Compliance checking for construction project data with linked data

Abstract

O sector da construção tem assistido a um aumento da digitalização nos últimos anos, levando à produção de quantidades cada vez maiores de dados. Estes dados estão frequentemente isolados em sistemas e formatos de ficheiros específicos, o que dificulta a sua ligação numa representação holística de um bem construído. A investigação existente sugere que esta lacuna entre silos díspares pode ser colmatada utilizando Semantic Web Technologies (SWT). A aplicação das SWT resulta numa representação formal e explícita do conhecimento, tornando possível assegurar a verificação da conformidade dos dados do projeto de construção provenientes de diferentes fontes. Embora promissora, a escalabilidade da aplicação das SWT no ambiente construído foi prejudicada pela falta de diretrizes de modelação claras. Tais diretrizes foram recentemente introduzidas no mercado europeu sob a forma de uma norma, a EN 17632-1:2022: Building Information Modelling (BIM) - Semantic Modelling and Linking (SML), que prescreve um modelo de informação de nível superior e um conjunto de padrões de modelação da informação. Considerando que o modelo e formato de informação Industry Foundation Classes (IFC) é atualmente o padrão de intercâmbio mais utilizado para dados BIM, esta dissertação irá analisar e apresentar os meios de expressar tanto o esquema IFC como os conjuntos de dados IFC de acordo com as diretrizes especificadas na norma EN 17632. Para a primeira contribuição, o modelo de informação de nível superior SML é alargado com conceitos do esquema IFC. Em segundo lugar, os conjuntos de dados IFC convencionais são convertidos num gráfico de dados ligados aplicando a versão baseada em SML do esquema IFC, bem como os padrões de modelação da informação SML. Numa incursão no final da investigação, são exploradas as possibilidades de verificação da conformidade dos conjuntos de dados IFC convertidos, primeiro em teoria e depois na aplicação prática num contexto mais vasto do processo de licenciamento digital de edifícios.

The construction industry has seen an increase in digitalisation in recent years, leading to production of ever larger amounts of data. This data is often siloed in specific systems and file formats, making it hard to connect it in a holistic representation of a built asset. Existing research suggests that this gap between disparate silos could be bridged using Semantic Web Technologies (SWT). Application of SWT results in a formal and explicit knowledge representation, making it possible to ensure compliance checking of construction project data coming from different sources. While promising, scalability of SWT application in the built environment was hindered by the lack of clear modelling guidelines. Such guidelines were recently introduced to the European market in the form of a standard, EN 17632-1:2022: Building Information Modelling (BIM) – Semantic Modelling and Linking (SML), prescribing a Top Level Information Model and a set of information modelling patterns. Considering that the Industry Foundation Classes (IFC) information model and format is currently the most used exchange standard for BIM data, this dissertation will analyse and present the means of expressing both the IFC schema as well as IFC datasets according to the guidelines specified in the EN 17632 standard. For the first contribution, the SML Top Level Information Model is extended with concepts from the IFC schema. Secondly, conventional IFC datasets are converted to a Linked Data graph applying the SML-based version of the IFC schema as well as the SML information modelling patterns. In an expedition at the end of the research, the possibilities of compliance checking over the converted IFC datasets are explored, first in theory and then in practical application in a wider context of digital building permitting process.