建筑信息物理模型：一种建筑信息描述新形式

杨启亮，邢建春

（陆军工程大学国防工程学院，南京 210007）

一、前言

信息是驱动包括设计、构造、运维在内的建筑全生命期活动的核心元素，参与其中的“人、机、物”等活动主体通过共享建筑信息来协同推动建筑活动的进程。信息用于描述建筑特征，也是对建筑的抽象，在建筑不同阶段的可靠传递、流转和共享，对提升建筑工程建设与运维的进度、质量、效益具有重要意义。建筑信息模型（BIM）是目前较为完善的建筑信息描述方法，被视为土木建筑领域重要的技术进展之一，引发了建筑行业生产管理、运维过程的重大变化。按照研究定义，BIM是对建筑设施物理、功能等特性的数字化表达，通过参数化模型对建筑实体进行立体、直观、精确的刻画描述[1]；也指对构造建筑信息活动的描述[2]。可以认为，BIM的本质是将现实世界的建筑物理实体映射为虚拟对象实体，而当前定义突出了建筑实体的静态信息（如几何属性、结构属性）。

随着智慧城市、智慧战场、元宇宙[3]的发展，增强现实（AR）、混合现实（MR）、“信息 - 物理”融合交互[4,5]，城市灾害预演、战场全息模拟等应用需求不断涌现，涉及这些新型技术系统的建筑设施构造与信息描述的复杂性不断增加，对具有动态性、真实性、实时性的新型建筑信息建模能力提出了新要求。这类新型的建筑设施信息模型，既要提供复杂信息系统中的参数化三维模型，还要反映建筑实体的动态变化以及相应物理过程（如结构形变、管网压力分布、对象运行特性），以此支持快速、精确、安全、高效的建筑全生命期管理和决策。……