雪原上海交通大学153王 茹西安建筑科技大学84王 佳北京建筑大学85王廷魁重庆大学76史健勇上海交通大学77周小平北京建筑大学78苏振民南京工业大学69郭红领清华大学610陈 远郑州大学62第 35 卷第 4 期序号关键词频次中心度1BIM3990.262建筑信息模型3680.453信息化13
12、70.244BIM 技术1200.145建筑信息模型710.286装配式建筑540.027项目管理380.038应用360.129高层建筑340.0510深化设计310.0711可视化240.2312ifc240.0813施工240.1014施工技术230.0315城市轨道交通200.0316revit180.1117钢结构180.0518全生命周期180.1019BIM 模型170.0220碰撞检查170.0521ifc 标准160.0222施工管理160.2423管理160.3824建筑设计160.2025工程管理160.0826绿色建筑140.2427建筑工程140.1628EPC130
13、.0729安全管理130.0530建筑供应链130.07王会等:基于知识图谱的建筑领域 BIM 研究可视化分析了较为深入的合作研究。其中高校和企业合作代表为清华大学与中国建筑第四工程局、北京市建筑设计研究院,同济大学与上海建科工程公司之间的校企合作,大多数高校和企业未能有效实现产学研合作。因此,政府和企业需出台激励措施,鼓励高校、企业和研究院加强 BIM 技术交流与合作,进一步推动 BIM 在建筑领域的深入应用,创造出实践价值8。BIM 研究主要机构发文情况和机构合作图谱见图 3、图 4。图 3BIM 研究主要机构发文情况图 4BIM 研究机构合作知识图谱2.4BIM 研究热点、研究前沿及趋势
14、分析2.4.1研究热点可视化分析关键词是对研究内容的高度凝练,通过高频关键词可以反映某领域的研究热点。运用 CiteSpace 软件对 BIM 文献关键词两两间的共现频次进行分析,计算关键词之间的关系矩阵,建立 BIM 在建筑领域研究总体网络模型9,见图 5。关键词共现网络图谱节点数 N=360,连线边数 E=779,图中共现网络的节点代表关键词,节点和文字大小反映研究热度,节点颜色代表不同研究领域研究时间分布。同时,通过计算网络节点的中心度和共现频次,对关键词的相对重要性和研究热度进行量化分析,如表 2 所示,列出了前 30位关键词的统计结果。图 5BIM 核心研究关键词共现网络图表 220
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