КЛАСИФІКАЦІЯ ОСНОВНИХ ТРИВИМІРНИХ БУДІВЕЛЬНИХ ЕЛЕМЕНТІВ BIM МОДЕЛІ

Abstract

При використанні в CAE-системах BIM моделі необхідно, щоб всі її елементи були визначені в специфікації як стандартні будівельні конструкції. В багатьох випадках при проектуванні BIM моделі використовуються не тільки стандартні інструменти побудови будівельних компонентів, а й інструменти побудови геометричних примітивів, таких як: паралелепіпед, циліндр, конус та інші. Таким чином, необхідно визначити кожен компонент моделі, який представлено сукупністю геометричних примітивів, як стандартний будівельних елемент. Автоматизація приведення опису компоненту BIM моделі до визначення стандартного будівельного елементу є актуальною задачею.

В статті проведено аналіз існуючих рішень класифікації будівельних компонентів, а також базових підходів до класифікації 3D об’єктів, до яких ці конструкції відносяться. Обґрунтовано використання градієнтного бустингу, а також засобу його реалізації – бібліотеки LightGBM. Як предмет бустингу обрано дерева рішень. Результатом навчання є послідовність дерев рішень. Виділено чотири класи: стіна, колона, балка, перекриття. Виділено три ознаки для класифікації об’єктів: висота, ширина, довжина. Габаритні характеристики визначаються за орієнтованим обмежуючим прямокутником.

Розроблено програмну систему з двома режимами функціонування: навчання та безпосередньо розпізнавання компонентів BIM моделі із заповненням полів її специфікації. Відповідно кожному призначенню реалізовано окремий плагін для CAD-системи Allplan.

Для навчання підготовлено навчальну вибірку, яка сформована на основі 10 BIM моделей різного призначення. В статті наведено значення параметрів навчання, з якими вдалося досягти коректного розпізнавання: кількість ітерації бустингу, кількість ітерацій для раннього завершення, максимальна кількість замикаючих вузлів кожного дерева, метрика якості моделі.

Результати апробації за 50 BIM моделями довели ефективність класифікації, оскільки коректне розпізнавання становить 98,5%.