蒋小龙，魏 锐，杨兵兵
（1.酒泉职业技术学院，甘肃 酒泉 735000；2.甘肃第六建设集团股份有限公司，兰州 730000）
根据建设工程项目各参与方的专业性质，针对设计单位、施工单位、监理单位及实验监控监测等类别的内容，其中设计单位的内容包括模型审查、指导模型虚拟演示；施工单位的内容包括BIM实施方案审查、施工深化模型审查、总体施工组织及专项方案BIM模拟、数字化加工制造方案咨询和工地标准化建设仿真模拟等；对钢结构制造厂商的内容包括BIM智能制造方案审查、监督生产过程BIM技术应用、BIM模型数字格式转换和总结梳理智能制造成果；对监理方的内容包括培训掌握BIM基础技能、反馈BIM咨询成果辅助计量；对试验测控方的内容包括指导培训掌握BIM基础技能、指导试验数据关联模型（试验数据、测量数据和监控数据）[1]。
1 设计单位BIM技术应用管理
针对设计单位的BIM模型技术应用包括：施工图设计模型咨询审核及验收、设计变更管理、BIM虚拟展示等三方面，各项工作内容与要求如下。
1.1 施工图设计模型审核、验收
按照项目制定完成的《BIM设计与交付标准》，对建筑、结构及机电工程各个专业模型进行审核，重点审核BIM模型的信息完备性、模型与施工图的一致性。审查内容要求模型范围应涵盖全专业、全构件建模、模型的精细度、模型属性信息完备性、模型的互用性、模型中构件与构件之间、模型与外围环境之间是否存在空间冲突、模型能够顺利导入施工期BIM协同管理平台、保留主要信息。
1.2 施工设计变更管理
设计中发生变更不可避免，对设计方BIM模型的更新及时性进行检查，并确保相关变更流程及变更资料的留存及模型是否已完成挂接。
1.3 BIM虚拟展示和驾驶
提供平台数据接口与数据上传规则，设计方将BIM模型数据上传平台后，在PC、PAD和手机端完成模型的展示、虚拟浏览，方案具体要求模型渲染且画面美观，实现触控、浏览等交互要求，具有较好展示效果；能够接入VR及AR设备，实现虚拟现实及增强现实的体验[2]。
2 施工单位BIM应用管理
施工单位BIM技术应用内容包括施工、制造单位的BIM技术实施方案、工地标准化建设BIM模拟、总体施组及专项施工方案的仿真模拟、中间交工BIM模型和施工阶段BIM技术应用成果展示等方面内容，具体内容与要求如下。
（1）专项施工方案BIM与总体施工组织计划仿真模拟及成果验收。提出各专项施工方案4DBIM施工仿真模拟的技术要求；施工方各专项方案BIM施工仿真模拟的信息完备性；各专项施工方案BIM仿真模拟的合理性和真实性；确保各专项施工方案4DBIM施工仿真模拟的及时性，确保BIM模拟成果随各专项施工方案在专家评审会上提交给专家审查。建立BIM模型与施工计划（project文件）及现场进度数据之间的逻辑关系，动态、可视化地展示标段及全线的进度计划，并生成工料机等资源的需求曲线。
（2）中间交工BIM模型审核及成果验收。协助业主针对施工单位建立基于计量支付的施工BIM模型交付机制；审核工程形象进度，模型深化程度和工程量复核；对各阶段的施工深化BIM模型进行验收。
（3）视频、PPT和成果报告整理总结。承包人及时总结梳理施工期BIM技术应用成果，形成视频、PPT及成果报告等资料，便于相关单位到场参观学习。
（4）施工方案BIM仿真模拟。施工方案BIM模拟是施工阶段模型应用的主要内容，通过对方案进行虚拟4D仿真，达到预演优化与可视化交流的目的。施工方应制定专项方案仿真模拟内容，同时对仿真模拟成果进行审核，提升BIM应用价值。
3 运营期BIM应用管理
工程项目BIM技术应用立足建设期，着眼于全寿命周期管理。BIM应在施工阶段后期开展对运营期BIM总体规划与平台设计。运营期BIM总体规划包括BIM技术应用、平台规划及数据协同等，使设计、施工阶段的模型与信息能够流转到运营阶段。基于BIM的工程全资产管理系统设计，结合BIM技术，设计针对土建结构、机电等重要资产设施的管理系统框架和功能模块，建立全资产管理系统理念，使全线重要资产的BIM模型和数据能够顺利流转到运营期进行有效管理，保持数据的延续性[3]。基于GIS+BIM的工程智慧管理系统设计，借助移动互联网技术，结合GIS+BIM，设计针对工程运营期巡检、健康监测、定检、特检、技术状况评定和维修加固的BIM智慧管理系统框架和功能模块，规划设计三维可视化智慧养护管理平台，使土建基础设施的设计和施工阶段的建造信息能够无损地流转到运营期使用。
4 全生命周期BIM协同平台建设管理
根据项目的特点，BIM协同管理平台应下设1个中心，3大平台，3个阶段，8大体系。1个中心为基于BIM云计算的数据中心；3大平台为基础BIM平台、GSD（地理空间数据）平台和IoT物联网接入平台；3个阶段涵盖项目规划设计阶段、施工阶段和运维养护阶段；8大体系分别为协同设计体系、安全管理体系、质检体系、进度管控体系、计量支付体系、资料管理体系、监控测量体系和运维养护体系。
4.1 BIM数据中心
BIM数据中心是项目的数据大脑，承担着项目全生命周期BIM相关数据的存储、处理、分发和决策的功能，因此其通用性、可靠性、可计算性及接口标准化程度很大程度上决定了项目的成败。鉴于建筑工程系统数据来源及处理登录方式：PC端+移动端账号登录。BIM数据中心的数据处理能力来自对多源异构数据的接入和处理，BIM平台、GSD平台和IoT接口平台承担着主要数据入口及信息在线处理功能，因此底层平台的选择也制约着项目能否成功。
4.1.1 BIM平台
BIM平台作为最重要的基础平台，必须满足以下几方面的功能要求。
（1）能兼容市面主流BIM模型格式。
（2）支持PC端和手机端在线浏览模型，且交互要流畅。
（3）模型与项目的管理职能以及应用场景要高度融合。
（4）平台接口要开放，支持二次开发，支持与GIS数据、IoT数据和图文档数据的对接。
（5）数据承载量要高，能支持10 km2的数据，5 000万个以上的模型三角面。
4.1.2 GSD平台
工程项目的全生命周期中需要对周边地理环境有准确的了解，来帮助我们在规划设计、施工建造和运营养护阶段做出更好的决策，因此利用GSD做场景还原有助于项目决策。场景还原采集周边的地理信息，信息来源可以是卫星照片，也可以是无人机摄影扫描[4]。GSD平台需具有以下数据兼容功能。
（1）支持tif格式卫星图片DOM、高程DEM/DSM。
（2）支持ArchGIS栅格数据。
（3）与BIM模型对接的坐标转换、数据处理。
4.1.3 平台IoT接口
项目建设和运维的大量信息需要借助物联网技术对数据的采集、传输及处理，涉及的信息类型多样，且采集每种信息的设备和传感器类型千差万别，因此平台要有开放和强大的接口来兼容这些软硬件信息，并在未来的运维中具有可扩展性。对于建设工程，平台接入的IoT设备主要有如下种类：①视频监控；②基坑监测；③主体施工监测；④人员和设备定位；⑤沉降监测；⑥拌合站质量管控；⑦实验室试验检测。
4.2 规划设计BIM技术管理
规划设计对于建设项目实施至关重要，合理的规划、精细化的科学设计，无论是对前期工程施工和后期运维难易程度、投资的经济性，还是通行的舒适性、对周边环境的影响性，都具有举足轻重的意义。利用平台BIM和GSD技术的叠加优势，可以辅助规划和精确设计，从而真正做到科学决策[5]。以下仅挑选若干点来展示协同平台在规划设计阶段的价值。
4.2.1 规划选址
建设工程对地理依赖性强，美学上讲究与周边环境的协调性，工程的技术经济环境指标都有赖于前期合理的场址规划。平台需兼具BIM和GSD 2大基础平台，将工程数据和地理信息数据完美对接，实现所见即所得，为工程选址提供科学决策依据。此阶段协同平台的主要价值体现如下几点。
（1）有效避开地质不良地段和生态脆弱地段。
（2）利用平台的虚拟仿真功能，辅助选址、可行性研究。
（3）大幅减少现场踏勘次数及工作强度，地理数据直接线上浏览和量取。
4.2.2 BIM协同设计
平台应能支持多专业的协同设计。BIM协同平台应能支持主流建模软件的导入，为发挥BIM在建设工程中的最大优势，协同平台应能支持以下辅助设计功能。
（1）工程量统计。平台可实现工程量统计，为编制预算及施工招标标底提供精准的数据支撑，同时还可以按构件的不同属性进行快速提量，为后续计量提供数据支撑。
（2）3D虚拟展示。设计方3D模型上传平台后，各方无需安装专业设计软件即可通过PC端和手机端在线登录平台，查看和浏览项目的三维效果。
4.3 施工BIM技术管理
平台需要考虑工程施工管控的特点，将真实的业务管理需求、场景及流程和平台功能结合起来，主要的管理要素要能和BIM深度结合与互动。
4.3.1 质量安全管理体系
平台要能按发现、通知提醒、解决、复验和闭环的流程实现质安问题的识别、上报通知、整改及检查的闭环管理，做到质量安全无死角。综合起来，平台要实现以下功能。
（1）参建各方尤其是业主能在BIM平台上知晓现场实际质量安全情况。
（2）业主能从平台上得到问题汇总，进行横向比较，判断出哪些部位存在问题较多，进行重点关注。
（3）平台要有巡检功能，可设置巡检路线和作业表单，巡检结果可实时上传平台。
基于项目结构拆解，每个分项工程下挂标准工序。针对每道工序，结合首件工程，将每道工序的标准化施工工艺操作流程和质量控制要点进行拆解，形成标准化的工艺流程卡，通过手机可以便捷查询。
针对每个分项工程下挂的标准工序，对不可逆的中间工序设置停止点检查，例如混凝土浇筑签认，中间交工验收等环节，监理人员利用手机终端对中间工序停止点进行验收检查。提供手机移动端的便捷式工序验收签认验收流程，能够上传时间、班组、现场照片和质量检验检测结果等影相记录，形成电子化的监理人员现场工序验收信息。
质量、安全巡检功能在上述质量—安全检查—整改—回复流程中加入检查路线功能，可对检查点或检查线路进行指定，各单位相关专职质检、安全员须定期对巡检路线进行日常巡检，并将巡检结果实时上传，有效减少因施工线路长而造成的质量安全检查组织难、巡检时间长、巡检结果反馈慢和整改结果核查慢等问题。巡检还可进行相关数据统计，包括巡检频率统计、质量安全问题数量统计及隐患整改完成率统计，并根据各个单位完成情况进行系统排名。
4.3.2 进度管理体系
业主在自身人员紧张的情况下，要想了解建设工程的全面进度，传统的听汇报、现场检查等方式所采集上来的信息往往是不准确且不及时的，借助BIM协同管理平台，项目的进度信息配合相应的奖惩制度可以第一时间第一手地收集上来并动态直观呈现。平台需要实现的管理性需求如下。
（1）业主及施工方可以根据工期安排合理编排与调整施工组织计划，并对重点工序作针对性细化。
（2）业主及其他参建方要能在BIM平台上知晓实际进度。
（3）业主及参建方要能从平台上知晓实际进度与计划进度的偏差情况，并且能找到偏差发生的原因，继而督促施工单位调整进度计划。
（4）业主能从平台上知晓每道工序的实际发生时间及完成时间，便于信息追溯。
要实现以上功能，平台需具备以下功能。
（1）支持4DBIM模型。系统不仅支持直接在其中编制进度计划，也可直接导入Excel、Project的进度进度计划，并支持导出。通过将经过项目结构分解后编排好的进度计划和相应BIM模型进行快速的关联，给3D模型添加上时间维度变成4D模型，让计划进度结构化地存储于BIM模型，为后续进度管理创造条件[6]。
（2）实际进度采集。可以利用电脑端或者移动客户端实时添加构件生产、施工状态信息，对当天施工完成的部位精准定位。
（3）时间节点智能提醒。（4）进度对比分析。
4.3.3 质检体系
平台需内置表单引擎，便于各类质检表单的灵活配置，表单内容需符合项目所在省份的标准与格式。
4.3.4 监测监控体系
施工现场涉及大量有关施工状态及施工安全方面的信息需要被采集和监控起来，从而指导信息化施工。这些信息和BIM信息属于不同种类的信息，因此平台需要提供强大的接口去接入这些信息。此部分内容可参考前面IoT接入平台内容。
4.3.5 资料管理体系
平台除具备基本的资料收集、分类、存储及下载打印功能外，还需具备以下功能。
（1）可设置资料查阅权限。
（2）支持电子资料与工程相关或者与具体的模型构件相关联。
（3）文件的上传支持多种格式（Word文件、Excel文件、PDF文件及jpg等图片文件），支持PC和手机端在线浏览查看。（4）符合建设工程项目特点的文件分类。（5）配置有文档审核引擎。
4.3.6 计量支付体系对于一些线下盖章后的扫描件也可上传至附件，作为支付的凭证。发起计量通过对分项工程、变更工程、计日工签证等数据自动调取，相关指标中的数据自动生成，无需手动再次输入。
4.3.7 运维养护接口
工程项目的建设和运营通常是不同的主体来完成，运营期工作需要大量的建设期信息支撑，而根据统计，通常项目建设期结束后转交给运维方的信息不超过60%，因此在项目交竣工期间，BIM咨询方有必要协助业主方参与竣工资料验收，确保各参建方信息与资料完整、真实地上传到平台并和BIM模型挂接，并移交后续运维方[7]。
运维期一般单位均有成熟的软件，大部分是基于表单作业的，没有相关的构件和地理信息。借助BIM协同平台，不仅可以将设计建设期的信息完整继承，还可以将二维管理升级成三维可视化管理，效率、精度以及成本上都会有质的提升。运维期平台主要做好以下四方面的接口：①基于GIS+BIM智慧管理系统接口；②基于BIM健康监测系统接口开发；③基于BIM机电设备集成控制系统接口开发；④基于BIM应急管理平台接口开发。
5 结束语
BIM技术针对设计单位、施工单位及监理单位等类别的内容，集成了BIM模型、GIS、IoT和图纸文档等多源异构数据，通过可视化浏览工程结构、周边地理环境等信息，查看工程的进度、质量、安全及资金等工程数据，利用BIM技术做到工程信息一览无余，解决了信息不对称、信息孤岛及工程现场视察难等管理问题，真正起到工程数字化管理的功能。
