基于搜索大数据的BIM技术发展现状与趋势分析

作者:林佳瑞 陈广峰
单位:清华大学土木工程系 清华大学土水学院)-广联达BIM联合研究中心 北京大学地球与空间科学学院 北京市规划和自然资源委员会
摘要:经历十几年的研究与发展,BIM技术已在我国大范围推广应用。通过收集、分析用户对BIM等关键词的百度搜索大数据,对比分析我国各地BIM技术发展现状、差异与用户特征。研究结果表明,用户对BIM技术的关注度于2014—2018年快速提升,且具有明显地域差异,其中政策对推动BIM技术的发展普及起到显著作用;尽管国外软件仍占优势地位,但国产软件正在崛起; BIM技术关注者以年轻人和男性为主,其迫切的需求是获取BIM证书,并掌握软件应用;建议继续推动BIM技术全面普及、自主软件研发与人才培养等。
关键词:建筑信息模型大数据搜索引擎百度指数用户特征
作者简介:林佳瑞,助理研究员,E-mail:lin611@tsinghua.edu.cn。
基金:国家重点研发计划(2018YFD1100900);国家自然科学基金(51908323);北京市自然科学基金(8194067);清华大学自主科研计划。 -页码-:96-99

  0 引言

  建筑信息模型(building information modeling,BIM)是以三维数字技术为基础,集成建筑项目各种相关信息的产品信息模型,是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达[1]。自2003年Autodesk公司提出BIM概念以来,国内外相继掀起BIM技术研究与应用热潮,甚至将其称为建筑业第二次信息革命。对BIM技术的研究包括标准政策[1,2]、应用模式[3]、应用障碍[4]、信息化建模[5]、数据交换共享[6]、施工仿真优化[7]、数据分析挖掘[8]、平台软件研发[9]等。BIM技术的应用覆盖策划[10]、设计、施工[11,12,13,14,15]、运营维护等全生命周期各阶段[16]。各大院校相继开设有关课程,甚至设置与BIM相关的学位。与此同时,区域性、全国性的BIM大赛、BIM培训与BIM等级考试日益受到关注。有关数据显示,中国图学学会组织的BIM等级考试每年有8万多人报名参加,相当多的企业在招标文件、员工奖励政策中针对BIM等级考试证书进行专门规定。

  可见经历十几年的研究、发展与推广应用,BIM技术已成为建筑业信息化的中坚力量。针对BIM技术发展应用现状、我国各地推广应用水平、未来发展趋势和重点方向等问题,本文首次将基于搜索大数据的研究手段引入建筑行业,利用百度提供的搜索指数进行研究,并通过分析有关政策、用户特征与需求,为BIM技术的推广应用提供实证数据支撑与建议。

  1 研究数据与方法

  1.1 数据来源

  基于海量网民搜索行为大数据的支持,百度搜索引擎提供名为“百度指数”的数据分享平台,该平台提供趋势研究、人群画像、需求图谱模块。其中,趋势研究用于分析、统计各搜索关键词的搜索频次,并对其进行加权求和;人群画像通过人工智能对用户年龄、性别与兴趣爱好等进行统计分析,可反映用户的社会属性;需求图谱反映以某一关键词为核心时,该词及其关联词的搜索情况。

  在百度指数的基础上,以“BIM”为关键词,收集、统计除香港、澳门、台湾以外省、市、自治区用户“BIM”每日搜索数据,通常称其为网络关注度[17]数据。

  1.2 研究方法

  1)时间分布特征

  研究搜索数据时间分布特征时,可采用年度分布特征、月度分布特征等指标[17],各指标主要由每日百度指数求和得到。考虑研究目标的差异性,主要采用季度分布特征进行研究。与此同时,为分析BIM搜索数据的时间趋势,本研究将每日百度指数进行逐周求和汇总,并认为数据=长期趋势+周期趋势+随机成分,利用python统计分析工具包中的加法模型提取周度数据长期趋势特征。

  2)空间分布特征

  空间分布特征分析主要依托百度指数提供的地区筛选功能,利用该功能可查询省、自治区、直辖市的BIM搜索数据,从而分析不同区域的数据特征。同时,百度指数还提供基于地图的区域搜索数据可视化功能,可直观展示搜索数据的空间分布。

  3)人群画像分析

  人群画像分析主要利用百度指数内部计算方法,百度指数直接为使用者提供关注特定关键词用户的年龄分布、性别分布与兴趣爱好等信息,同时提供目标群体指数(target group index,TGI),用于反映目标群体在特定研究范围内(如地理区域、人口统计领域、媒体受众、产品消费者)的强势或弱势。

  2 BIM搜索数据时空特征分析

  2.1 时间特征及政策推动

  鉴于百度指数始于2006年6月1日,自2011年1月1日起,有关数据可分省、市、自治区进行查询和分析,本研究首先利用百度指数提取2006年6月1日至2020年2月24日BIM搜索数据,如图1所示。由图1可知:(1)BIM搜索最早出现于2008年3月29日,较大比例的搜索量始于2008年12月29日;(2)自2011年开始,BIM搜索数据出现较典型的周期性,每年春节前大幅降落,春节后快速回升;(3)BIM搜索数据整体呈上升趋势,2011—2018年搜索量增加近3倍。

  图1 BIM搜索指数

  图1 BIM搜索指数 

   

  利用python统计分析工具包提取各地区2011—2019年BIM搜索长期趋势,上海、广东、辽宁、河南、甘肃、西藏、河北、海南地区BIM搜索长期趋势如图2所示。由图2可知,各地区BIM搜索数据均呈上升趋势,说明各地区从业用户均关注BIM技术的发展和应用。同时,大部分地区BIM搜索数据于2013—2018年经历快速上升过程。由我国2013年12月—2017年12月主管部门及各地政府发布的BIM政策可知,相关政策对我国BIM技术的发展起到显著推动作用。北京、上海、深圳等一线城市引领BIM技术发展大趋势,在试点推广、标准编制、示范应用等方面起表率作用[1]。但自2019年开始,各地区BIM搜索数据上升速度放缓,北京、上海、重庆、河南、福建等地搜索量甚至出现小幅下降,表明经历高速发展后,从业用户对BIM技术的了解日益加深,对搜索引擎的依赖度有所降低,且对BIM技术的认知趋于理性。

  为进一步分析政策对BIM搜索数据的推动及刺激作用,通过前述方法对每日搜索数据进行处理,得到典型地区季度分布特征数据,如图3所示。由图3可知,各地区季度分布特征数据具有典型的年度周期特征,即第1季度较低,第2,3季度保持高水平,第4季度大幅下降。2011,2013—2016年及2017年第2,3季度之间,大部分地区季度分布特征数据呈快速上升趋势。BIM政策发布过程如表1所示,由表1可知,在上述搜索数据快速上升期均发布了BIM政策,表明政策具有重要推动作用。早期政策的推动与刺激作用更显著,如2013年8月29日,住房和城乡建设部发布“关于征求《关于推进BIM技术在建筑领域应用的指导意见(征求意见稿)》意见的函”,直接推动当年各地区BIM搜索数据大幅上升。后期由于各地区BIM技术发展水平及需求不同,进入更精细的政策引导与调控阶段,全国性的政策推动作用有所下降。如前文所述,进入2019年,大部分地区BIM搜索数据增速放缓。

  图2 我国典型地区BIM搜索指数趋势

  图2 我国典型地区BIM搜索指数趋势 

   

  图3 BIM搜索指数季度分布特征数据

  图3 BIM搜索指数季度分布特征数据  

   

  2.2 空间差异与特征

  利用百度指数提供的区域搜索指数查询功能,统计2011年1月1日至2019年12月31日BIM搜索数据。由搜索结果可知,BIM搜索量高的省份多分布于沿海发达地区,搜索量排名靠前的地区中四川、河南、湖北及河北虽为非沿海地区(见图4),但经济均较发达。直辖市、省会城市等一线城市BIM搜索量靠前,说明经济欠发达地区在BIM技术推广及应用方面仍有较大空间。

  图4 各省市BIM搜索量排名

  图4 各省市BIM搜索量排名 

   

  3 BIM用户特征及需求分析

  3.1 用户特征

  利用人群画像功能进行分析,结果如图5所示。由图5a可知,关注BIM的用户以年轻人为主,20~29岁从业用户接近总数的60%,TGI指数也反映年轻人占主导地位。这意味着未来10年将有大批掌握BIM知识的用户走上领导岗位,将影响BIM技术的落实和发展。一定数量的30~39岁用户关注BIM技术,而40岁以上用户对BIM技术的关注度较低,鉴于40岁以上用户多处于领导地位,可能限于时间、精力等因素缺乏关注,未来可考虑面向企业管理决策层进一步普及BIM有关知识。

  图5 BIM关注者年龄与性别分布

  图5 BIM关注者年龄与性别分布 

   

  由图5b可知,BIM关注者中男性占主导地位,占比>70%,这与整个建筑行业从业者以男性为主一致。将该数据与行业性别分布进行对比,可促进BIM技术从业者的性别均衡。

    

  表1 各时间点BIM政策发布情况 

   

   

  表1 各时间点BIM政策发布情况

  表1 各时间点BIM政策发布情况

  3.2 需求图谱

  需求图谱功能可生成近一年每周以特定关键词为核心的其他词信息,包括搜索指数、增长趋势及其与核心关键词的相关性等。基于该功能分别提取2019年8月19日至25日和2020年2月17日至23日的需求图谱,由需求图谱可知,除无关关键词外,BIM有关关键词中的BIM考试、Revit,BIM软件、CIM等词与BIM关联最密切,且Revit,BIM考试、CIM等词呈上升趋势。与BIM相关性居中的广联达、GIS、工程预决算等词也呈上升趋势,其中广联达与BIM的相关性进一步提高,且持续呈上升趋势。

  结合BIM需求图谱分析结果,未来BIM政策可从BIM人才培养、专业认证、自主软件研发及城市信息模型等方面精准发力,推动BIM技术向更深、更广的方向发展。

  4 结语

  利用百度搜索引擎大数据形成的百度指数,研究我国BIM搜索数据变化及趋势。研究结果表明,用户对BIM的关注度于2014—2018年快速提升,且具有明显地域差异,其中BIM政策起到显著推动作用;一线城市及沿海发达地区BIM技术的发展仍处于全国领先地位;BIM技术关注者以年轻人和男性为主,其迫切需求为获取BIM证书,并掌握软件应用。因此,未来我国BIM政策可考虑在推动各地区BIM均衡发展、自主软件研发及人才教育培养等方面精准发力、持续调控。

  本研究有效避免问卷调查等传统方法存在的样本数量小、主观性强、覆盖面小、抽样不均匀等问题,为从大样本甚至全样本角度研究BIM技术的应用现状提供新方法、新思路。

   

参考文献[1] 林佳瑞,张建平.我国BIM政策发展现状综述及其文本分析[J].施工技术,2018,47(6):73-78.
[2] 郑国勤,邱奎宁.BIM国内外标准综述[J].土木建筑工程信息技术,2012,4(1):32-34,51.
[3] 李恒,郭红领,黄霆,等.BIM在建设项目中应用模式研究[J].工程管理学报,2010,24(5):525-529.
[4] 何清华,钱丽丽,段运峰,等.BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J].工程管理学报,2012,26(1):12-16.
[5] 林佳瑞,张建平.基于IFC的绿色性能分析数据转换与共享[J].清华大学学报(自然科学版),2016,56(9):997-1002.
[6] ZHANG J P,LIU Q,HU Z Z,et al. A multi-server informationsharing environment for cross-party collaboration on a private cloud[J]. Automation in construction,2017,81:180-195.
[7] 林佳瑞,张建平.基于BIM的施工资源配置仿真模型自动生成及应用[J].施工技术,2016,45(18):1-6.
[8] ZHOU Y W,HU Z Z,LIN J R,et al. A review on 3D spatial data analytics for building information models[J]. Archives of computational methods in engineering,2019(2):1-15.
[9] 林佳瑞,杨铭,周一,等.企业BIM平台架构研究与设计[C]//第二届全国BIM学术会议,2016.
[10] 林佳瑞,张建平,何田丰,等.基于BIM的住宅项目策划系统研究与开发[J].土木建筑工程信息技术,2013,5(1):22-26.
[11] 张晓洋,林佳瑞,方继,等.BIM技术在石济黄河桥施工安全管理中的应用[J].铁路技术创新,2015(6):74-76.
[12] 张建平,李丁,林佳瑞,等.BIM在工程施工中的应用[J].施工技术,2012,41(16):10-17.
[13] 范安全,王玉伟,朱若愚,等.BIM技术在浪滩坡特大桥施工中的应用[J].施工技术,2020,49(2):115-118.
[14] 汪淼,邓海峰,李丁,等.基于BIM技术的特长隧道工程质量管理研究[J].施工技术,2019,48(18):78-81.
[15] 雷素素,李建华,段先军,等.北京大兴国际机场超大平面航站楼绿色智慧建造[J].施工技术,2019,48(20):120-124.
[16] 过俊.BIM在国内建筑全生命周期的典型应用[J].建筑技艺,2011(S1):95-99.
[17] 张茜.特色小镇网络关注度时空特征与影响因素———基于31个省市区百度指数的实证研究[J].广西经济管理干部学院学报,2019,31(4):78-84.
Current Status and Trends of BIM Technology Based on Big Data and Search Engine
LIN Jiarui CHEN Guangfeng
(Department of Civil Engineering,Tsinghua University Tsinghua-Glodon Joint Research Center for BIM,Tsinghua University School of Earth and Space Sciences,Peking University Beijing Municipal Commission of Planning and Natural Resources)
Abstract: With research and development more than ten years,building information modeling( BIM)technology has been widely applied in China. This paper utilized big data collected from Baidu,to investigate current status,regional differences,and user portraits of BIM. The results show that public attentions of BIM increased dramatically from 2014 to 2018, and there exists significant regional differences. The policies play a significant role in promoting the development and popularization of BIM technology. Moreover,though foreign software takes major attentions of the users,more and more attentions are paid to domestic software. In addition,most of BIM users are young engineers with female as a major gender,and they concern more about professional in using BIM software and certificates for their BIM skills. Thus,more policies and public strategies on comprehensive popularization of BIM technology,domestic software development,personnel training and talent fostering as well as further promotion.
Keywords: building information modeling(BIM); big data; search engines; Baidu index; user portrait
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