建筑業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，然而傳統(tǒng)粗放型發(fā)展模式帶來(lái)資源能源消耗劇增、質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)提升等問(wèn)題，制約其可持續(xù)發(fā)展。在此背景下，借助新興數(shù)字化技術(shù)推動(dòng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)成為必然選擇。建筑工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的重要體現(xiàn)，對(duì)保障建筑工程全生命周期的安全性、可持續(xù)性和舒適性至關(guān)重要，是確保建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵依據(jù)。在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，基于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)圖紙審查是保障建筑質(zhì)量安全的關(guān)鍵;施工運(yùn)維階段，安全隱患識(shí)別排查、質(zhì)量驗(yàn)收及合同管理等環(huán)節(jié)也依賴標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的約束。

　　隨著建筑信息模型(BIM)、人工智能等先進(jìn)信息技術(shù)和建筑機(jī)器人的推廣應(yīng)用，探索智能建造新模式成為建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要戰(zhàn)略舉措。但當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范主要以文本形式呈現(xiàn)，面向人工解讀，存在查詢檢索困難、人工校核低效等問(wèn)題，難以滿足未來(lái)人機(jī)協(xié)同場(chǎng)景的需求。因此，實(shí)現(xiàn)建筑工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的數(shù)字化發(fā)展，推動(dòng)其機(jī)器可讀、高效推理與融合計(jì)算，構(gòu)建兼顧人工閱讀與機(jī)器推理的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范新形態(tài)，對(duì)推動(dòng)建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能建造發(fā)展意義重大。建筑工程標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化的總體目標(biāo)是通過(guò)數(shù)字技術(shù)提升標(biāo)準(zhǔn)的可讀性、可理解性、可計(jì)算性和可操作性，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的智能化檢索、自動(dòng)解譯與協(xié)同化編制，促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)信息在建筑工程各環(huán)節(jié)的無(wú)縫集成與應(yīng)用。

　　近年來(lái)，學(xué)者們結(jié)合自然語(yǔ)言處理(NLP)、大語(yǔ)言模型(LLM)等人工智能技術(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范知識(shí)提取、條文解譯及設(shè)計(jì)審查等方面進(jìn)行了諸多探索，有力推動(dòng)了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)字化的發(fā)展。本文旨在綜述國(guó)內(nèi)外工程標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化的研究進(jìn)展，提出建筑業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化發(fā)展的分級(jí)模型，系統(tǒng)總結(jié)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀與未來(lái)趨勢(shì)，明確面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，為未來(lái)建筑業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的數(shù)字化與智能化發(fā)展提供建議。

　　1 研究思路

　　本文首先圍繞建筑業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)，在 Web of Science 和 CNKI 數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)相關(guān)論文進(jìn)行調(diào)研分析和篩選。接著，結(jié)合國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化發(fā)展階段的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，提出面向建筑業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化分級(jí)模型。隨后，對(duì)篩選后的 60 篇論文和相關(guān)報(bào)道進(jìn)行分類總結(jié)，分為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容數(shù)字解譯技術(shù)、新型編制技術(shù)、機(jī)器語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)生成技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)推理校核技術(shù)及應(yīng)用 5 個(gè)部分，詳細(xì)闡述各部分關(guān)鍵技術(shù)的研究成果和應(yīng)用現(xiàn)狀。最后，總結(jié)建筑業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)字化發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)及面臨的挑戰(zhàn)。

　　2 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化發(fā)展的分級(jí)模型

　　標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化的發(fā)展是一個(gè)分階段推進(jìn)的過(guò)程。目前，工程建設(shè)領(lǐng)域已形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、內(nèi)容豐富、體量龐大的標(biāo)準(zhǔn)體系，建立分級(jí)模型有助于清晰劃分發(fā)展階段，為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化發(fā)展提供明確的階段目標(biāo)。

　　國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)建立的機(jī)器可讀標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)模型應(yīng)用廣泛。該模型中，0 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以紙質(zhì)文檔形式存在;1 級(jí)將紙質(zhì)文檔轉(zhuǎn)換為 PDF 等開(kāi)放數(shù)據(jù)格式;2 級(jí) “機(jī)器可讀” 階段，重點(diǎn)對(duì)電子文檔中的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理;3 級(jí) “機(jī)器可執(zhí)行” 階段，進(jìn)一步深化電子文檔內(nèi)容處理，通過(guò)語(yǔ)義化增強(qiáng)機(jī)器對(duì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的理解和應(yīng)用能力;4 級(jí) “機(jī)器可決策” 階段，旨在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的自主學(xué)習(xí)和預(yù)測(cè)功能，提升機(jī)器的智能水平和決策支持能力。ISO 將自身標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化水平定義在 “機(jī)器可讀” 階段，借助可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言(XML)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化，以快速識(shí)別與檢索標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。

　　但上述分級(jí)模型側(cè)重于電子文檔的格式和結(jié)構(gòu)化程度，3 級(jí)和 4 級(jí)界限不夠明確，且缺乏對(duì)建筑工程領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用和相關(guān)數(shù)據(jù)模型集成的說(shuō)明。因此，本研究結(jié)合現(xiàn)有研究中對(duì)機(jī)器可讀標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)模型的表述，考慮建筑工程領(lǐng)域知識(shí)和 BIM 等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成、專業(yè)性強(qiáng)、關(guān)聯(lián)性強(qiáng)等特點(diǎn)，提出更具體的分級(jí)模型，并明確各級(jí)別的關(guān)鍵支撐技術(shù)和典型應(yīng)用場(chǎng)景，以更好地適應(yīng)建筑業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化的發(fā)展需求。

　　0 級(jí)階段的標(biāo)準(zhǔn)主要表現(xiàn)為紙質(zhì)文檔和掃描圖片，方便人類閱讀，但計(jì)算機(jī)無(wú)法檢索和查詢。1 級(jí)階段的標(biāo)準(zhǔn)呈現(xiàn)為 TXT、CSV 等純文本格式和 PDF、Docx 等可移植文檔格式，能夠?qū)崿F(xiàn)基礎(chǔ)的內(nèi)容檢索，方便跨平臺(tái)文件預(yù)覽。2 級(jí)階段利用 XML、JSON 等文檔結(jié)構(gòu)化描述語(yǔ)言對(duì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行章、節(jié)、條、款的拆分，可實(shí)現(xiàn)文檔級(jí)別的基礎(chǔ)問(wèn)答和標(biāo)準(zhǔn)間的關(guān)聯(lián)挖掘，但無(wú)法識(shí)別條文語(yǔ)義。3 級(jí)階段在 2 級(jí)基礎(chǔ)上融合領(lǐng)域知識(shí)，實(shí)現(xiàn)條文內(nèi)容的語(yǔ)義標(biāo)注和語(yǔ)句解析，可用于條文之間的語(yǔ)義關(guān)聯(lián)關(guān)系識(shí)別和消歧，但無(wú)法進(jìn)行復(fù)雜規(guī)則推理。4 級(jí)階段以融合 BIM、點(diǎn)云數(shù)據(jù)以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)模型的信息平臺(tái)為主要表現(xiàn)形式，能夠生成機(jī)器可解析的代碼，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)義和不同數(shù)據(jù)模型之間的對(duì)齊，應(yīng)用于面向機(jī)器的標(biāo)準(zhǔn)推理和校核等場(chǎng)景，但復(fù)雜場(chǎng)景推理仍需人工干預(yù)。

　　在工程建設(shè)領(lǐng)域，目前已制定并投入使用的工程標(biāo)準(zhǔn)，其電子化呈現(xiàn)(1 級(jí)階段)已較為成熟，正逐步向 2 級(jí)和 3 級(jí)階段過(guò)渡。當(dāng)前研究重點(diǎn)在于標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的數(shù)字解譯技術(shù)，以及構(gòu)建領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)條文庫(kù)、語(yǔ)義常識(shí)庫(kù)、機(jī)器規(guī)則庫(kù)，實(shí)現(xiàn)條文的高級(jí)檢索應(yīng)用。同時(shí)，在工程標(biāo)準(zhǔn)制定與修訂環(huán)節(jié)，融合人工智能的標(biāo)準(zhǔn)新型編制技術(shù)，以及結(jié)合既有標(biāo)準(zhǔn)條文庫(kù)、語(yǔ)義常識(shí)庫(kù)實(shí)現(xiàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的檢索、查重、智能輔助編寫與標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)庫(kù)更新，也是未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化的重要方向。此外，面向計(jì)算機(jī)與機(jī)器人等機(jī)器推理與應(yīng)用需求，研究機(jī)器規(guī)則語(yǔ)言的自動(dòng)生成與高效推理校核技術(shù)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器可讀與高效推理。

　　結(jié)合以上分析，本研究提出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)體系框架，該框架覆蓋存量標(biāo)準(zhǔn)智能解譯、增量標(biāo)準(zhǔn)智能編制與標(biāo)準(zhǔn)多場(chǎng)景應(yīng)用 3 個(gè)方面，具體包括標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的數(shù)字解譯技術(shù)、新型編制技術(shù)、機(jī)器語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)生成技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)推理校核技術(shù)及應(yīng)用 5 個(gè)部分。其中，標(biāo)準(zhǔn)多場(chǎng)景應(yīng)用涵蓋機(jī)器語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)生成和標(biāo)準(zhǔn)推理校核。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型是標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容數(shù)字解譯、新型標(biāo)準(zhǔn)編制、標(biāo)準(zhǔn)多場(chǎng)景應(yīng)用的基礎(chǔ)，而標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的數(shù)字解譯結(jié)果、新編的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)、生成的機(jī)器語(yǔ)言又不斷擴(kuò)充標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的數(shù)字解譯是生成機(jī)器語(yǔ)言的基礎(chǔ)，生成的機(jī)器語(yǔ)言和新編的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)直接應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)的推理校核，標(biāo)準(zhǔn)推理校核過(guò)程中又可不斷完善生成的機(jī)器語(yǔ)言，服務(wù)于新型標(biāo)準(zhǔn)的編制。以《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016—2014)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換為例，在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型階段需構(gòu)建領(lǐng)域本體模型;標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容數(shù)字解譯階段通過(guò)文檔掃描、圖像處理等技術(shù)將標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化文本并識(shí)別條文;新型編制技術(shù)階段基于知識(shí)庫(kù)智能推薦條文;機(jī)器語(yǔ)言生成階段將邏輯表達(dá)式轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行代碼;標(biāo)準(zhǔn)推理校核階段基于代碼規(guī)則在 BIM 模型中檢查防火隔墻布置是否符合規(guī)范要求。

　　3 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)

　　3.1 整體框架和思路

　　標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)體系框架中，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的數(shù)字解譯技術(shù)流程包括文檔內(nèi)容識(shí)別、章節(jié)解構(gòu)、條文分類、知識(shí)抽取、規(guī)則解譯和知識(shí)融合。在文檔內(nèi)容識(shí)別階段，將紙質(zhì)或 PDF 格式的標(biāo)準(zhǔn)文檔轉(zhuǎn)換為可處理的電子文本;章節(jié)解構(gòu)階段，利用正則表達(dá)式等技術(shù)識(shí)別文檔的層次結(jié)構(gòu)，生成結(jié)構(gòu)化文檔;條文分類階段，基于定義的條文分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)條文進(jìn)行智能分類;知識(shí)抽取階段，識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)中的實(shí)體概念及其關(guān)系;規(guī)則解譯階段，將抽取的知識(shí)轉(zhuǎn)換為形式化規(guī)則;知識(shí)融合階段，對(duì)抽取的知識(shí)中存在的不一致進(jìn)行沖突消解。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型是基礎(chǔ)，為其他技術(shù)提供支持;新型編制技術(shù)輔助標(biāo)準(zhǔn)制定，提高編寫效率和質(zhì)量;機(jī)器語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)生成技術(shù)將數(shù)字解譯后的條文內(nèi)容轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)推理與校核;標(biāo)準(zhǔn)推理校核技術(shù)及應(yīng)用則確保建筑項(xiàng)目符合規(guī)范要求，貫穿建筑全生命周期。

　　3.2 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型

　　在工程建設(shè)領(lǐng)域，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型是實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。其核心是實(shí)現(xiàn)自然語(yǔ)言文本、工程語(yǔ)義特征及機(jī)器可讀規(guī)則語(yǔ)言的結(jié)構(gòu)化及形式化表示，并提供與 BIM、點(diǎn)云、圖像等多模態(tài)數(shù)據(jù)的融合及語(yǔ)義映射機(jī)制，以形成一個(gè)完備、統(tǒng)一、通用的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化框架，兼顧人類便捷閱讀使用需求與機(jī)器高效讀取推理需求。

　　數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)模型的發(fā)展始于 Level 2 階段，此階段主要基于正則表達(dá)式匹配，采用 XML、JSON、RASE 等標(biāo)記語(yǔ)言，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文檔章、節(jié)、條構(gòu)成及層級(jí)關(guān)系進(jìn)行結(jié)構(gòu)化描述，相關(guān)技術(shù)已相對(duì)成熟。Level 3 階段的標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)一步融合領(lǐng)域知識(shí)，結(jié)合語(yǔ)義網(wǎng)技術(shù)形成領(lǐng)域知識(shí)圖譜，目前研究主要集中在這一階段。Level 4 階段的數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)模型構(gòu)建仍有待深入探索。

　　本體及語(yǔ)義網(wǎng)技術(shù)通過(guò)機(jī)器可理解的統(tǒng)一信息描述來(lái)共享領(lǐng)域知識(shí)，基于 RDF 框架、OWL 本體語(yǔ)言等可以定義和表示建筑工程標(biāo)準(zhǔn)概念之間的類別、屬性和關(guān)系，以結(jié)構(gòu)化的形式存儲(chǔ)和組織大量領(lǐng)域知識(shí)。例如，本體可以定義防火門的概念、屬性及與其他概念的關(guān)系，RDF 框架通過(guò)三元組形式描述標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)，OWL 可在 RDF 基礎(chǔ)上表達(dá)更復(fù)雜的約束和推理規(guī)則。以本體為模式層擴(kuò)展實(shí)例層領(lǐng)域知識(shí)，可形成領(lǐng)域知識(shí)圖譜，將碎片化的領(lǐng)域知識(shí)融合成高度關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)化知識(shí)。語(yǔ)義網(wǎng)及知識(shí)圖譜等技術(shù)廣泛用于解決建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)中的知識(shí)表示難題。不同標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型各有特點(diǎn)與適用場(chǎng)景，XML/JSON 通用性強(qiáng)但缺乏語(yǔ)義表達(dá)能力，適用于文檔結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ);RASE 邏輯結(jié)構(gòu)清晰但表達(dá)能力有限，用于簡(jiǎn)單規(guī)則提取;本體語(yǔ)義表達(dá)豐富但構(gòu)建成本高，適用于知識(shí)形式化表達(dá);知識(shí)圖譜知識(shí)關(guān)聯(lián)完整但維護(hù)更新復(fù)雜，用于知識(shí)推理應(yīng)用。

　　為明確標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相關(guān)知識(shí)的概念層次結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)表達(dá)推理能力，本體概念逐漸應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中的知識(shí)組織。眾多學(xué)者針對(duì)不同工程領(lǐng)域構(gòu)建了知識(shí)圖譜或本體架構(gòu)，如劉江波針對(duì)盾構(gòu)施工規(guī)范構(gòu)建兩級(jí)知識(shí)圖譜架構(gòu)，劉廣宇等建立公路工程安全領(lǐng)域的知識(shí)本體架構(gòu)，Jiang 等構(gòu)建建筑安全標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)圖譜，Xu 等建立地下基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域特定本體，Zheng 等構(gòu)建建筑消防安全領(lǐng)域本體等。此外，一些領(lǐng)域特定的形式化語(yǔ)言和語(yǔ)義標(biāo)簽也被提出用于表達(dá)規(guī)范文本的語(yǔ)義結(jié)構(gòu)特征。但目前工程建設(shè)領(lǐng)域尚未形成統(tǒng)一的大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型，相關(guān)研究存在規(guī)范條文覆蓋范圍有限、數(shù)據(jù)集規(guī)模較小以及難以處理標(biāo)準(zhǔn)中的圖片、公式、表格等問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)范內(nèi)容的完全機(jī)器推理與高效應(yīng)用。

　　3.3 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的數(shù)字解譯技術(shù)

　　工程建設(shè)領(lǐng)域存量紙質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換是當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化的迫切需求之一，本研究將其定義為標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的數(shù)字解譯技術(shù)。

　　文檔內(nèi)容識(shí)別技術(shù)：標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化的首要步驟是對(duì)紙質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行文檔掃描和圖像處理，識(shí)別并轉(zhuǎn)換為電子文檔。常采用光學(xué)字符識(shí)別(OCR)技術(shù)，其處理流程包括預(yù)處理、文字區(qū)域檢測(cè)和文字識(shí)別。預(yù)處理通過(guò)降噪、傾斜校正等操作，傳統(tǒng)方法常使用灰度化、二值化，基于深度學(xué)習(xí)的方法則聚焦于圖像增強(qiáng)。文字區(qū)域檢測(cè)通過(guò)版面分析將文檔圖像分為純文本、標(biāo)題、表格、圖片等。文字識(shí)別方面，傳統(tǒng)模板匹配方法運(yùn)算效率低，基于卷積循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CRNN)等深度學(xué)習(xí)模型可實(shí)現(xiàn)高精度識(shí)別。然而，OCR 識(shí)別面臨重疊、模糊等成像問(wèn)題，且標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范包含多模態(tài)數(shù)據(jù)，其內(nèi)容完整識(shí)別更加復(fù)雜困難，未來(lái)需進(jìn)一步發(fā)展文檔識(shí)別技術(shù)。

　　章節(jié)解構(gòu)技術(shù)：章節(jié)解構(gòu)的重點(diǎn)是從文檔中提取層次化結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)正文按章、節(jié)、條、款、項(xiàng)劃分層次，其編號(hào)具有規(guī)范性和統(tǒng)一化特點(diǎn)，有利于通過(guò)編寫正則表達(dá)式實(shí)現(xiàn)章節(jié)解構(gòu)，將非結(jié)構(gòu)化文本轉(zhuǎn)換為 XML、CSV 等格式并基于知識(shí)圖譜存儲(chǔ)。但正則表達(dá)式編寫依賴人工，適用范圍有待擴(kuò)大。Bartoli 等探索的基于用戶示例自動(dòng)合成正則表達(dá)式的系統(tǒng)，其性能、效率和泛化能力仍需提升。

　　條文分類技術(shù)：對(duì)標(biāo)準(zhǔn)條文進(jìn)行分類可為標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)抽取奠定基礎(chǔ)。我國(guó)學(xué)者已對(duì)建筑工程領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)分類體系展開(kāi)研究，提出多種分類方式，但目前缺乏通用的分類體系框架。自動(dòng)化條文分類技術(shù)可提升處理大量條文的效率，早期文本分類方法依賴人工定義規(guī)則和統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)，基于深度學(xué)習(xí)的方法需將自然語(yǔ)言文本表示為向量，常用詞袋模型和詞嵌入模型，再利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN)等模型訓(xùn)練。近年來(lái)，預(yù)訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)模型如 BERT 應(yīng)用廣泛，LLM 在少樣本訓(xùn)練下的文本分類任務(wù)中表現(xiàn)卓越，但在建筑工程領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)條文自動(dòng)分類中的應(yīng)用研究較少，分類結(jié)果的可靠性和適用性需進(jìn)一步驗(yàn)證。

　　知識(shí)抽取技術(shù)：知識(shí)抽取是從文檔內(nèi)容中抽取出知識(shí)實(shí)體和特征的過(guò)程，命名實(shí)體識(shí)別(NER)和關(guān)系抽取(RE)是關(guān)鍵任務(wù)。NER 用于識(shí)別非結(jié)構(gòu)化文本中的實(shí)體及概念，RE 則進(jìn)一步抽取實(shí)體之間的語(yǔ)義關(guān)系構(gòu)建三元組知識(shí)。傳統(tǒng) NER 方法基于預(yù)定義規(guī)則或字典，簡(jiǎn)單易用但泛化性能差;基于機(jī)器學(xué)習(xí)的方法依賴序列標(biāo)記模型，處理大規(guī)模數(shù)據(jù)有優(yōu)勢(shì)但存在特征提取誤差傳播問(wèn)題。深度學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用提高了 NER 的準(zhǔn)確性，如 Lample 等提出的 LSTM 和 CRF 混合架構(gòu)，Zhou 等通過(guò) BERT 微調(diào)實(shí)現(xiàn)規(guī)范條文高效語(yǔ)義標(biāo)注。關(guān)系識(shí)別方法與實(shí)體類似，目前缺乏面向建筑工程標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)抽取的大規(guī)模開(kāi)放數(shù)據(jù)集，限制了模型訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)知識(shí)抽取全流程自動(dòng)化較為困難。LLM 為 NER 和 RE 任務(wù)提供了新解決方案，但在建筑工程領(lǐng)域的應(yīng)用尚處于起步階段，準(zhǔn)確率有待提高。

　　規(guī)則解譯技術(shù)：規(guī)則解譯旨在將標(biāo)準(zhǔn)條文的自然語(yǔ)言表達(dá)轉(zhuǎn)換為規(guī)則代碼，現(xiàn)有研究主要集中在基于正則表達(dá)式的模式匹配方法，但該方法構(gòu)建和維護(hù)成本高，通用性低，難以處理復(fù)雜條文。上下文無(wú)關(guān)文法(CFG)具有更強(qiáng)的表達(dá)能力，可根據(jù)知識(shí)抽取結(jié)果生成樹(shù)結(jié)構(gòu)，更準(zhǔn)確地捕捉復(fù)雜語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，如 Zhou 等基于 CFG 實(shí)現(xiàn)了知識(shí)表達(dá)形式的轉(zhuǎn)換。未來(lái)仍需探索涉及復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算或高階邏輯條文的解譯方法。

　　知識(shí)融合技術(shù)：由于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中的概念和關(guān)系可能存在不一致，且不同標(biāo)準(zhǔn)文件描述相同概念的詞匯不同，因此需要對(duì)抽取的知識(shí)進(jìn)行融合。語(yǔ)義對(duì)齊方法主要有基于規(guī)則的方法、監(jiān)督學(xué)習(xí)方法、無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)方法。基于規(guī)則的方法通過(guò)字典查找和字符串匹配算法度量相似性，依賴人工定義沖突解決規(guī)則庫(kù)，構(gòu)建融合 BIM 等數(shù)據(jù)模型的本體也可提供支持，但人工投入大。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型如 IPTransE 迭代對(duì)齊模型可計(jì)算實(shí)體間相似性實(shí)現(xiàn)知識(shí)融合，但仍需大量人工準(zhǔn)備訓(xùn)練數(shù)據(jù)集。無(wú)監(jiān)督方法如詞嵌入模型在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段人工工作較少，可處理大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但當(dāng)前研究主要集中在文本數(shù)據(jù)語(yǔ)義對(duì)齊，針對(duì)建筑工程特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)多模態(tài)數(shù)據(jù)語(yǔ)義對(duì)齊與知識(shí)融合仍需更多探索，未來(lái)需建立統(tǒng)一本體框架，探索基于深度學(xué)習(xí)的多模態(tài)數(shù)據(jù)融合方法。

　　3.4 新型編制技術(shù)

　　在建筑工程領(lǐng)域，目前我國(guó)工程建筑工程標(biāo)準(zhǔn)制定主要依賴領(lǐng)域?qū)＜胰斯ぞ帉懀嬖诒磉_(dá)多樣、易出錯(cuò)、編制周期長(zhǎng)、難以智能應(yīng)用等問(wèn)題。為解決這些問(wèn)題，需探索機(jī)器輔助編寫的自動(dòng)化方式，提高編寫效率，減少人為錯(cuò)誤，優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)制定流程。機(jī)器輔助編寫可快速處理和檢索大量數(shù)據(jù)，提供決策支持，通過(guò)提供編制模板和協(xié)同編制平臺(tái)，減少重復(fù)性工作，降低溝通成本，直接編制機(jī)器可讀標(biāo)準(zhǔn)，提高標(biāo)準(zhǔn)制定和應(yīng)用效率。對(duì)于新增工程標(biāo)準(zhǔn)，依托協(xié)同編制平臺(tái)集成智能檢索、問(wèn)答、推薦、輔助生成等功能，可優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)制定流程，直接制定機(jī)器可讀標(biāo)準(zhǔn)，這是實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化的重要需求。

　　在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編寫過(guò)程中，需從大量既有規(guī)范條文中檢索相似條文，進(jìn)行語(yǔ)義挖掘，避免條文沖突。這一過(guò)程主要基于知識(shí)圖譜和文本相似語(yǔ)義計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)的基于統(tǒng)計(jì)、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的語(yǔ)義相似計(jì)算模型被廣泛應(yīng)用。在法律領(lǐng)域，已有平臺(tái)可基于關(guān)鍵詞實(shí)現(xiàn)相似案件智能推送，但精確度有待提高。在建筑工程領(lǐng)域，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)領(lǐng)域法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)在線閱讀、版本對(duì)比功能，中建八局的方案人工智能審核平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)相似施工方案智能檢索推薦。然而，目前面向標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同編制的相關(guān)平臺(tái)和系統(tǒng)研究仍停留在基于關(guān)鍵詞的智能推薦階段。檢索增強(qiáng)生成(RAG)融合了 LLM 強(qiáng)大的語(yǔ)言生成能力與高效的外部信息檢索機(jī)制，可提升 LLM 性能，已有研究者關(guān)注知識(shí)圖譜與 LLM 的協(xié)同效應(yīng)，探索將知識(shí)圖譜結(jié)構(gòu)化信息與 LLM 對(duì)自然語(yǔ)言的理解和生成能力融合，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范內(nèi)容的智能檢索應(yīng)用，未來(lái)需進(jìn)一步探索基于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型的智能檢索通用技術(shù)路徑。

　　此外，標(biāo)準(zhǔn)化人員編寫機(jī)器可讀標(biāo)準(zhǔn)存在困難，協(xié)同編制平臺(tái)需提供標(biāo)準(zhǔn)編寫模板支持機(jī)器可讀標(biāo)準(zhǔn)條文自動(dòng)生成，但目前這方面探索較少。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)館自主研發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)智能編寫系統(tǒng)可根據(jù)用戶輸入生成符合排版規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，但在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)條文內(nèi)容精準(zhǔn)自動(dòng)生成方面仍有局限。建筑工程領(lǐng)域的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)已有所發(fā)展，但面向領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)同編制平臺(tái)仍需探索創(chuàng)新，建立成熟、可復(fù)制的新型標(biāo)準(zhǔn)協(xié)同編制解決方案。

　　3.5 機(jī)器語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)生成技術(shù)

　　機(jī)器語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的代碼，將數(shù)字解譯技術(shù)處理后的自然語(yǔ)言條文內(nèi)容轉(zhuǎn)換成機(jī)器語(yǔ)言，是實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器自動(dòng)推理與高效校核的基礎(chǔ)。目前常用的標(biāo)準(zhǔn)條文機(jī)器語(yǔ)言表達(dá)方式包括基于 XML 格式的 XMLCheckset、面向本體的 SWRL 規(guī)則語(yǔ)言、語(yǔ)義網(wǎng)數(shù)據(jù)查詢的 SPARQL 語(yǔ)言、邏輯編程語(yǔ)言 B-Prolog 等，領(lǐng)域特定語(yǔ)言(DSL)也可用于表示規(guī)范條文，增強(qiáng)表達(dá)專業(yè)性。但目前尚未形成統(tǒng)一的機(jī)器語(yǔ)言表示方法，如何面向不同應(yīng)用場(chǎng)景和規(guī)范條文實(shí)現(xiàn)靈活表達(dá)仍需進(jìn)一步探索。

　　3.6 標(biāo)準(zhǔn)推理校核技術(shù)及應(yīng)用

　　在工程建設(shè)領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)校核是確保建筑項(xiàng)目符合規(guī)范要求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)校核需要貫穿于建筑全生命周期，包括立項(xiàng)審批階段建設(shè)許可證的頒發(fā)，設(shè)計(jì)階段的智能審核，施工階段的進(jìn)度跟蹤等。技術(shù)層面，標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)和檢索主要基于 GraphDB、Neo4j 等圖數(shù)據(jù)庫(kù)，相關(guān)知識(shí)的推理與規(guī)則的校核則主要基于 Pellet、Jena Apache 等推理引擎實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，通過(guò)人工編寫軟件的內(nèi)嵌規(guī)則或計(jì)算機(jī)語(yǔ)言代碼，以實(shí)現(xiàn)各類標(biāo)準(zhǔn)校審應(yīng)用也是當(dāng)前常用技術(shù)方案之一。

　　當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)校核推理的應(yīng)用主要聚焦于設(shè)計(jì)、施工 2 個(gè)階段。其中，設(shè)計(jì)階段標(biāo)準(zhǔn)校核技術(shù)以智能審圖或 BIM 模型審查為主，其目的是將建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則應(yīng)用到施工方案、CAD 圖紙、BIM 模型中，通過(guò)提取 BIM 模型、圖紙中的信息并解析形成可執(zhí)行規(guī)則代碼，以檢查有關(guān)圖紙、BIM 模型是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。近年來(lái)，在我國(guó)各地智能審圖政策的引導(dǎo)下，有關(guān)軟件研發(fā)與工程應(yīng)用進(jìn)展迅速。同時(shí)，在文檔審核方面，可通過(guò)有關(guān)算法準(zhǔn)確識(shí)別不同格式、不同書寫習(xí)慣的施工方案內(nèi)容，通過(guò)抽取和識(shí)別關(guān)鍵信息，模擬領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)內(nèi)容完備性、關(guān)鍵表述等進(jìn)行檢查。施工階段標(biāo)準(zhǔn)校核技術(shù)則往往與 BIM、三維重建等技術(shù)相結(jié)合，如利用 BIM 模型和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范生成質(zhì)量驗(yàn)收計(jì)劃，基于三維點(diǎn)云和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求對(duì)構(gòu)件幾何信息進(jìn)行自動(dòng)檢查等，以及通過(guò)智能合約自動(dòng)執(zhí)行在線仲裁或調(diào)解機(jī)制規(guī)則。但標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則校核與 BIM、三維點(diǎn)云等多模態(tài)數(shù)據(jù)的融合尚處于初級(jí)階段，仍以人工關(guān)聯(lián)和映射為主，如何實(shí)現(xiàn)多模態(tài)數(shù)據(jù)融合的推理和計(jì)算仍然是未來(lái)的重要探索方向。

　　4 未來(lái)需求及關(guān)鍵挑戰(zhàn)

　　建筑業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化的主要需求包括標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的自動(dòng)解譯、智能化檢索、協(xié)同化編制與數(shù)字化應(yīng)用等，目的是通過(guò)數(shù)字技術(shù)提高標(biāo)準(zhǔn)的可讀性、可理解性、可計(jì)算性和可操作性，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)信息與建筑工程各環(huán)節(jié)的無(wú)縫集成與應(yīng)用。這是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及技術(shù)、管理、應(yīng)用等多個(gè)層面，面臨諸多關(guān)鍵挑戰(zhàn)：

　　標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型的構(gòu)建與完善：建筑業(yè)標(biāo)準(zhǔn)種類繁多，涉及多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)體量大且存在表示方式、組織結(jié)構(gòu)、工程語(yǔ)義表達(dá)等方面的差異，還存在交叉引用、語(yǔ)義重疊等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)跨專業(yè)、跨領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)的統(tǒng)一表示、語(yǔ)義對(duì)齊與知識(shí)融合是關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范內(nèi)容包含文本、表格、公式、圖集等多模態(tài)數(shù)據(jù)，如何高效準(zhǔn)確地提取多模態(tài)知識(shí)并實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)統(tǒng)一表示有待探索。此外，機(jī)器人、三維重建、BIM 等技術(shù)產(chǎn)生的海量多模態(tài)數(shù)據(jù)，目前標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)融合和對(duì)齊研究主要集中在文本數(shù)據(jù)層面，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)字模型與多模態(tài)數(shù)據(jù)模型的語(yǔ)義協(xié)調(diào)與融合對(duì)促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化發(fā)展意義重大。

　　標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容數(shù)字解譯技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用：建筑業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化需與 BIM、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、機(jī)器人等技術(shù)深度融合，滿足不同系統(tǒng)在數(shù)據(jù)格式、接口標(biāo)準(zhǔn)等方面的差異，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和業(yè)務(wù)協(xié)同。標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)義、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的數(shù)字解譯技術(shù)、新型編制技術(shù)、機(jī)器語(yǔ)言生成技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)推理校核技術(shù)之間需要不斷集成，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化全流程的無(wú)縫對(duì)接和互操作。要探索利用新興 LMMs 技術(shù)提升標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)體識(shí)別、條文分類、語(yǔ)義對(duì)齊等環(huán)節(jié)的性能，甚至探索新型的端到端標(biāo)準(zhǔn)解譯范式。還需提升計(jì)算推理引擎的能力，使其能處理復(fù)雜邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算和復(fù)雜仿真推演，支持更多樣的工程場(chǎng)景。

　　數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)編制與管理新模式的探索：建筑業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化涉及多個(gè)部門和機(jī)構(gòu)，存在職責(zé)分工不明確、管理流程不順暢等問(wèn)題，我國(guó)建筑業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化管理體系有待完善。因此，需要優(yōu)化現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)編制流程，研發(fā)智能標(biāo)準(zhǔn)編制平臺(tái)，探索基于生成式人工智能的條文智能解譯與編寫技術(shù)，引入用戶交互反饋機(jī)制，實(shí)現(xiàn)高效人機(jī)協(xié)同，提升標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的嚴(yán)謹(jǐn)性和全面性，建立新型標(biāo)準(zhǔn)編制模式。建筑業(yè)標(biāo)準(zhǔn)隨技術(shù)進(jìn)步和實(shí)踐發(fā)展不斷更新，需要建立標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)更新機(jī)制，推廣智能標(biāo)準(zhǔn)編制平臺(tái)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)工作方式的有效銜接和協(xié)調(diào)，保證數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)效性。數(shù)字技術(shù)與建筑業(yè)深度融合，對(duì)跨學(xué)科人才需求大增，需要打破學(xué)科界限，完善獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，改革專業(yè)人才培養(yǎng)與團(tuán)隊(duì)建設(shè)模式。利用標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的機(jī)器可讀語(yǔ)言，為生成式智能設(shè)計(jì)、智能審圖、智慧運(yùn)維等提供領(lǐng)域知識(shí)和約束，促進(jìn)智能建造發(fā)展。

　　5 總結(jié)與展望

　　建筑業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)的迫切需求，數(shù)字化技術(shù)為其高質(zhì)量發(fā)展提供了新動(dòng)力。但當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的表現(xiàn)形式難以滿足人機(jī)協(xié)同場(chǎng)景的需求，推動(dòng)建筑工程標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化與智能化發(fā)展意義重大。

　　本文提出了建筑業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化發(fā)展階段的分級(jí)模型及其典型應(yīng)用場(chǎng)景，建立了建筑工程標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)框架，涵蓋存量標(biāo)準(zhǔn)智能解譯、增量標(biāo)準(zhǔn)智能編制與標(biāo)準(zhǔn)多場(chǎng)景應(yīng)用三個(gè)方面，包括標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的數(shù)字解譯技術(shù)、新型編制技術(shù)、機(jī)器語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)生成技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)推理校核技術(shù)及應(yīng)用五個(gè)組成部分。綜述了框架各部分關(guān)鍵技術(shù)的研究應(yīng)用現(xiàn)狀，提出了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化發(fā)展的未來(lái)需求及關(guān)鍵挑戰(zhàn)。相關(guān)研究雖已取得顯著進(jìn)展，但由于建筑業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜性，完全實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型還需要時(shí)間。

　　標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化推進(jìn)是系統(tǒng)工程，需要多方協(xié)同。當(dāng)前面臨標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型構(gòu)建、標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容數(shù)字解譯技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)編制與管理模式三方面的挑戰(zhàn)。為克服這些挑戰(zhàn)，需明確行業(yè)發(fā)展需求和方向，發(fā)展多模態(tài)知識(shí)抽取技術(shù)和表示方式，構(gòu)建統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字模型，加強(qiáng)關(guān)鍵解譯技術(shù)研究，促進(jìn) LMMs 應(yīng)用，探索數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)編制與管理新模式，引入生成式人工智能技術(shù)，推進(jìn)智能標(biāo)準(zhǔn)編制平臺(tái)建設(shè)和多場(chǎng)景應(yīng)用，改革人才培養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)建設(shè)模式。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化旨在通過(guò)人機(jī)協(xié)同提升效率，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)和人工的各自優(yōu)勢(shì)，共同推動(dòng)建筑業(yè)智能建造與人機(jī)協(xié)同的高質(zhì)量發(fā)展。

林佳瑞;陳柯吟;潘鵬,清華大學(xué)土木工程系;住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部數(shù)字建造與孿生重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,202501