Метод створення графів на основі BIM-моделей для предиктивного моніторингу будівель

Анотація

Розроблено та верифіковано методологію автоматизованого перетворення BIM-моделей у фізично обґрунтовані графові представлення, придатні для подальшого застосування в задачах прогнозування довговічності будівель. Вирішено такі завдання: розробка методу перетворення BIM-даних у графову структуру, де вершини представляють фізичні елементи, а ребра – їхні конструктивні та просторові взаємозв’язки; створення системи критеріїв для оцінки коректності роботи методу, що включає кількісну та якісну перевірку; експериментальна апробація розробленого методу на наборі еталонних BIM-моделей різного масштабу для підтвердження його надійності та точності. Розроблено метод BuildIFCGraph, який поєднує спеціалізований геометричний аналіз типових конструктивних вузлів, загальний аналіз перетинів елементів та обробку семантичної інформації з IFC-схеми. Верифікацію методу проведено на трьох еталонних моделях із бібліотеки KIT: «AC20-FZK-Haus» (40 вершин), «AC20- Institute-Var-2» (448 вершин) та «AC20-Smiley-West-10-Bldg» (831 вершина). Кількісна оцінка показала повну відповідність за критеріями ідентифікації вершин та конструктивних ребер для всіх моделей. Якісна візуальна перевірка на прикладі моделі «AC20-FZK-Haus» підтвердила, що метод коректно розрізняє несучі взаємодії та зв'язки просторової суміжності. Розроблений метод є інструментарієм для автоматизованого створення графів, які слугують основою для побудови графових нейронних мереж (GNN), здатних прогнозувати поширення деградаційних процесів. Це відкриває перспективи для впровадження систем проактивного управління безпекою та життєвим циклом будівельних активів. Напрями подальших досліджень включають розробку математичних моделей для визначення фізичного стану елементів залежно від часу та умов експлуатації, а також створення архітектури GNN для предиктивного аналізу.