摘" 要：建筑行业中的成本控制是十分重要的，工程量能否准确计算将直接关系到成本能否得到有效控制。随着建筑信息模型（BIM）技术、物联网和大数据等技术在建筑行业的快速发展和普遍应用，为推进工程量数字化、建筑业项目流程自动化，设计并实现了基于Web的工程算量系统。该系统选用Java作为系统后端开发语言，利用Vue技术开发系统界面。利用SQL Server开发系统数据库，结合微服务框架进行工程算量系统的开发。通过HTTP接口与Revit插件连接，接收由Revit插件分解的形象信息，通过定义各工程构件类型计量方式、计量工程量属性名称，实现工程量的自动统计。同时，通过结构化设计，能够实现统计表的自动生成。通过检验，该系统显著了提高工程量等计算的准确率，有效控制成本。
关键词：Web技术；算量统计；成本控制；Java开发
中图分类号：TP311" 文献标识码：A" 文章编号：2096-4706（2025）04-0112-07
Development of Engineering Calculation System Based on Web
LU Wenzhi
（China Railway No.4 Engineering Group Co.， Ltd.， Hefei" 230023， China）
Abstract： Cost control in the construction industry is very important. Whether the engineering quantity can be accurately calculated is directly related to whether the cost can be effectively controlled. With the rapid development and widespread application of BIM technology， Internet of Things， Big Data， and other technologies in the construction industry， in order to promote the digitization of engineering quantity and the automation of project process in the construction industry， the engineering calculation system based on Web is designed and implemented. The system uses Java as the back-end development language of the system， and uses Vue technology to develop the system interface. The system database is developed by using SQL Server， and the engineering calculation system is developed by combining the microservice framework. Through the HTTP interface， it is connected with the Revit plug-in to receive the image information decomposed by the Revit plug-in. By defining the measurement method of each engineering component type and the attribute name of the measurement engineering quantity， the automatic statistics of the engineering quantity are realized. At the same time， through structured design， the automatic generation of statistical tables can be achieved. Through the testing， the system significantly improves the accuracy of engineering quantity calculation and effectively controls the cost.
Keywords： Web technology; calculation statistics; cost control; Java development
0" 引" 言
在数字孪生与物联网技术加速融合的产业背景下，随着建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）技术、大数据等前沿技术在建筑行业的快速发展，各种用于工程算量的系统及软件层出不穷[1-3]。这些技术显著提升了工程算量的准确性和效率，但是大多数工程算量系统往往存在诸多问题，例如需要手动输入大量数据，不仅耗时费力，还可能造成一定的误差；系统兼容性差，数据难以共享和集成；系统功能复杂，非专业人士难以操作；在数据处理和更新方面存在滞后性，无法实时反映工程进度和成本变化，影响决策的及时性和准确性。工程量的计算与成本控制密切相关，工程量的准确计算可以使成本得到有效控制。传统的工程量计算方法是人工读取专业施工图，借助Excel工具计算工程量，并统计、分析各种工程数量报表。这种方法存在诸多弊端，例如人为因素导致算量误差；工程量台账管理难度大；工程量提取标准不统一；工程量数据复用率低。为进一步解决上述问题，基于Web的工程算量系统应运而生。
近年来，随着计算机技术的飞速发展，Web端开发领域的发展也快速且广泛[4-5]。Web端开发涵盖前端和后端的多个领域[6-7]。主要任务是处理数据存储、业务逻辑和服务器端的操作，确保应用程序的稳定性和性能[8]。Web技术的成熟为系统开发提供了机遇。同时，随着BIM在建筑项目中的广泛应用，Revit二次开发已成为提升设计质量、优化施工流程和解决专业工程问题的关键技术。Revit二次开发依托于Autodesk提供的API和丰富的开发工具，持续推动着建筑行业的技术创新和生产力提升[9-10]。Revit二次开发工具和Web端系统的结合应用，能够显著提升建筑行业在工程算量领域的精确度和效率，推动该领域的技术进步和实践创新。
1" 研究意义
本系统利用Web技术开发，旨在响应建筑行业数字化转型升级和组织内部改进生产管理手段的新要求。通过与Revit插件连接，采用BIM技术实现园林工程的快速建模与算量[11]，改进算量方式、优化算量流程，实现施工图工程数量、材料总控数量、业主清单复核量、劳务分包总控量及劳务分包分控制量等工程汇总表的自动生成。严控主数据来源、规范基础工程量输出，减轻一线工程技术人员工作负担，提高工程量管理效率。
2" 需求分析
2.1" 系统需求分析
对工程算量系统的主要流程和关键步骤进行分析，确定了系统完成工程算量所需要实现的系统功能。算量系统需要能够根据项目CAD图纸准确识别构件数量，实现工程量数据的上传与下载功能，与其他平台的数据联动。根据项目工程算量流程，工程算量系统若要完成工程量统计功能，则需满足以下需求：
1）创建园林专业族库。族库收集，族库中存有基础图像，每个分类下包含若干可用族。系统族具有上传下载功能，如楼板、墙体等通过RVT项目文件格式或配置文件格式上传至族库，从云端加载至项目时，将相应的参数配置复制到当前项目中，并以此创建对应的系统族。
2）CAD识别及快速建模。包括园林绿化工程在内的诸多工程可实现快速建模、管道翻模、点状翻模等功能。
3）工程量统计。园林工程的工程量统计，建模工具端与算量系统Web端实现数据联动。
4）微地形土方量计算工具开发。基于CAD中的等高线和高程标注图层来创建地形，基于高程点地形文件创建地形，手动绘制创建地形。
5）模型挂接工具。实现已创建园林模型与大商务平台形象清单关联挂接。
2.2" 系统功能性需求分析
根据工程算量系统的使用场景和用户需求，进行工程算量系统的功能性需求分析，确定系统需要实现的功能。除了满足统计工程算量的需求外，还需要满足以下功能性需求：
1）基础设置功能。建立工程构件类型库、企业定额算量方式库等基础数据，提前定义算量基础设置；支持对接主数据系统的项目信息、组织机构、人员、物资材料等数据，实现数据同源；建立系统实例分解模板，支持对接大商务系统标准工号，实现工号实例、形象分解、要素挂接等数据的贯通，为施工图数量、清单复核量、材料总控量、劳务总控量、劳务分控量等计算提供数据支持，同时为成本系统收方验收和进度系统进度提供数据支撑。
2）数据与功能权限。系统的数据与功能权限是与组织管理、角色管理、岗位方案、岗位实例及数据权限紧密关联，在用户本身的信息维护相关职务时进行绑定。系统业务中的数据权限也是基于用户所属部门，部门关联项目的形式控制用户所查看与操作的项目数据权限。系统超级管理员需要对用户账号的角色权限（如公司领导、营销负责人等）和用户信息（如用户名、姓名等）有创建、编辑或删除等操作的权限。同时，超级管理员还需对企业的信息（如名称、组织类型、GPS坐标等）进行新增、编辑、代管等操作。
3" 开发设计
3.1" 系统功能
基于Web技术的工程算量系统连接Revit二次开发建模工具，实现与Revit建模工具端的数据联动。该系统为Revit工具上传的统计工程量提供清单量、劳务量、材料量统计挂接功能，并与信息贯通系统实现互联互通。Web端算量系统与Revit建模工具的具体交互流程为：用户登录Web端，在Web端新增项目，项目结合分解模板进行形象分解，分解出的形象分别与项目的业主主合同信息、企业定额、物资清单进行挂接操作；用户登录Revit工具，导入CAD图纸，利用快速建模功能根据形象分解后的要素实例化建模，统计建模图形中的工程量后上传到Web端；Web端复核工程量并汇总生成报表。系统总体框架和交互流程如图1所示。
3.2" 数据库设计
根据系统功能需求，本系统的数据存储采用MySQL数据库。MySQL具有性能高、可靠性高和易用性强的特点，被广泛应用于各类Web应用程序[12]。同时，MySQL支持多种存储引擎、事务处理和多用户访问，并可与多种编程语言和平台兼容，现已成为开发人员的首选数据库管理系统。
3.2.1" 数据库设计工具
本系统使用MySQL 8.0版本的软件进行数据库设计。MySQL 8.0是MySQL数据库的一个重要版本[13]。相较以往版本，该版本具有性能和扩展性增强、安全性提高、引入诸多高级特性等优势，在处理复杂查询和大规模数据管理方面更加高效和灵活，成为当前编程工作者的得力工具。系统业务流程如图2所示。
3.2.2" 数据库表的设计
常见的数据库类型主要分为两类：关系型数据库（RDBMS）和非关系型数据库（NoSQL）[14]。RDBMS具有数据结构化、规范化、可扩展性等特点。NoSQL具有数据非结构化或半结构化、模式灵活等特点。据分析，关系型数据库更加适用于工程算量系统的数据库设计。MySQL数据库技术属于RDBMS，具有高稳定性和可靠性、支持多种数据类型和多种语言的SQL语法等优势，是RDBMS领域内非常流行和成熟的技术。因此，本系统选择MySQL数据库技术。以系统的桥梁数据库表为例。使用MySQL数据库技术将工程算量系统的数据如实例模板信息、形象信息、材料信息、项目信息等构建成不同的数据表，并设计表与表之间的逻辑关系：
1）实例模板信息。实例模板信息表中的字段包括模板分类ID、模板名称、模板编码、是否末级、构件信息ID等。
2）形象信息。形象信息表中的字段包括形象批次ID、工点ebs_id、工点ID、形象名称、形象编号、形象单位、工程量单位、形象量、构件信息ID、项目信息ID等。
3）材料信息。材料信息表中的字段包括材料分类ID、材料名称、材料编码、材料规格、材料型号等。
4）项目信息。项目信息表中的字段包括项目名称、项目简称、所属公司、所属部门ID、项目性质等。
本系统共创建了35张数据库表，除上述表外，还构建了存储材料分类、企业定额、企业公式、实例模板分类等数据表。部分数据表如表1所示。各数据库表之间的逻辑关系如图3所示。
4" 系统开发及实现
4.1" 系统开发环境及工具
系统选用如表2所示的开发工具进行工程算量系统的实现。
4.2" 基础设置模块
基础设置模块包括添加物资类别、材料清单，进行构件定义，添加实例模板和设置企业定额功能，是系统内的重要组成部分，主要为后续业务提供相关基础数据。物资类别为配置物资清单的所属类别，分类支持多级，同时支持从主数据系统接入物资类别数据；材料清单展示物资类别下的全部清单数据，并支持从主数据系统接入材料清单数据；构件定义用于维护构件分类及其相关构件的类型参数，例如几何参数、计算参数、钢筋参数以及其他参数，并设定某些参数作为工程量属性，该数据为园林等工具端的基础数据，通过接口同步到各端进行建模处理；实例模板作为工点后续实例化的基础数据；企业定额可针对劳务清单项进行算量方式预设，可单项、批量设置，支持定义算量公式及参数名称、定义清单引用的清单项、定义常量的常量值，支持从成本系统接入企业清单库数据，并基于此进行算量方式设置。其中企业定额的预设算量公式以定额人力挖基坑（Q）为例，设参数长为h，宽为w，深度为d，工作面为s，放坡系数为k，则Q可用式（1）表示：
（1）
上述功能具体如图4、图5所示。
4.3" 要素挂接模块
要素挂接模块包含清单挂接、劳务挂接和材料挂接功能。将分解后的形象按照幅段的形式统计挂接信息，可以批量对幅段和形象进行挂接操作。清单挂接功能将形象与项目的业主主合同信息进行挂接操作；劳务挂接功能将形象与企业定额进行挂接操作；材料挂接功能用于将形象与物资清单进行挂接操作。这些分别形成后续清单量算量、劳务量算量和材料量算量业务数据的基础。此外，该模块还支持从进度系统同步接入数据。具体如图6所示。
4.4" 工程算量模块
工程算量模块包含统计算量表、工程量、材料量、劳务量和清单量的功能。通过研究和分析工程的工程量计算规则，我们分别定义了各专业工程各构件类型的计量方式以及计量工程量的属性名称，实现工程量的自动计算。算量表功能可以将某工点的算量结果从相关工具端拉取到本系统，同时展示相关形象的“材料明细”和“工程量明细”。工程量功能以多列列表的形式展示算量表的工程量明细数据，工程量明细数据根据构件类型设置的工程量属性来匹配算量表的算量结果；材料量功能在进行算量时，根据挂接的物资匹配算量表的材料明细数据，生成材料工程量，并支持手动编辑形象的工程量，同时支持选中多个形象以合并对象的形式展示其挂接项的算量信息；劳务量功能基于算量表的基础数据并结合预定义的企业定额算量方式，可自动计算和汇总各工点形象构件的劳务工程量，也可手动录入工程量进行算量，支持多个形象同时设置相关劳务量数据，算量状态可显示各形象挂接的劳务项算量完成度；清单量功能基于算量表基础数据并结合手动定义的业主清单项算量方式，可计算和汇总各工点形象构件业主清单工程量，算量状态可显示各形象挂接的业主清单项算量完成度。具体如图7所示。
4.5" 统计报表模块
统计报表模块支持汇总工程量、材料量、劳务量和清单量，通过调研一线业务人员常用的工程量统计报表，通过结构化设计，实现统计报表的自动生成。工程量统计报表、材料量统计报表、劳务量统计报表和清单量统计报表分别统计汇总了项目各工点的工程量、材料量、劳务量和清单量。其中工程量统计报表既支持单个工点汇总及导出，也支持多个工点汇总及导出，材料量统计报表、劳务量统计报表和清单量统计报表仅支持单个工点汇总及导出。同时，劳务量统计报表可以查看引用该定额的形象的明细数据。具体如图8所示。
5" 结" 论
基于Web的工程算量系统通过与Revit工具端的数据联动，有效解决了传统工程量计算方法中工作量大、计算误差、标准不统一等问题。系统通过导入CAD图纸自动分析识别图纸中的二维图线、文本、填充、标注对象等元素，实现快速建模，统计工程量后并上传到Web端，Web端复核工程量并生成统计报表。该系统显著提高了项目中工程量计算的效率与准确性，推动了工程量数字化，减轻了相关人员的工作负担。工程量的准确统计能有效控制项目成本，推动了建筑行业的快速发展。
参考文献：
[1] 黄志超.BIM技术在风景园林工程项目中的应用研究 [D].广州：华南理工大学，2017.
[2] 佟强.基于BIM技术的精细化算量系统设计与实现 [D].成都：电子科技大学，2017.
[3] 何帅，宋雪健，王大鹏，等.BIM技术在工程算量中的应用研究 [J].工程技术研究，2023，8（24）：145-147.
[4] 杨一珉，孟雪.我国Web3.0技术与应用发展研究 [J].软件和集成电路，2024（Z1）：64-74.
[5] 邬江兴，邹宏，张帆，等.Web3.0与网络技术发展范式若干问题研究 [J].科技导报，2023，41（15）：12-21.
[6] 李晓彤，赵洪凯.基于Web技术的学生在线签假管理系统的设计与开发 [J].实验室科学，2021，24（1）：40-43+48.
[7] 张朝朝，叶蕾，曹志勇，等.基于WEB的航空航天环形锻件CAPP系统开发 [J].精密成形工程，2023，15（5）：164-175.
[8] 郭文学.Web应用快速开发工具设计与实现 [D].济南：山东大学，2022.
[9] 赵全斌，王昌辉，程浩.建筑业Revit二次开发技术研究进展 [J].山东建筑大学学报，2021，36（1）：83-89.
[10] 李熊飞.基于BIM技术revit二次开发工程应用研究 [J].建设科技，2021（23）：109-111.
[11] 魏晓霞，林南置，陈启光.基于Revit的建筑BIM正向设计应用 [J].建筑技术，2023，54（21）：2628-2631.
[12] 李奕言，田季坤，蒲照，等.数据库参数配置智能调优研究综述 [J].计算机学报，2024，47（8）：1901-1921.
[13] 张文亮.MySQL 8.0从入门到实战 [M].北京：清华大学出版社，2023.
[14] 潘益婷，周振兴，宁海元.基于多云架构及大语言模型的数据库综述 [J/OL].微电子学与计算机，2025：1-14[2025-07-10].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/61.1123.TN.20240929.1545.002.html.
作者简介：鲁文志（1990—），男，汉族，安徽马鞍山人，学士，研究方向：市政工程技术。
收稿日期：2024-08-28
基金项目：中铁四局集团有限公司科技研发项目（2023-40）
