基于建筑信息模型（BIM）的軌道交通投資控制

楊國偉

（上海軌道交通十三號(hào)線發(fā)展有限公司，200070，上?！胃呒?jí)工程師）

基于建筑信息模型（BIM）的軌道交通投資控制

楊國偉

（上海軌道交通十三號(hào)線發(fā)展有限公司，200070，上?！胃呒?jí)工程師）

針對(duì)現(xiàn)有軌道交通工程投資控制中存在的問題，研究了軌道交通工程中工程量計(jì)算及投資控制的方法。提出基于BIM的投資控制方法，并將其應(yīng)用于上海軌道交通13號(hào)線某車站的投資控制管理中。結(jié)果表明，基于BIM的投資控制方法實(shí)現(xiàn)了工程量的精準(zhǔn)計(jì)算、工程量可溯源以及動(dòng)態(tài)的投資控制。

軌道交通；投資控制；建筑信息模型；工程量溯源

Author'saddressShanghai Metro Line 13 Development Co.，Ltd.，200070，Shanghai，China

建筑工程的投資控制［1］是工程項(xiàng)目管理中的重要方面。它是以工程項(xiàng)目各階段的造價(jià)為對(duì)象，以項(xiàng)目的造價(jià)確定與造價(jià)控制為主要內(nèi)容，涉及項(xiàng)目的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)及項(xiàng)目的經(jīng)營(yíng)與管理工作的一個(gè)獨(dú)特的工程管理領(lǐng)域。文獻(xiàn)［2］指出，在我國的工程造價(jià)管理體系中，存在項(xiàng)目造價(jià)數(shù)據(jù)難以實(shí)現(xiàn)高效共享、造價(jià)數(shù)據(jù)延后性明顯、價(jià)格數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量大等問題。隨著科技的進(jìn)步，工程造價(jià)管理進(jìn)入全過程管控階段，工程數(shù)據(jù)共享信息化已成為一種趨勢(shì).BIM技術(shù)［3-4］由于其強(qiáng)大的可視化功能和高度共享的數(shù)據(jù)庫越來越受到工程界的重視。

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡(jiǎn)為BIM）是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息［3-4］。從投資控制角度看，工程的實(shí)施過程是一個(gè)合同的履行過程，其核心是工程造價(jià)。而工程造價(jià)［5］的確定是以工程量為基礎(chǔ)的。城市軌道交通工程實(shí)施過程的各個(gè)階段涉及的與造價(jià)及工程量相關(guān)的單位主要有施工圖預(yù)算編制單位（設(shè)計(jì)院或第三方）、招標(biāo)代理（招標(biāo)工程量清單及限價(jià)）、投資監(jiān)理（清單審核及結(jié)算）等，各方在工程的不同階段發(fā)揮著控制投資的不同職能。由此可見，各方開展工作均基于一個(gè)共同的基礎(chǔ)，即精準(zhǔn)的工程量清單。如何準(zhǔn)確、快速地計(jì)算工程量成為投資控制的重要基礎(chǔ)之一。

投資控制［6-7］是一個(gè)不確定性的、動(dòng)態(tài)的、科學(xué)的管理體系，貫穿于項(xiàng)目的決策、設(shè)計(jì)、招投標(biāo)、施工及結(jié)（決）算全過程。本文結(jié)合軌道交通工程的特點(diǎn)，分析BIM在軌道交通投資控制中的應(yīng)用價(jià)值，并將其應(yīng)用于上海軌道交通13號(hào)線的投資控制中。

1 BIM技術(shù)在軌道交通投資控制中的應(yīng)用價(jià)值

1.1 基于BIM的工程量計(jì)算

在工程造價(jià)管理中，工程量的計(jì)算是最為繁雜的部分，人工計(jì)算不僅需要花費(fèi)大量時(shí)間和精力，而且容易出錯(cuò)［8］。隨著計(jì)算機(jī)輔助工程量計(jì)算軟件的出現(xiàn)，上述情形有了很大改善，預(yù)算人員的工作負(fù)擔(dān)也隨之降低。目前，預(yù)算人員常用的工程量計(jì)算軟件分為兩類：基于自主開發(fā)圖形平臺(tái)的工程量計(jì)算軟件，基于AutoCAD平臺(tái)的工程量計(jì)算軟件。但基于平面圖紙的工程量計(jì)算存在精確度方面的不足。

BIM中主要包含構(gòu)件的幾何信息，若要進(jìn)行工程量統(tǒng)計(jì)，還需添加構(gòu)件的物理信息，如材質(zhì)（混凝土標(biāo)號(hào)、鋼筋等級(jí)等），并對(duì)構(gòu)件進(jìn)行分類，且分類必

須與招標(biāo)中所提供的清單分類相一致。因此，基于BIM的工程量計(jì)算還需在原模型基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)來完成。

基于BIM的解決方案使得工程設(shè)計(jì)、施工和管理工作中的工程信息實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，能有效避免信息的流失，加強(qiáng)不同專業(yè)之間信息的交流與合作，能為BIM的使用者提供協(xié)調(diào)一致且可運(yùn)算的數(shù)據(jù)信息［9-10］。將BIM用于工程量的計(jì)算［11-12］，一方面能根據(jù)模型自動(dòng)生成工程量清單，為預(yù)算人員節(jié)約大量時(shí)間；另一方面能省去許多人工計(jì)算的環(huán)節(jié)，避免計(jì)算過程中發(fā)生多算、漏算的情況，使工程量的計(jì)算更加清晰、準(zhǔn)確。

1.2 工程量可溯源

目前預(yù)算人員預(yù)算的結(jié)果往往是一張張工程量的清單［13］，而根據(jù)這些工程量清單并不能判斷其計(jì)算的準(zhǔn)確性。本文提出的基于BIM的工程量計(jì)算方法能夠克服傳統(tǒng)預(yù)算中的這一缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)工程量可溯源，供相關(guān)人員校核計(jì)算的準(zhǔn)確性?；贐IM的工程量計(jì)算方法，其實(shí)質(zhì)是計(jì)算每一個(gè)構(gòu)件的工程量，然后對(duì)所有構(gòu)件的工程量進(jìn)行匯總，得到最終的工程量。因此，最終工程量清單中的每一項(xiàng)工程量都可追溯到BIM中的一個(gè)構(gòu)件，預(yù)算人員可清楚地知道每一項(xiàng)工程量的來源，并能在三維模型中找到對(duì)應(yīng)的構(gòu)件，從而對(duì)工程量的計(jì)算進(jìn)行校核。因此，基于BIM的工程量計(jì)算方法，能實(shí)現(xiàn)工程量的可溯源性，改變以往某些復(fù)雜位置模糊計(jì)算的缺點(diǎn)，大大提高工程量計(jì)算的精度，從而降低投資控制的風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 動(dòng)態(tài)投資控制

在軌道交通工程施工過程中如果發(fā)生變更，預(yù)算人員就必須重新計(jì)算變更后的工程量，最終在結(jié)算階段進(jìn)行最后的工程量計(jì)算［14］。而隨著工程量的變化，相關(guān)管理人員也將對(duì)工程的投資控制進(jìn)行必要的調(diào)整。目前，預(yù)算人員對(duì)于施工過程中發(fā)生工程變更后的工程量計(jì)算比較滯后，不能為投資控制提供決策依據(jù)。因此，本文提出基于BIM的軌道交通動(dòng)態(tài)投資控制，實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)地計(jì)算工程量，為相關(guān)管理人員提供決策依據(jù)。

基于BIM的動(dòng)態(tài)投資控制的實(shí)施，是將基于BIM的工程量計(jì)算與工程施工進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)時(shí)計(jì)算工程量；一旦工程發(fā)生變更，模型將自動(dòng)重新生成新的工程量清單。它改變了傳統(tǒng)方法中在投資控制決策之后才能算出工程量的缺點(diǎn)，在施工實(shí)施之前就能計(jì)算出工程量，因而可作為投資控制的決策依據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，還能對(duì)招投標(biāo)階段至工程竣工的全過程進(jìn)行投資控制，將任意時(shí)間節(jié)點(diǎn)的工程造價(jià)與招投標(biāo)階段的投資目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，必要時(shí)采取相應(yīng)的工程措施，將工程造價(jià)控制在投資上限以內(nèi)，降低工程投資的風(fēng)險(xiǎn)。

2 工程應(yīng)用

本文選取上海軌道交通13號(hào)線武寧路站作為工程案例，將BIM技術(shù)應(yīng)用于車站的動(dòng)態(tài)投資控制管理中。上海軌道交通13號(hào)線武寧路站位于武寧路長(zhǎng)壽路路口，為地下三層島式車站，是13、14號(hào)線換乘車站。兩線采用通道換乘。

圖1為武寧路站的BIM算量模型圖。在此模型的基礎(chǔ)上，將自動(dòng)生成工程發(fā)生變更后的工程量清單。表1所示為自動(dòng)生成的該車站不同施工節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)工程量清單節(jié)選。隨著時(shí)間的變化，該車站已完成的工程量也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，其工程造價(jià)也會(huì)隨之發(fā)生變化。

圖1 武寧路站基坑圍護(hù)BIM算量模型圖

在工程量清單中，如果相關(guān)人員對(duì)某項(xiàng)工程量的計(jì)算存在疑問，可在模型中自動(dòng)找出對(duì)應(yīng)的構(gòu)件進(jìn)行校核。如圖2所示，右側(cè)可以對(duì)選中的條目在模型中定位，左側(cè)標(biāo)示的構(gòu)件即為與該選中條目相關(guān)的構(gòu)件。

圖3為該車站工程造價(jià)與投資目標(biāo)隨時(shí)間變化的對(duì)照?qǐng)D。圖中虛線表示不同階段的投資目標(biāo)值，實(shí)線表示不同階段車站的工程造價(jià)，下方是上方時(shí)間節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的工程量統(tǒng)計(jì)。相關(guān)管理人員可據(jù)此進(jìn)行投資控制。

在上海軌道交通13號(hào)線武寧路站招投標(biāo)到工程竣工的整個(gè)過程中，將BIM技術(shù)引入車站的投資控制管理中，解決了工程量的精準(zhǔn)計(jì)算、工程量可溯源、動(dòng)態(tài)投資控制等問題；且施工過程中的任何工程變更都能在施工前完成評(píng)估，并做出相應(yīng)的投資決策，從而將工程造價(jià)始終控制在投資目標(biāo)上限以內(nèi)，大大降低了投資風(fēng)險(xiǎn)。

表1 武寧路站動(dòng)態(tài)工程量清單（節(jié)選）

圖2 工程量溯源示意圖

3 結(jié)語

本文研究了軌道交通工程中工程量計(jì)算及投資控制的方法，提出基于BIM的投資控制方法，并將基于BIM的投資控制方法應(yīng)用于上海軌道交通13號(hào)線武寧路站的投資控制管理中。結(jié)果表明，基于BIM的投資控制方法在實(shí)現(xiàn)工程量的精準(zhǔn)計(jì)算、工程量可溯源，以及動(dòng)態(tài)的投資控制等方面具有顯著的效果?；贐IM的投資控制對(duì)于降低工程的投資風(fēng)險(xiǎn)具有顯著的效果，為軌道交通工程的投資控制提供了新的信息化手段。

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BIM-based Investment Control in Rail Transit Engineering

Yang Guowei

Aiming at investment control problemsin rail transit engineering，in this paper the methods for quantities take-off and investment control in rail transit engineering are discussed，a methodbased on building information modeling（BIM）for investment control is proposed and applied in the investment control management of a station on Shanghai rail transit Line 13，the result shows that this method could realize accurate quantities take-off，traceable quantities take-off and dynamic investment control in rail transit engineering.

rail transit；investment control；building information modeling；traceability of quantities

TU 723.3

2013-12-05）