基于項(xiàng)目運(yùn)維需求的建設(shè)方BIM知識體系建立

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）是一個建筑物物理與功能特征的數(shù)字化表達(dá)，通過在計(jì)算機(jī)中建立虛擬的建筑三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)，為這個模型提供完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫。該信息庫不僅包含描述建筑物構(gòu)件的幾何信息、專業(yè)信息及狀態(tài)信息，而且還包含了空間、運(yùn)動行為等非構(gòu)件對象的狀態(tài)信息。借助這個包含建筑工程信息的三維模型，大大提高了建筑工程信息的集成化程度，為建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)利益方都提供了一個工程信息交互和共享的平臺。這些信息能夠幫助建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)利益方增加效率、降低成本、提高質(zhì)量。

機(jī)場航站樓作為大體量、高復(fù)雜性的公共建筑，近年來成為BIM應(yīng)用的熱門領(lǐng)域。為了滿足民航業(yè)持續(xù)發(fā)展和航空業(yè)務(wù)量高速增長需求，更好地服務(wù)于地方社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提升航空運(yùn)輸保障能力，國家在民航機(jī)場的布局上將再次提速。在重點(diǎn)建設(shè)區(qū)域性的樞紐機(jī)場的同時，打造地區(qū)性的支線機(jī)場群，通勤機(jī)場、貨運(yùn)機(jī)場與公務(wù)機(jī)機(jī)場。眾多的新建、擴(kuò)建民航運(yùn)輸機(jī)場項(xiàng)目開工建設(shè)對BIM行業(yè)的從業(yè)者們既是機(jī)遇也是巨大的挑戰(zhàn)。

機(jī)場航站樓建筑應(yīng)用BIM的現(xiàn)狀

從建筑的全生命周期來看，BIM 的應(yīng)用對于提高建筑行業(yè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營的科學(xué)技術(shù)水平，促進(jìn)建筑業(yè)全面信息化和現(xiàn)代化，具有巨大的應(yīng)用價值和廣闊的應(yīng)用前景。在項(xiàng)目立項(xiàng)規(guī)劃前期 ，BIM 能夠幫助企業(yè)建立一整套項(xiàng)目管理的信息平臺，有助于企業(yè)控制整個工程項(xiàng)目的進(jìn)度、成本、風(fēng)險(xiǎn)、品質(zhì)；在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段，BIM 有力的協(xié)同參與設(shè)計(jì)的各個專業(yè)工作，通過三維的界面協(xié)調(diào)各個專業(yè)的配合，優(yōu)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)，有效的避免專業(yè)間的錯、漏、碰、缺；進(jìn)入工程施工階段，借助BIM 的三維模型，對施工中各種管線、構(gòu)件進(jìn)行模擬定位，優(yōu)化排布，精確統(tǒng)計(jì)工程材料數(shù)量，通過模型模擬指導(dǎo)工程施工；在運(yùn)維過程中，基于信息集成的 BIM運(yùn)維模型，可以有效的提升運(yùn)維管理的效率，降低運(yùn)維管理的成本。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)等災(zāi)害時，可以利用 BIM 模型，科學(xué)地指導(dǎo)人員快速疏散和組織營救；在反恐應(yīng)急救援時，通過BIM 模型迅速了解建筑物空間結(jié)構(gòu)，設(shè)定救援路線，快速排除危險(xiǎn)物、制服恐怖分子、解救人質(zhì)等。

隨著 BIM 在國內(nèi)認(rèn)知度的提升，特別在國內(nèi)工程建設(shè)行業(yè)蓬勃發(fā)展的背景下，BIM已在國內(nèi)一些大型公建工程項(xiàng)目中得到應(yīng)用。通過很多成功案例，充分展現(xiàn)了 BIM 在建筑工程行業(yè)的應(yīng)用價值。但從目前來看，機(jī)場航站樓建筑在設(shè)計(jì)、施工階段的BIM應(yīng)用案例較多，但包括運(yùn)維階段在內(nèi)的BIM應(yīng)用案例并不多見。

機(jī)場航站樓BIM運(yùn)維管理知識體系

就機(jī)場航站樓而言，BIM 不單是一個軟件層面的技術(shù)，而是針對規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營階段管理、技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)等各項(xiàng)知識體系的系統(tǒng)。應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行運(yùn)維管理的平臺可以視為一個信息管理系統(tǒng)。航站樓信息的管理包括信息的采集、信息傳輸、信息存儲和信息處理幾個階段；航站樓的信息管理要有一定的時效性，就是說，這是一個實(shí)時信息系統(tǒng)，雖然不像航空航天或軍事上對時間要求非常精準(zhǔn)的那種強(qiáng)實(shí)時系統(tǒng)，但也要求及時處理。

機(jī)場的核心業(yè)務(wù)是航空業(yè)務(wù)，保障飛行器的正常起降、過站、停留，實(shí)現(xiàn)旅客與貨物的運(yùn)輸。航站樓的核心功能是面對旅客的服務(wù)，主要包括：

為離港旅客提供值機(jī)（含行李托運(yùn)）、安檢、等待、登機(jī)等服務(wù)；為中轉(zhuǎn)旅客提供等待、登機(jī)服務(wù)；為到港旅客提供廊橋服務(wù)、行李提取和出站換乘其他交通工具的服務(wù)；接待組織轉(zhuǎn)運(yùn)航延及補(bǔ)班旅客。

航站樓BIM運(yùn)維管理平臺是以航站樓實(shí)現(xiàn)核心功能為目標(biāo)導(dǎo)向，以設(shè)計(jì)、施工階段的BIM模型為基礎(chǔ)，以滿足建筑物運(yùn)維管理應(yīng)用需求為核心，確定運(yùn)維BIM 模型深度、構(gòu)件編碼規(guī)則，形成用于運(yùn)維階段的 BIM 模型的企業(yè)實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。

通過 BIM 技術(shù)將建筑物各個專業(yè)的子系統(tǒng)構(gòu)成、構(gòu)件的尺寸、位置、設(shè)備的規(guī)格、型號、顏色、材料、價格、作業(yè)時間等所有信息都作為該構(gòu)件的屬性，存儲于統(tǒng)一的模型中，并通過三維建模技術(shù)，以三維的形式呈現(xiàn)給運(yùn)維管理人員，使設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)過程中的信息得以共享。

作為建設(shè)方，對設(shè)計(jì)、施工階段與運(yùn)維階段的BIM模型需求側(cè)重還是有著很大的差異性。前兩個階段由于要建模，做碰撞、模擬，對計(jì)算機(jī)硬件的性能要求較高，但好在需求的計(jì)算機(jī)數(shù)量不大，而且可重復(fù)利用，使得設(shè)計(jì)或施工方都可以接受高配置的圖形工作站級別的計(jì)算機(jī)。但在航站樓BIM運(yùn)維管理上，使用到的終端設(shè)備數(shù)量會較大，如果一味地采用高性能圖形工作站級別的配置，會嚴(yán)重增加成本而且降低便攜性。可以在運(yùn)維BIM模型中采取結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)、施工階段的較大單一模塊做小型化（或者稱為模塊化）處理，在圖形處理中采取“需要才填充”、“需要才渲染”的方式，以降低對BIM運(yùn)維管理終端的硬件性能要求。在保留少量高性能終端的的同時，大大降低多數(shù)的移動終端成本，從而調(diào)低BIM運(yùn)維的應(yīng)用成本。

因此在運(yùn)維階段，BIM模型中的大量信息是用不到的，因此，在竣工模型交付后，需要對竣工模型中的信息做選擇性的隱藏處理成為運(yùn)維管理的初始模型并封裝備份。

機(jī)場航站樓BIM運(yùn)維信息的采集與應(yīng)用

對于運(yùn)維模型信息的收集主要體現(xiàn)在以下幾個方面: 在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，把建筑物的不同構(gòu)件、設(shè)備的具體信息添加到模型上，把結(jié)構(gòu)、安裝、幕墻、鋼結(jié)構(gòu)和場地規(guī)劃等信息進(jìn)行集成，完成設(shè)計(jì)階段BIM 模型。在項(xiàng)目施工階段，依據(jù)設(shè)計(jì)階段的模型逐步完善和優(yōu)化施工過程中的信息，將兩個階段的信息進(jìn)行整合，滿足模型在運(yùn)維階段的應(yīng)用。BIM 模型信息集成不僅要整合項(xiàng)目設(shè)計(jì)和施工階段的項(xiàng)目信息，對于項(xiàng)目運(yùn)維階段的實(shí)時數(shù)據(jù)也要整合，保持BIM模型數(shù)據(jù)庫的實(shí)時更新。

在設(shè)計(jì)、施工階段的BIM模型相對于運(yùn)維階段的BIM模型所需的信息只是靜態(tài)的信息，在航站樓使用的過程中，需要對建筑物的一些關(guān)鍵部位進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測形成數(shù)據(jù)庫，與原始建造數(shù)據(jù)對比用于建筑物整體性能分析。

通過BIM運(yùn)維平臺，各相關(guān)管理單位都可以將各部門的最新運(yùn)維管理信息加載至BIM三維模型中，同時也能夠?qū)崟r地調(diào)用其他部門的最新BIM 數(shù)據(jù)，用于本部門空間、設(shè)施設(shè)備管理所需。

運(yùn)維管理過程中，機(jī)場參與運(yùn)維的各單位、各部門可以通過BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)工程信息的有效集成，使項(xiàng)目協(xié)同作業(yè)成為可能。而且這種遠(yuǎn)程的協(xié)同作業(yè)不要求所有的管理方和決策者都到現(xiàn)場處理問題，極大地方便了參與協(xié)同作業(yè)的各方，提高了管理效率。

現(xiàn)有的BIM 平臺，無論是針對用戶的商業(yè)平臺還是運(yùn)維方自行開發(fā)的平臺，都開放了二次開發(fā)的端口。通過對應(yīng)用端的二次開發(fā)，擴(kuò)展功能，將BIM平臺與各子系統(tǒng)結(jié)合，將BIM運(yùn)維管理平臺的信息共享，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同。

BIM運(yùn)維管理的子系統(tǒng)

在BIM運(yùn)維管理中，可以按照專業(yè)劃分為建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和設(shè)備管理系統(tǒng)。

對于建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的信息采集采取布置監(jiān)測點(diǎn)的方式，測點(diǎn)的布置原則如下：

一是建筑物關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、鋼結(jié)構(gòu)的每個施工階段經(jīng)計(jì)算得到的最大應(yīng)力桿件和最大變形點(diǎn)處布置應(yīng)力和變形測點(diǎn)。

二是對施工體系及主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)定分析，在屈曲變形的特征點(diǎn)處布置應(yīng)力和變形測點(diǎn)，監(jiān)測施工過程中及建筑物使用過程中主體結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

三是當(dāng)結(jié)構(gòu)有運(yùn)動過程或存在動力效應(yīng)時，應(yīng)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行全過程的運(yùn)動分析，并在關(guān)鍵構(gòu)件應(yīng)力和主要特征點(diǎn)位置布置測點(diǎn)，以監(jiān)測結(jié)構(gòu)的運(yùn)動穩(wěn)定性。

四是在最不利應(yīng)力、變形以及最易發(fā)生整體失去穩(wěn)定的位置處布置應(yīng)力和變形測點(diǎn)。

五是結(jié)構(gòu)由施工狀態(tài)到設(shè)計(jì)狀態(tài)，存在著結(jié)構(gòu)體系轉(zhuǎn)換的過程，結(jié)構(gòu)內(nèi)力將重新分布，局部桿件內(nèi)力特性會發(fā)生根本改變。在此過程中，內(nèi)力變化較大的桿件必須布置應(yīng)力測點(diǎn)。

給水、消防、供熱、空調(diào)、燃?xì)?、電力等設(shè)備管理系統(tǒng)的監(jiān)測可以采用市場上比較成熟的動態(tài)能源管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理，一方面可以實(shí)時監(jiān)測建筑物的精確能耗，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理；另一方面，可以根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對各個系統(tǒng)進(jìn)行故障分析。

現(xiàn)有的信息系統(tǒng)由于自成體系，集成程度較高，可單獨(dú)運(yùn)行。但同時，由于其兼容性好，也可并入BIM運(yùn)維管理系統(tǒng)。

航站樓運(yùn)維信息安全

在航站樓BIM運(yùn)維管理的過程中，也不可避免的會遇到信息安全的問題。我們應(yīng)對使用BIM模型的信息作出分級管理，對于一些基礎(chǔ)信息及過程信息，只對較高授權(quán)級別的管理人員開放，作業(yè)人員可以只接觸結(jié)果信息，按照系統(tǒng)指令或管理人員的指令處理問題。

運(yùn)維BIM模型要有運(yùn)維所需的信息，運(yùn)維信息能夠方便地被管理、修改、查詢、調(diào)用。運(yùn)維信息的原始信息與修改痕跡應(yīng)做足夠長時間的留存，同時對修改人身份進(jìn)行標(biāo)記。這一方面是出于對運(yùn)維系統(tǒng)的安全考慮，另一方面也是為可能發(fā)生的責(zé)任事故保留證據(jù)。

除了應(yīng)急之用，最高權(quán)限使用者可以經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)通過VPN接入BIM運(yùn)維管理系統(tǒng)外，整個BIM運(yùn)維管理平臺應(yīng)在機(jī)場局域網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行（包括有線與無線網(wǎng)絡(luò)）。

BIM運(yùn)維管理人員的培訓(xùn)

對于BIM信息管理系統(tǒng)的使用，應(yīng)降低使用者的學(xué)習(xí)難度，適應(yīng)當(dāng)前機(jī)場人員的基本知識結(jié)構(gòu)。在BIM平臺開發(fā)時，注意針對使用人員的水平不同區(qū)分新手與專家在使用界面與功能開放方面的差異。

在如何提高對航站樓的BIM運(yùn)維管理水平方面，應(yīng)該采取循序漸進(jìn)的方式，逐步加大對相關(guān)管理人員、操作人員的培訓(xùn)深度。區(qū)分基礎(chǔ)培訓(xùn)與高級培訓(xùn)，制定定期階梯式滾動培訓(xùn)制度，結(jié)合人力資源部門的全員培訓(xùn)課程安排，實(shí)行相關(guān)人員的BIM運(yùn)維管理知識學(xué)習(xí)。通過學(xué)習(xí)進(jìn)一步提高管理人員素質(zhì)，針對航站樓運(yùn)維的實(shí)際，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維工作流程再造，提高整體運(yùn)維管理水平。

實(shí)際上，BIM運(yùn)維管理能夠?qū)崿F(xiàn)的還有更多，比如在地面交通組織；現(xiàn)場指揮調(diào)度；信息系統(tǒng)集成；航站樓商業(yè)統(tǒng)籌管理；應(yīng)急救援等等不一而足。

BIM的運(yùn)維管理知識體系繼承了設(shè)計(jì)、施工階段的模型信息，但不局限于這兩個階段的成果。其后端的開放式設(shè)計(jì)，讓許多航空保障性業(yè)務(wù)與非航業(yè)務(wù)進(jìn)入BIM運(yùn)維管理體系成為可能。

BIM技術(shù)未來對于航站樓的運(yùn)維管理，對于機(jī)場的運(yùn)營流程的優(yōu)化，其影響都將是革命性的。BIM的建筑全生命周期應(yīng)用將為未來的智慧機(jī)場建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。