基于语义本体的桥梁结构BIM模型扩展技术研究
发布时间：2021-08-09 17:42
桥梁检测和监测是保障桥梁安全运营的主要手段,在桥梁检测和监测过程中形成海量的运营信息,使得桥梁管养信息的高效检索和管养知识的发现成为巨大挑战。如何高效组织桥梁管养信息,实现智能化检索与知识推理,是当前桥梁管养领域的研究热点。本文利用BIM（Building Information Model）和语义本体技术,形成从结构信息模型到知识图谱的构建,由此实现“BIM模型→扩展属性（检测监测）→知识图谱→信息智能检索与知识发现”。具体研究内容如下:（1）分析IFC标准的表达模式和扩展机制,结合桥梁结构划分方法,构建基于IFC标准的桥梁结构模型框架。利用预定义属性集扩展方法,扩展桥梁在管养阶段的检测信息属性集、监测信息属性集,集成管养信息。（2）分析EXPRESS语言和OWL语言描述特点,提出IFC到OWL信息的转换机制,实现BIM模型到本体模型的管养信息交互。首先分析IFC到OWL转换的必要性,构建IFC-to-OWL的映射框架,然后定义实体类型和数据信息的转换规则。最后借鉴相关领域的研究成果,实现从IFC信息到本体信息的转换。（3）利用Protégé软件,以领域本体自上而下的本体建模方向,采...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
IFC数据概念层体系架构
24图3-1IfcGirderSegmentTypeEnum的枚举数据类型声明4）实体数据类型（EntityDataType）。基于EXPRESS语言对实体对象进行结构化的完整声明，包含实体名称、父类子类、派生属性、规则约束等内容。图3-2给出了IfcObject的实体数据类型声明。图3-2IfcGirderSegment实体数据类型声明EXPRESS语言作为STEP框架中的集成数据描述语言，虽然其对数据结构的描述能力较强，但是没有提供基于逻辑谓语的知识描述框架，即EXPRESS语言无法从逻辑关系的角度描述实体间的关系以及实体的属性关系。因此需引入一种方法对IFC标准中定义的桥梁管养信息模型进行语义一致性的表达。3.2.3OWL语言解析OWL作为网络本体描述语言（OntologyWebLanguage），具有面向非专业人群的语言表达能力，用以定义和描述Web本体，被W3C推荐作为Web本体的标准语言[40]。OWL语言根据表达能力的不同分为OWLLite、OWLDL、OWLFull三种表达子语言，用以特定的语言环境需求。1）OWLLite：用于简单的分类层次和约束定义，例如OWLLite支持基数限制，但允许基数只有0或1。2）OWLDL：表达能力丰富，基于描述逻辑实现计算的完全性和可判定性，即所有的逻辑结论可在有限的时间内被计算出来。用于推理本体中的分类合理性和概念的一致性。3）OWLFull：表达能力最强，适用于对表达性要求较高，但不需要关注可
24图3-1IfcGirderSegmentTypeEnum的枚举数据类型声明4）实体数据类型（EntityDataType）。基于EXPRESS语言对实体对象进行结构化的完整声明，包含实体名称、父类子类、派生属性、规则约束等内容。图3-2给出了IfcObject的实体数据类型声明。图3-2IfcGirderSegment实体数据类型声明EXPRESS语言作为STEP框架中的集成数据描述语言，虽然其对数据结构的描述能力较强，但是没有提供基于逻辑谓语的知识描述框架，即EXPRESS语言无法从逻辑关系的角度描述实体间的关系以及实体的属性关系。因此需引入一种方法对IFC标准中定义的桥梁管养信息模型进行语义一致性的表达。3.2.3OWL语言解析OWL作为网络本体描述语言（OntologyWebLanguage），具有面向非专业人群的语言表达能力，用以定义和描述Web本体，被W3C推荐作为Web本体的标准语言[40]。OWL语言根据表达能力的不同分为OWLLite、OWLDL、OWLFull三种表达子语言，用以特定的语言环境需求。1）OWLLite：用于简单的分类层次和约束定义，例如OWLLite支持基数限制，但允许基数只有0或1。2）OWLDL：表达能力丰富，基于描述逻辑实现计算的完全性和可判定性，即所有的逻辑结论可在有限的时间内被计算出来。用于推理本体中的分类合理性和概念的一致性。3）OWLFull：表达能力最强，适用于对表达性要求较高，但不需要关注可
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于BIM和本体的建筑运维管理研究[J]. 陈贵涛. 工业建筑. 2018(02)
[2]EXPRESS向OWL2本体模型自动转换研究[J]. 袁满,刘峰. 吉林大学学报(信息科学版). 2018(01)
[3]基于IFC标准的盾构隧道结构数据模型研究[J]. 钟宇,周少东,陈健,陈国良,吴佳明. 地下空间与工程学报. 2017(S2)
[4]基于IFC4扩展的轨道BIM数据存储标准研究[J]. 艾山丁,毛宁,贺欣. 铁路技术创新. 2017(04)
[5]基于IFC标准的BIM构件库研究[J]. 周洪波,施平望,邓雪原. 图学学报. 2017(04)
[6]基于IFC标准的BIM技术对桥梁健康监测信息的表达[J]. 李锦华. 公路交通科技(应用技术版). 2017(08)
[7]基于IFC4标准的桥梁工程数据存储标准研究[J]. 冯沛,宋树峰,齐成龙,苗永抗. 铁路技术创新. 2017(01)
[8]本体研究综述[J]. 王向前,张宝隆,李慧宗. 情报杂志. 2016(06)
[9]基于BIM的非结构化信息自动关联机制研究[J]. 张云翼,张建平,刘强,刘刚. 土木建筑工程信息技术. 2015(03)
[10]IFC标准领域层实体扩展方法研究[J]. 陈立春,赖华辉,邓雪原,周亮,吕征宇. 图学学报. 2015(02)
硕士论文
[1]BIM技术在桥梁管养中的应用研究[D]. 曹再兴.重庆交通大学 2017
[2]基于BIM的建设工程文档上下文信息检索研究[D]. 吴蕴泽.大连理工大学 2015
[3]应用本体技术建立BIM内容库知识模型的方法研究[D]. 刘轶.天津大学 2014
[4]基于IFC标准的构件库研究[D]. 施平望.上海交通大学 2014
本文编号：3332512
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
IFC数据概念层体系架构
24图3-1IfcGirderSegmentTypeEnum的枚举数据类型声明4）实体数据类型（EntityDataType）。基于EXPRESS语言对实体对象进行结构化的完整声明，包含实体名称、父类子类、派生属性、规则约束等内容。图3-2给出了IfcObject的实体数据类型声明。图3-2IfcGirderSegment实体数据类型声明EXPRESS语言作为STEP框架中的集成数据描述语言，虽然其对数据结构的描述能力较强，但是没有提供基于逻辑谓语的知识描述框架，即EXPRESS语言无法从逻辑关系的角度描述实体间的关系以及实体的属性关系。因此需引入一种方法对IFC标准中定义的桥梁管养信息模型进行语义一致性的表达。3.2.3OWL语言解析OWL作为网络本体描述语言（OntologyWebLanguage），具有面向非专业人群的语言表达能力，用以定义和描述Web本体，被W3C推荐作为Web本体的标准语言[40]。OWL语言根据表达能力的不同分为OWLLite、OWLDL、OWLFull三种表达子语言，用以特定的语言环境需求。1）OWLLite：用于简单的分类层次和约束定义，例如OWLLite支持基数限制，但允许基数只有0或1。2）OWLDL：表达能力丰富，基于描述逻辑实现计算的完全性和可判定性，即所有的逻辑结论可在有限的时间内被计算出来。用于推理本体中的分类合理性和概念的一致性。3）OWLFull：表达能力最强，适用于对表达性要求较高，但不需要关注可
24图3-1IfcGirderSegmentTypeEnum的枚举数据类型声明4）实体数据类型（EntityDataType）。基于EXPRESS语言对实体对象进行结构化的完整声明，包含实体名称、父类子类、派生属性、规则约束等内容。图3-2给出了IfcObject的实体数据类型声明。图3-2IfcGirderSegment实体数据类型声明EXPRESS语言作为STEP框架中的集成数据描述语言，虽然其对数据结构的描述能力较强，但是没有提供基于逻辑谓语的知识描述框架，即EXPRESS语言无法从逻辑关系的角度描述实体间的关系以及实体的属性关系。因此需引入一种方法对IFC标准中定义的桥梁管养信息模型进行语义一致性的表达。3.2.3OWL语言解析OWL作为网络本体描述语言（OntologyWebLanguage），具有面向非专业人群的语言表达能力，用以定义和描述Web本体，被W3C推荐作为Web本体的标准语言[40]。OWL语言根据表达能力的不同分为OWLLite、OWLDL、OWLFull三种表达子语言，用以特定的语言环境需求。1）OWLLite：用于简单的分类层次和约束定义，例如OWLLite支持基数限制，但允许基数只有0或1。2）OWLDL：表达能力丰富，基于描述逻辑实现计算的完全性和可判定性，即所有的逻辑结论可在有限的时间内被计算出来。用于推理本体中的分类合理性和概念的一致性。3）OWLFull：表达能力最强，适用于对表达性要求较高，但不需要关注可
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于BIM和本体的建筑运维管理研究[J]. 陈贵涛. 工业建筑. 2018(02)
[2]EXPRESS向OWL2本体模型自动转换研究[J]. 袁满,刘峰. 吉林大学学报(信息科学版). 2018(01)
[3]基于IFC标准的盾构隧道结构数据模型研究[J]. 钟宇,周少东,陈健,陈国良,吴佳明. 地下空间与工程学报. 2017(S2)
[4]基于IFC4扩展的轨道BIM数据存储标准研究[J]. 艾山丁,毛宁,贺欣. 铁路技术创新. 2017(04)
[5]基于IFC标准的BIM构件库研究[J]. 周洪波,施平望,邓雪原. 图学学报. 2017(04)
[6]基于IFC标准的BIM技术对桥梁健康监测信息的表达[J]. 李锦华. 公路交通科技(应用技术版). 2017(08)
[7]基于IFC4标准的桥梁工程数据存储标准研究[J]. 冯沛,宋树峰,齐成龙,苗永抗. 铁路技术创新. 2017(01)
[8]本体研究综述[J]. 王向前,张宝隆,李慧宗. 情报杂志. 2016(06)
[9]基于BIM的非结构化信息自动关联机制研究[J]. 张云翼,张建平,刘强,刘刚. 土木建筑工程信息技术. 2015(03)
[10]IFC标准领域层实体扩展方法研究[J]. 陈立春,赖华辉,邓雪原,周亮,吕征宇. 图学学报. 2015(02)
硕士论文
[1]BIM技术在桥梁管养中的应用研究[D]. 曹再兴.重庆交通大学 2017
[2]基于BIM的建设工程文档上下文信息检索研究[D]. 吴蕴泽.大连理工大学 2015
[3]应用本体技术建立BIM内容库知识模型的方法研究[D]. 刘轶.天津大学 2014
[4]基于IFC标准的构件库研究[D]. 施平望.上海交通大学 2014
本文编号：3332512
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3332512.html
