BIM期刊文獻(xiàn)熱點(diǎn)與趨勢(shì)分析

1、1引言隨著建筑信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)建筑工程經(jīng)歷了圖板手繪、計(jì)算機(jī)輔助繪圖到建筑信息模型(BuildingInformationModelling,BIM )的跨越。借助近年來(lái)的BIM、云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)發(fā)展，橫亙?cè)诮ㄖ芷诟鱾€(gè)階段的技術(shù)與信息壁壘正在消失，逐步形成了以BIM技術(shù)為核心的建筑全生命周期信息集成系統(tǒng)，為未來(lái)建筑的智能化發(fā)展奠 定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在 BIM技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的過(guò)程中，我國(guó)研究學(xué)者與工程技術(shù)人員通過(guò)大 量的理論研究與工程實(shí)踐，吸收借鑒國(guó)外IFC1 (IndustryFoundationClasses )、IDM2(InformationDeliveryM

2、anual )、IFD3 (InternationalFrameworkforDictionaries )等數(shù)據(jù) 標(biāo)準(zhǔn)體系的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，初步構(gòu)建出了以5大BIM國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4,5為核心，以PKPM-BIM6、廣聯(lián)達(dá)等為應(yīng)用軟件的產(chǎn)學(xué)研用BIM體系，為我國(guó)建筑 BIM產(chǎn)業(yè)的良性健康發(fā)展提供了保障。但隨著B(niǎo)IM研究的不斷深入，相關(guān)研究成果也與日俱增。通過(guò)在中國(guó)知網(wǎng)( CNKI) 數(shù)據(jù)庫(kù)和Scopus數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索發(fā)現(xiàn)，以“BIM為主題的期刊文獻(xiàn)數(shù)分別高達(dá)36,359篇和16,733篇(截止到2020年3月31日)，這龐大的文獻(xiàn)數(shù)量影響了現(xiàn)有研究人員對(duì)BIM研究成果的深入總結(jié)和凝練，急需通過(guò)信息化和可視化技

3、術(shù)對(duì)現(xiàn)有研究進(jìn)行綜合分析8。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外BIM文獻(xiàn)綜述的分析發(fā)現(xiàn)，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析是一種非常適用的研究方法9。在基于BIM的施工網(wǎng)絡(luò)研究中，通過(guò)對(duì) 1,031篇文獻(xiàn)的計(jì)量分析與網(wǎng)絡(luò)分析，發(fā)現(xiàn)了技術(shù)是項(xiàng) 目協(xié)作研究的先行因素，而管理的重要性相對(duì)較低10。而基于614篇BIM文獻(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)分析發(fā)現(xiàn)， 可視化降口工業(yè)基礎(chǔ)類(IFC) ”是最重要白被引詞11。通過(guò)BIM和非現(xiàn)場(chǎng)施工(off-siteconstruction , OSC )文獻(xiàn)的分析，研究人員對(duì)面向 OSC的BIM研究進(jìn)行了量化， 并指出基于BIM的預(yù)制件生產(chǎn)設(shè)計(jì)等未來(lái)研究方向的重要性12。由此可以看出，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析是一種有效的量化分析研究熱點(diǎn)

4、的工具，據(jù)此，本文基于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析對(duì)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中的部分重點(diǎn)文獻(xiàn)進(jìn)行了研究。2基于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析的 BIM研究熱點(diǎn)與團(tuán)隊(duì)分析基于CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)的文獻(xiàn)梳理與分析，本文選取了部分具有代表性的BIM相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行分析，并以此為基礎(chǔ)，通過(guò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)模型圖，對(duì)現(xiàn)有研究的研究熱點(diǎn)進(jìn)行了定量分析。2.1基于CNKI期刊數(shù)據(jù)庫(kù)的綠色建筑研究文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)。為了保證數(shù)據(jù)分析的全面性與準(zhǔn)確性，本文依托CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)以“BIM為主題”的文獻(xiàn)進(jìn)行了檢索，共得到31,387篇期刊文獻(xiàn)， 但通過(guò)對(duì)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)檢索結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)，由于 BIM研究興起時(shí)間較短，許多文章發(fā)表在近年來(lái)新成立的雜志中，使得過(guò)去以核心期刊等數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)

5、的檢索模式，難以真正提取出有代表性的BIM研究文獻(xiàn)。而在對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行梳理后發(fā)現(xiàn)，基于被引次數(shù)的文獻(xiàn)選取方法， 可以更有效地對(duì)代表性文獻(xiàn)進(jìn)行提取，提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，本文基于被引次數(shù)建立了文獻(xiàn)分析數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)，為了提高分析結(jié)果的質(zhì)量，本文以被引次數(shù)超過(guò)10的文獻(xiàn)作為數(shù)據(jù)源進(jìn)行分析。 基于上述檢索條件， 共檢索到1,961篇以BIM為主題”的文獻(xiàn)，通過(guò)對(duì) 文獻(xiàn)的內(nèi)容梳理與篩選，確定1,664篇BIM期刊文獻(xiàn)作為網(wǎng)絡(luò)分析的數(shù)據(jù)庫(kù)，其發(fā)表時(shí)間分布如圖1所示。通過(guò)圖1的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，自 2009年以來(lái)，BIM研究文獻(xiàn)的增長(zhǎng)速 度非?？?。相比2009年，2016年的高被引文獻(xiàn)數(shù)增加了 37倍，年

6、均增長(zhǎng)率為 530.16% 。 2017-2019年由于文獻(xiàn)發(fā)布時(shí)間較短，其高被引文獻(xiàn)數(shù)的代表性較低，不再進(jìn)行特定說(shuō)明。通過(guò)對(duì)這1,664篇BIM研究期刊文獻(xiàn)的來(lái)源出版物統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)（如表 1所示），土木建筑 工程信息技術(shù)和施工技術(shù)是發(fā)表相關(guān)研究最多的期刊，極大的推動(dòng)了BIM相關(guān)研究的發(fā)展。2.2我國(guó)BIM總體研究網(wǎng)絡(luò)的建立與分析。基于對(duì) BIM重點(diǎn)文獻(xiàn)的檢索，本研究 確定了文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)，并通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中不同文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行提取分析，確定了關(guān)鍵詞之間的關(guān)系矩陣，從而對(duì)我國(guó) BIM總體研究網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了建立。通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，收集的 1,664篇 文獻(xiàn)共包含6,977個(gè)不同的關(guān)鍵詞，基于這6,977個(gè)關(guān)鍵詞兩

7、兩間的共現(xiàn)頻次，本研究計(jì)算出了 BIM關(guān)鍵詞關(guān)系矩陣，從而建立了我國(guó)BIM研究總體網(wǎng)絡(luò)模型 （如圖2所示）。其中，關(guān)鍵詞代表網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)和文字大小代表相對(duì)連接次數(shù)的大小，不同的顏色代表不同分組（基于連接關(guān)系確定）。同時(shí)，本研究通過(guò)計(jì)算不同節(jié)點(diǎn)的特征向量中心度（EigenvectorCentrality , EC ）,對(duì)不同研究?jī)?nèi)容的相對(duì)重要性進(jìn)行了量化，表 2列出了排 在前30位的EC結(jié)果。從圖2的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有BIM研究主要分成了 4個(gè)部分，“BIM：“BIM技術(shù)”等是核心的研究?jī)?nèi)容，而通過(guò)對(duì)比表 2結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，除了通用性研究?jī)?nèi)容外， 協(xié)同設(shè)計(jì)”、“Revit、"可視化&

8、quot;、碰撞檢查”等均是較為重要的研究?jī)?nèi)容。但從總體上來(lái)講，其他研究?jī)?nèi)容的相對(duì)重要性較低，僅為BIM的12%左右，這與出現(xiàn)頻次為1的關(guān)鍵詞有關(guān)，它們影響了量化分析結(jié)果的代表性。2.3我國(guó)BIM核心研究網(wǎng)絡(luò)的建立與分析。為了更準(zhǔn)確、直觀地對(duì)BIM研究進(jìn)行可視化與定量化分析，本研究對(duì)BIM核心研究網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了建立?；陉P(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，以10為界限，對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行了篩選，共得到 86個(gè)詞頻大于等于10的關(guān)鍵詞用于BIM核心研究網(wǎng)絡(luò)的建立與分析，其網(wǎng)絡(luò)模型如圖3所示，排在前30位的特征向量中心度計(jì)算結(jié)果如表3所示。通過(guò)對(duì)BIM核心研究網(wǎng)絡(luò)模型的建立與分析，可以看出現(xiàn)有研究對(duì)信息化和應(yīng)用的

9、關(guān)注度相對(duì)較高，建筑工程是核心的研究對(duì)象，其相對(duì)重要性比橋梁高 41.3%。在技術(shù)研究中，協(xié)同設(shè)計(jì)”、碰撞檢查"、可視化”、深化設(shè)計(jì)”等研究?jī)?nèi)容的相對(duì)重要性都達(dá)到了BIM的40% ,是BIM技術(shù)層面非常重要的研究方向。在管理研究中， 施工管理”、項(xiàng)目管理”、精細(xì)化管理”均是影響較高的研究?jī)?nèi)容，其中，施工管理”是最重要的部分。 在不同建筑類型中，裝配式建筑”的起步時(shí)間較短，但相對(duì)重要性卻高于其他類型的建筑，可見(jiàn)通過(guò)精細(xì)化、信息化與可視化技術(shù)，可以有效提高其施工性能。 而 全壽命周期”和 全生命周期”的計(jì)算結(jié)果表明，現(xiàn)有BIM研究已經(jīng)跳出了設(shè)計(jì)階段的限制， 全生命周期思想已經(jīng)融入到現(xiàn)有研

10、究中，這為未來(lái)研究的進(jìn)一步拓展奠定了基礎(chǔ)。在表3結(jié)果中，雖然對(duì) 施工管理”進(jìn)行了大量研究，但與進(jìn)度、質(zhì)量控制的相關(guān)研究?jī)?nèi)容卻未能排 在前30位，進(jìn)度管理”尚能排在第37位(EC: 0.286 ),而質(zhì)量則沒(méi)有出現(xiàn)在核心指標(biāo)中， 由此可見(jiàn)，BIM的施工管理是以造價(jià)、 成本等為核心進(jìn)行的， 對(duì)進(jìn)度和質(zhì)量的研究相對(duì)不足。 同時(shí)，IFC和標(biāo)準(zhǔn)分別排在第 62位和68位，現(xiàn)有研究對(duì)國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的解讀較少，對(duì)評(píng)價(jià)體系的分析不足，這影響了BIM技術(shù)的應(yīng)用，需要進(jìn)一步拓展基于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究工作。2.4基于社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析的 BIM研究團(tuán)隊(duì)分析?；趯?duì) BIM研究文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)，本研究對(duì)BIM研究團(tuán)隊(duì)間關(guān)系進(jìn)行了分析

11、。通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)作者的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)共有3,013位研究人員對(duì)BIM進(jìn)行了研究，其中，張建平、何關(guān)培、王廷魁等是發(fā)表文獻(xiàn)最多的作者。表 4列出了發(fā)表文 獻(xiàn)數(shù)超過(guò)7篇的作者，從表中可以看出，大部分學(xué)者來(lái)自于大學(xué)，清華大學(xué)的相關(guān)學(xué)者數(shù)最 多。為了更直觀的對(duì) BIM研究作者間關(guān)系進(jìn)行分析，本研究建立了BIM研究團(tuán)隊(duì)網(wǎng)絡(luò)圖，如圖4所示。由于本研究重點(diǎn)關(guān)注作者團(tuán)隊(duì)間的合作關(guān)系，因此模型中僅對(duì)模塊化后占總體1%及以上的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。考慮到特征向量中心度計(jì)算的特殊性，在作者量化分析中， 分別以中心度(Degreecentrality,DC )作為指標(biāo)對(duì)該作者的核心性做分析，其計(jì)算結(jié)果如表5所示。通過(guò)對(duì)比圖 4和表

12、5的結(jié)果可以看出，現(xiàn)有 BIM研究中有9個(gè)較大的研究團(tuán)隊(duì)， 大部分研究團(tuán)隊(duì)是獨(dú)立地開(kāi)展研究，不同團(tuán)隊(duì)之間的研究交流較少。以 張建平”、胡振中” 等為核心的團(tuán)隊(duì)是最大的研究團(tuán)隊(duì)，并通過(guò)張洋“、李恒”等與 趙雪鋒”團(tuán)隊(duì)和 郭紅領(lǐng)”團(tuán)隊(duì)建立了聯(lián)系。除此之外，只有 張德?！焙蛷垵眻F(tuán)隊(duì)建立了有效的聯(lián)系，其他研究團(tuán)隊(duì)均呈 現(xiàn)出內(nèi)部小團(tuán)隊(duì)的現(xiàn)象，這影響了不同研究成果之間的交流。在作者相對(duì)重要性分析中，張建平”是中心度最大的作者，這與統(tǒng)計(jì)結(jié)果相同。而楊震卿"、趙欽"、張曉玲”等均表現(xiàn)出較高的重要性。3基于時(shí)間演化的 BIM研究熱點(diǎn)及趨勢(shì)分析通過(guò)上述研究的分析，本文初步對(duì)現(xiàn)有BIM研究熱點(diǎn)

13、與研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)分析，為更好地對(duì)BIM研究的未來(lái)趨勢(shì)進(jìn)行分析，本文分別對(duì)不同年代的 BIM研究進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)分析,從而對(duì)BIM研究的時(shí)間演化方向進(jìn)行了研究。3.1不同時(shí)間段BIM研究網(wǎng)絡(luò)的建立?；?,664篇文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，本文對(duì)文獻(xiàn)發(fā)表時(shí)間進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)與分析，并將 2006-2019年分隔為 2006-2010年、2011-2013 年、2014-2016 年與2017-2019年這四個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段 的文獻(xiàn)數(shù)分別為 66篇、390篇、906篇和302篇。同時(shí)，為了更直觀地對(duì)不同時(shí)間段的研 究?jī)?nèi)容進(jìn)行展示，本研究重點(diǎn)對(duì)4個(gè)不同時(shí)間段內(nèi)的核心研究網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展分析，分別根據(jù)關(guān)鍵詞詞頻大于等于2、3、5

14、、3,確立了各階段的核心關(guān)鍵詞，并建立了4個(gè)時(shí)間段的核心研究網(wǎng)絡(luò)模型圖，如圖5所示。3.2基于不同階段BIM核心研究網(wǎng)絡(luò)的趨勢(shì)演化分析?；诓?同時(shí)間段BIM核心研究網(wǎng)絡(luò)模型，本研究通過(guò)特征向量中心度計(jì)算結(jié)果對(duì)不同階段核心研 究?jī)?nèi)容的相對(duì)重要性進(jìn)行了量化研究，其計(jì)算結(jié)果如表6所示，4個(gè)不同時(shí)間段分別用 “0610年”、“1-13年”、“1416年”和“1719年”來(lái)表示。同時(shí)，由于本研究重點(diǎn)對(duì)各階段的主要研 究?jī)?nèi)容進(jìn)行分析，因此只列出了排在前15位的關(guān)鍵詞。從表 6的計(jì)算結(jié)果中可以看出，在06-10年，BIM作為一個(gè)新興技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)、協(xié)同設(shè)計(jì)與可視化是關(guān)注的重點(diǎn)13,針對(duì)IFC標(biāo)準(zhǔn)與BIM軟

15、件也開(kāi)展了許多研究；在 11-13年，BIM研究的工程應(yīng)用大大增加，信 息化成為了 BIM研究的共識(shí)，碰撞檢查的重要性急速上升，成為重要的設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)14。這一時(shí)期，BIM跳出了設(shè)計(jì)的局限，開(kāi)啟了施工管理研究工作；在14-16年，相關(guān)研究數(shù)量倍增，逐步跨越了設(shè)計(jì)階段，對(duì)施工過(guò)程中的應(yīng)用成為了研究核心15,而可視化由于在施工交底、工程展示中的重要意義，其重要性也不斷提升；在17-19年，隨著建筑工業(yè)化浪潮的到來(lái)，裝配式建筑的BIM應(yīng)用得到了廣泛的關(guān)注16,由此也引起了施工管理中工程精細(xì) 化研究的進(jìn)一步發(fā)展。同時(shí)，隨著建筑數(shù)據(jù)的不斷積累，全生命周期BIM管理成為了重要的研究方向，新技術(shù)也與BIM不

16、斷融合，創(chuàng)造出更多的價(jià)值。而在 BIM發(fā)展中，人才不足是制約現(xiàn)階段發(fā)展的重要因素，因此教學(xué)改革也成為了這一時(shí)期非常重要的研究?jī)?nèi)容。4跨越Modelling 的BIM 未來(lái)研究展望通過(guò)對(duì)現(xiàn)有BIM研究網(wǎng)絡(luò)的分析，本研究對(duì)主要研究?jī)?nèi)容、研究團(tuán)隊(duì)和研究發(fā)展趨勢(shì) 進(jìn)行了探討。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì) BIM研究最充分的是設(shè)計(jì)階段，碰撞檢查是其研究要點(diǎn)，而隨 著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM已經(jīng)在施工管理中得到了廣泛的應(yīng)用，并在向著建筑全生命周期各階段發(fā)展，信息化”已經(jīng)成為應(yīng)用BIM進(jìn)行管理的共識(shí)。但在對(duì) BIM研究的分析中，也發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)有研究存在的問(wèn)題，需要進(jìn)一步研究：（1）跨越模型限制，服務(wù)綜合管理建筑信息模型是一

17、種技術(shù)手段，而不是目的。在 BIM發(fā)展過(guò)程中，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)信息的深 度整合與數(shù)據(jù)分析，從而在建筑全生命周期各階段充分發(fā)揮建筑信息的作用，真正地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)與實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過(guò)開(kāi)展建筑智能設(shè)計(jì)、施工精細(xì)管理、運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)分析、剩余壽命預(yù)測(cè) 等方面的研究13,讓建筑數(shù)據(jù)跳出模型的限制，在建筑生命周期綜合管理中實(shí)現(xiàn)BIM的價(jià)值，才T造 BuildingInformationManagement 。 （2）立足裝配時(shí)代，推進(jìn)智能建造在建筑高 品質(zhì)發(fā)展與勞動(dòng)力短缺的雙重背景下，傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型的建筑業(yè)受到了極大的挑戰(zhàn)，這使得裝配式建筑應(yīng)運(yùn)而生。但在裝配式構(gòu)件生產(chǎn)與施工過(guò)程中，由于缺乏精細(xì)化信息管理技術(shù)， 反而

18、影響了建筑的品質(zhì)，這必然要通過(guò)加強(qiáng) BIM技術(shù)的應(yīng)用14,提高建筑建造過(guò)程中的精細(xì)度，以解決鋼筋碰撞等工程問(wèn)題15。同時(shí)，隨著建筑工業(yè)化水平的不斷提高，現(xiàn)代建筑施工必然要向著智能建造的方向發(fā)展，而 BIM是實(shí)現(xiàn)建筑智能化建造的基礎(chǔ)。因此，未來(lái) BIM發(fā)展要立足于裝配式建筑的發(fā)展現(xiàn)狀，充分發(fā)揮信息集成在構(gòu)件制造（ Manufacture ） 中的重要作用，推進(jìn)模塊化、信息化、智能化建筑的發(fā)展。（3）增強(qiáng)基礎(chǔ)研究，構(gòu)建自主平臺(tái)受我國(guó)科研基本環(huán)境的影響，現(xiàn)有BIM研究以應(yīng)用型技術(shù)為主，缺少對(duì)自主BIM三維圖形系統(tǒng)等基礎(chǔ)性內(nèi)容的研究。這種基礎(chǔ)研究的缺失，使得我國(guó)BIM研究必然要在國(guó)際平臺(tái)的框架下進(jìn)行，導(dǎo)致部分研究難以立足于我國(guó)的設(shè)計(jì)、施工基本情況，影響了相關(guān)研究的進(jìn)一步發(fā)展16,17。因此，未來(lái) BIM研究不單要