水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)與施工BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化需求分析

錢(qián)麗，李海江，姜韶華

（1.中國(guó)交通建設(shè)股份有限公司，北京 100088；2.英國(guó)卡迪夫大學(xué)工學(xué)院，威爾士 卡迪夫 CF24 3AA；3.大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部，遼寧 大連 116024）

水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)與施工BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化需求分析

錢(qián)麗1，李海江2，姜韶華3

（1.中國(guó)交通建設(shè)股份有限公司，北京 100088；2.英國(guó)卡迪夫大學(xué)工學(xué)院，威爾士 卡迪夫 CF24 3AA；3.大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部，遼寧 大連 116024）

文中主要對(duì)水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域工程設(shè)計(jì)與施工BIM實(shí)現(xiàn)中關(guān)鍵的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化需求進(jìn)行了分析。通過(guò)將基于傳統(tǒng)模式的水運(yùn)工程建設(shè)項(xiàng)目與基于BIM技術(shù)的新項(xiàng)目在設(shè)計(jì)和施工階段數(shù)據(jù)交換模式與流程、數(shù)據(jù)應(yīng)用以及BIM應(yīng)用可解決的問(wèn)題進(jìn)行比較，歸納總結(jié)出了水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施BIM信息交換中對(duì)數(shù)據(jù)格式、技術(shù)利用、分類系統(tǒng)、分類鑒定等的基本要求，對(duì)水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域IFC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)研究工作的開(kāi)展提出了建議。

水運(yùn)工程；基礎(chǔ)設(shè)施建筑信息模型；BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；需求分析

1 背景介紹

為了在水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域全面應(yīng)用BIM技術(shù)，明確工程全生命期的數(shù)據(jù)傳遞模式和流程，制定相應(yīng)的BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。英國(guó)等世界上多個(gè)國(guó)家在其BIM規(guī)范中，詳細(xì)規(guī)定了全生命期的數(shù)據(jù)傳遞需求[1-5]。本研究通過(guò)將基于傳統(tǒng)模式的水運(yùn)工程建設(shè)項(xiàng)目與基于BIM技術(shù)的新項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)行比較，分析總結(jié)出水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域設(shè)計(jì)與施工BIM信息交換中對(duì)數(shù)據(jù)格式、技術(shù)利用、分類系統(tǒng)、分類鑒定等的基本要求。

2 傳統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段數(shù)據(jù)傳輸分析

2.1 數(shù)據(jù)傳遞模式及流程

1） 數(shù)據(jù)交換模式

在工程設(shè)計(jì)階段，數(shù)據(jù)傳遞主要發(fā)生在設(shè)計(jì)單位內(nèi)部，針對(duì)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)目標(biāo)，不同角色、不同專業(yè)的參與人員將產(chǎn)生的過(guò)程成果（中間數(shù)據(jù)）進(jìn)行共享、交換及傳遞。完成工程設(shè)計(jì)后，將符合標(biāo)準(zhǔn)要求的數(shù)據(jù)成果文件提交給業(yè)主。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員也需要與外部傳遞來(lái)的基礎(chǔ)資料進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，如工程設(shè)計(jì)所遵從的法律、法規(guī)和地方相關(guān)規(guī)章制度等。設(shè)計(jì)過(guò)程中，數(shù)據(jù)的傳遞模式主要有一對(duì)一的傳遞模式和一對(duì)多的傳遞模式。

一對(duì)一的傳遞模式：不論是設(shè)計(jì)，還是校核或?qū)徍斯ぷ?，主要使用如集成辦公系統(tǒng)、即時(shí)通訊軟件、Email等工具進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和傳遞，特點(diǎn)是數(shù)據(jù)的傳遞方及接收方都為單一對(duì)象。

一對(duì)多的傳遞模式：數(shù)據(jù)的提供方需要對(duì)同一信息進(jìn)行共享，以便多個(gè)不同角色的人員可以根據(jù)自身的需求進(jìn)行使用，這時(shí)數(shù)據(jù)可以是同時(shí)傳遞給不同接收方，也可以是通過(guò)流程化的過(guò)程傳遞給不同對(duì)象。

2） 數(shù)據(jù)傳遞流程

在設(shè)計(jì)階段，涉及到各類數(shù)據(jù)的傳遞，如外部資料、中間資料（計(jì)算模型、計(jì)算書(shū)、設(shè)計(jì)圖紙）、成果資料（計(jì)算模型、圖紙、計(jì)算書(shū)）等，數(shù)據(jù)信息傳遞流程如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)傳遞流程Fig.1 Data transfer process

其中，中間資料是設(shè)計(jì)過(guò)程中不同專業(yè)的參與人員為了完成同一個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)所必須共同遵循和依據(jù)的數(shù)據(jù)。其傳遞的準(zhǔn)確性決定了設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量，一個(gè)完整的中間資料數(shù)據(jù)傳遞流程如圖2所示。

2.2 數(shù)據(jù)應(yīng)用存在的問(wèn)題

在水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，設(shè)計(jì)階段的數(shù)據(jù)傳遞模式及流程雖然已經(jīng)沿用多年，但還是存在一定的問(wèn)題，特別是BIM技術(shù)的出現(xiàn)，讓這些問(wèn)題顯得愈發(fā)突出，主要的問(wèn)題有：

1） 數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)采用如AutoCAD等二維工具軟件，設(shè)計(jì)人員都是采用交互的方式對(duì)二維圖進(jìn)行編輯和修改。由于其傳遞方式天生的缺陷，以及設(shè)計(jì)人員的疏忽等問(wèn)題，導(dǎo)致圖紙數(shù)據(jù)不能完全準(zhǔn)確地表達(dá)設(shè)計(jì)的意圖，視圖表達(dá)難以完全關(guān)聯(lián)或被準(zhǔn)確理解，錯(cuò)誤難以避免，從而引起設(shè)計(jì)或施工返工。

圖2 中間資料數(shù)據(jù)傳遞流程Fig.2 Intermediate data transfer process

2） 數(shù)據(jù)傳遞問(wèn)題

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，各專業(yè)間通過(guò)中間資料傳遞完成設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)，數(shù)據(jù)傳遞為一對(duì)一或一對(duì)多的關(guān)系。這種模式下，設(shè)計(jì)過(guò)程中中間資料的變更會(huì)導(dǎo)致中間資料的確認(rèn)過(guò)程需要大量重復(fù)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，效率低下。另外，設(shè)計(jì)階段的數(shù)據(jù)由于其與施工方法結(jié)合的有限性，往往難以直接用于施工階段，導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息的傳遞出現(xiàn)割裂。

3） 數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)問(wèn)題

設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于外部設(shè)計(jì)條件的變化，有時(shí)需要對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中的數(shù)據(jù)做相應(yīng)調(diào)整，中間資料數(shù)據(jù)也隨之要做相應(yīng)的變更。這種情況下，可能存在中間資料發(fā)起者的數(shù)據(jù)已經(jīng)進(jìn)行了變更，但由于數(shù)據(jù)傳遞不及時(shí)，接收方未能及時(shí)掌握最新的數(shù)據(jù)資料，從而引起不必要的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。

4） 數(shù)據(jù)管理問(wèn)題

設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)成果的管理一般都是采用紙質(zhì)和二維電子圖方式，將成果保存于檔案室。這種模式存在的問(wèn)題是，紙質(zhì)成果后期查詢比較困難，并且文件不易保存；二維電子圖的數(shù)據(jù)成果間沒(méi)有關(guān)聯(lián)性。隨著時(shí)間的推移，不可避免的會(huì)引起設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的缺失，從而無(wú)法保證知識(shí)成果的延續(xù)性及復(fù)用性。

2.3 利用BIM技術(shù)可解決的問(wèn)題

利用BIM技術(shù)進(jìn)行港口、航道、修造船建筑物等的設(shè)計(jì)工作，可以讓各參與方共享三維設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)成果，避免了數(shù)據(jù)的重復(fù)錄入；二維設(shè)計(jì)圖紙可以由三維模型自動(dòng)生成，并能快速計(jì)算工程量，以進(jìn)一步進(jìn)行工程成本的預(yù)測(cè)；使用專用工具，還能對(duì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是否符合規(guī)范進(jìn)行自動(dòng)校核。同時(shí)，可以將三維設(shè)計(jì)模型的數(shù)據(jù)與各類分析軟件，例如能耗分析、日照分析、風(fēng)環(huán)境分析、綠色建筑分析等進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，快速地進(jìn)行各類分析和模擬。在設(shè)計(jì)階段，利用BIM技術(shù)可以解決的主要數(shù)據(jù)應(yīng)用問(wèn)題，包括：

1） 設(shè)計(jì)的質(zhì)量

各專業(yè)應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，二維設(shè)計(jì)圖紙由三維BIM模型自動(dòng)生成，當(dāng)模型數(shù)據(jù)發(fā)生變化后，二維圖紙的內(nèi)容會(huì)自動(dòng)關(guān)聯(lián)更新，解決了圖紙平、立、剖面數(shù)據(jù)不一致的情況，提升了設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2） 設(shè)計(jì)效率

基于共享數(shù)據(jù)庫(kù)或者中心文件的模型進(jìn)行BIM設(shè)計(jì)協(xié)同，可以使各不同設(shè)計(jì)參與方通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的公共區(qū)域?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)，同時(shí)數(shù)據(jù)的更改也會(huì)自動(dòng)反映給各參與者，提高了數(shù)據(jù)的傳遞和交換效率。

3） 設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性

BIM的三維設(shè)計(jì)表達(dá)方式，能夠更加準(zhǔn)確地表達(dá)所見(jiàn)即所得的準(zhǔn)確性目標(biāo)，也為設(shè)計(jì)成果準(zhǔn)確性提供了工作基礎(chǔ)。

4） 數(shù)據(jù)的傳遞性

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式，中間資料的數(shù)據(jù)傳遞往往需要使用多種工具和方法，數(shù)據(jù)傳遞的路徑不統(tǒng)一。采用BIM設(shè)計(jì)模式，所有的數(shù)據(jù)都由設(shè)計(jì)人員直接從中心服務(wù)器中獲取，保證了傳遞途徑的唯一性。

5）數(shù)據(jù)的復(fù)用性

利用BIM技術(shù)完成的設(shè)計(jì)成果信息模型，是作為企業(yè)的數(shù)字化資產(chǎn)保存在企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，方便后期的查詢及重用。隨著工程項(xiàng)目應(yīng)用的積累，還可作為大數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用的基礎(chǔ)，為企業(yè)創(chuàng)造新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。

6） 數(shù)據(jù)的管理

BIM設(shè)計(jì)成果基于中心文件或中心數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理，數(shù)據(jù)交換人員僅僅需要保證中心數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和唯一性就能保證設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量，這種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理模式顯著提升了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的管理效率。同時(shí)，設(shè)計(jì)階段的數(shù)據(jù)通過(guò)中心文件或中心數(shù)據(jù)庫(kù)向施工階段進(jìn)行傳遞，保證了數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理及項(xiàng)目數(shù)據(jù)全生命期傳遞。

3 傳統(tǒng)項(xiàng)目施工階段數(shù)據(jù)傳輸分析

3.1 數(shù)據(jù)傳遞模式及流程

1） 數(shù)據(jù)交換模式

施工階段數(shù)據(jù)傳遞模式與設(shè)計(jì)階段類似，主要也是通過(guò)一對(duì)一、一對(duì)多的方式進(jìn)行傳遞。但相較設(shè)計(jì)階段，在數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程中涉及到的參與方和對(duì)象更多，主要有政府部門(mén)、業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、施工承包商、施工分包商、監(jiān)理單位等。同時(shí)，工程建設(shè)從原材料采購(gòu)到施工，施工到工程建設(shè)結(jié)束，涉及的工作范圍更廣，工作環(huán)節(jié)更多，會(huì)產(chǎn)生較設(shè)計(jì)更多的海量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)主要由項(xiàng)目的內(nèi)部信息和外部信息兩部分組成。內(nèi)部信息是建設(shè)項(xiàng)目的各階段、各環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的總的信息集合，如一個(gè)常規(guī)水運(yùn)工程項(xiàng)目，主要有材料采購(gòu)、建設(shè)進(jìn)度和質(zhì)量、成本控制、會(huì)議系統(tǒng)、風(fēng)險(xiǎn)管理等各方面的信息；外部信息包括國(guó)家有關(guān)的政策和法規(guī)、市場(chǎng)價(jià)格指數(shù)、新技術(shù)、新材料信息等。

2） 數(shù)據(jù)傳遞流程

施工階段涉及各類內(nèi)外部數(shù)據(jù)的傳遞。如外部信息中的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和規(guī)章制度信息、市場(chǎng)信息、自然條件信息等，內(nèi)部信息中的各參建單位信息、施工合同信息、工程造價(jià)、工程進(jìn)度信息等。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)傳遞及管理流程從接收施工過(guò)程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)開(kāi)始，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行過(guò)程數(shù)據(jù)的交換和動(dòng)態(tài)更新。施工中數(shù)據(jù)的傳遞流程如圖3所示。

圖3 施工中數(shù)據(jù)傳遞流程Fig.3 Data transfer process in construction stage

施工組織設(shè)計(jì)文件是項(xiàng)目施工管理中技術(shù)策劃的綱領(lǐng)性文件，是用來(lái)指導(dǎo)項(xiàng)目施工全過(guò)程各項(xiàng)活動(dòng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和組織的綜合性文件，是施工技術(shù)與施工項(xiàng)目管理有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。其傳遞的準(zhǔn)確性決定了工程開(kāi)工后施工活動(dòng)能否有序、高效、科學(xué)合理地進(jìn)行，一個(gè)完整的施工組織設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳遞流程如圖4所示。

圖4 施工組織設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳遞流程Fig.4 Data transfer process in construction organization design

3.2 數(shù)據(jù)應(yīng)用存在的問(wèn)題

在水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，由于參與方眾多，數(shù)據(jù)內(nèi)容復(fù)雜，在工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)傳遞就會(huì)存在不協(xié)調(diào)、不一致、不統(tǒng)一的問(wèn)題，主要問(wèn)題有：

1） 數(shù)據(jù)管理問(wèn)題

工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中數(shù)據(jù)是由不同參與對(duì)象所產(chǎn)生的，比如施工方案信息一般由施工單位產(chǎn)生，工程建設(shè)檢查記錄一般由監(jiān)理單位產(chǎn)生，工程結(jié)算計(jì)量計(jì)價(jià)信息一般由業(yè)主、施工總包方產(chǎn)生等。這些信息并沒(méi)有一套完整的數(shù)據(jù)信息管理體系進(jìn)行管理，數(shù)據(jù)的傳遞、共享及查詢均存在困難。

2） 數(shù)據(jù)傳遞問(wèn)題

施工過(guò)程中會(huì)不斷產(chǎn)生各類管理文檔數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要通過(guò)一定的流程進(jìn)行交換及傳遞?，F(xiàn)階段，由于施工現(xiàn)場(chǎng)管理水平不高，數(shù)據(jù)傳遞主要靠口頭、會(huì)議、通訊工具等進(jìn)行傳遞，難以保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳遞給每一個(gè)接收方，并被及時(shí)掌握和響應(yīng)，導(dǎo)致項(xiàng)目的執(zhí)行產(chǎn)生偏差。同時(shí)，施工階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)有時(shí)往往難以應(yīng)用于運(yùn)行維護(hù)階段，數(shù)據(jù)信息的傳遞出現(xiàn)割裂。

3） 數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性問(wèn)題

根據(jù)工程的施工進(jìn)展，業(yè)主會(huì)依據(jù)階段性完成成果進(jìn)行驗(yàn)工計(jì)價(jià)，傳統(tǒng)的計(jì)價(jià)統(tǒng)計(jì)方法都是根據(jù)實(shí)際發(fā)生量，人工測(cè)算工程物料及人員消耗來(lái)計(jì)算費(fèi)用額。這種模式的問(wèn)題是費(fèi)用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)量大，統(tǒng)計(jì)復(fù)雜，數(shù)據(jù)容易出錯(cuò)。

4）數(shù)據(jù)的更新問(wèn)題

傳統(tǒng)工程實(shí)施中的變更是不可避免的，有些是由于設(shè)計(jì)問(wèn)題引起的，有些是由于施工組織設(shè)計(jì)不合理引起的，還有些是由于甲方要求引起的。這些變更后的數(shù)據(jù)有的需要由設(shè)計(jì)方提出并傳遞給施工單位，有的需要施工單位提供給設(shè)計(jì)方。傳統(tǒng)施工管理模式存在數(shù)據(jù)更新不及時(shí)或更新不到位情況，導(dǎo)致最終的施工結(jié)果與設(shè)計(jì)不完全一致。

5）數(shù)據(jù)的保存及復(fù)用問(wèn)題

工程施工完成時(shí)需要編制竣工文檔，這些文檔主要是紙質(zhì)文檔，即使是二維的電子檔案，施工結(jié)束后也存在檔案館無(wú)法利用，未能發(fā)揮數(shù)據(jù)的復(fù)用價(jià)值。

3.3 利用BIM技術(shù)可解決的問(wèn)題

施工階段利用BIM技術(shù)可以加強(qiáng)對(duì)施工的管理，通過(guò)建立BIM施工模型，即將建設(shè)的構(gòu)筑物及其施工現(xiàn)場(chǎng)的三維模型與施工進(jìn)度鏈接，并與施工資源、安全質(zhì)量、場(chǎng)地布置、成本變化等各類數(shù)據(jù)信息集成一體，實(shí)現(xiàn)基于BIM的施工進(jìn)度、人力、材料、設(shè)備、成本、安全、質(zhì)量、場(chǎng)地布置等的動(dòng)態(tài)集成管理及施工過(guò)程可視化模擬，以改善傳統(tǒng)施工管理流程，提高施工質(zhì)量和效率，保障施工安全，節(jié)約工程投資。

在施工階段，利用BIM技術(shù)主要解決的數(shù)據(jù)應(yīng)用問(wèn)題有：

1）數(shù)據(jù)的集成管理

利用BIM技術(shù)可以讓不同參與方人員根據(jù)其角色權(quán)限獲取所需信息，保證了數(shù)據(jù)傳遞的一致性和及時(shí)性，如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)的集成管理Fig.5 Integrated management of data

2） 數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

施工過(guò)程中在BIM模型基礎(chǔ)上關(guān)聯(lián)造價(jià)信息數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)制定計(jì)算規(guī)則自動(dòng)計(jì)算構(gòu)件實(shí)體的工程量，經(jīng)過(guò)匯總統(tǒng)計(jì)得到工程量清單。工程量清單還會(huì)根據(jù)施工變更、工期變化自動(dòng)更新數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)化了造價(jià)工程師的勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性。

3） 數(shù)據(jù)管理效率

借助于BIM施工模型的構(gòu)件級(jí)粒度可以快速提供支撐項(xiàng)目各類管理工作所需的數(shù)據(jù)，有效提升了施工管理效率。

4） 數(shù)據(jù)的可視化

建筑信息模型就是在傳統(tǒng)表達(dá)的基礎(chǔ)上，利用可視化手段實(shí)現(xiàn)了3D圖形+數(shù)據(jù)的集成，解決了原有施工管理中數(shù)據(jù)不可見(jiàn)、不直觀、不易理解的問(wèn)題。通過(guò)可視化手段，如4D進(jìn)度模擬、5D費(fèi)用模擬、專項(xiàng)方案論證、設(shè)計(jì)交底等，可以讓施工及管理人員快速理解設(shè)計(jì)意圖，準(zhǔn)確掌握設(shè)計(jì)對(duì)象信息，保障了工程施工的質(zhì)量。

5） 數(shù)據(jù)的傳遞和復(fù)用

BIM模型可以包含工程全生命期數(shù)據(jù)，施工階段所產(chǎn)生的與BIM模型關(guān)聯(lián)的各類數(shù)據(jù)可以順暢、無(wú)損地傳遞到項(xiàng)目的運(yùn)維階段，保證了數(shù)據(jù)的延續(xù)性。同時(shí)，這些保存在企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)字化資產(chǎn)方便了后期的查詢及重用，并隨著工程項(xiàng)目應(yīng)用的積累，還可作為大數(shù)據(jù)分析及應(yīng)用的基礎(chǔ)，為企業(yè)創(chuàng)造新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。

6）數(shù)據(jù)的協(xié)同管理

施工過(guò)程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)通過(guò)BIM統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行管理，保證了傳遞路徑的唯一性。同時(shí)，各參與方根據(jù)權(quán)限及需求向平臺(tái)中提供或獲取自己所需的數(shù)據(jù)資料，保證了不同參與方獲取數(shù)據(jù)的一致性和協(xié)調(diào)性。

4 BIM數(shù)據(jù)信息交換格式及分類

工程項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，不同項(xiàng)目參與方在項(xiàng)目的方案、施工圖設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維管理等不同實(shí)施階段對(duì)數(shù)據(jù)信息交換格式和內(nèi)容都有不同要求[6]。經(jīng)過(guò)搜集分析，現(xiàn)階段水運(yùn)工程領(lǐng)域?qū)π畔⒔粨Q的主要信息格式和內(nèi)容要求如下。

4.1 數(shù)據(jù)交換的格式要求

隨著B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用，在項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中，不同的階段傳遞不同的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)中既有原有傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)格式，也有基于BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)格式，如Autodesk公司的.dwg、.rvt數(shù)據(jù)格式，Bentley公司開(kāi)發(fā)的支持其MicroStation系列產(chǎn)品的.dgn格式，還有其它一些常規(guī)數(shù)據(jù)格式，如.doc、.xlsx等，具體的數(shù)據(jù)文件格式一般要求如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)文件格式一般要求Table 1 General requirement about data file format

4.2 數(shù)據(jù)交換的信息要求

針對(duì)不同BIM應(yīng)用項(xiàng)目在執(zhí)行過(guò)程中有不同的數(shù)據(jù)要求，如數(shù)值分析模擬、施工進(jìn)度模擬，完成并提交的是三維模型數(shù)據(jù)。而作為設(shè)計(jì)方提交給業(yè)主及施工單位的設(shè)計(jì)成果數(shù)據(jù)，現(xiàn)階段則主要是以二維平面圖為主，三維設(shè)計(jì)模型作為圖紙的有力補(bǔ)充，為施工方提供了更加直觀、有效的應(yīng)用管理支撐。

為了保證項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中數(shù)據(jù)能夠高效、準(zhǔn)確地進(jìn)行管理，需要在項(xiàng)目執(zhí)行前對(duì)各類工程應(yīng)用所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息交換要求進(jìn)行預(yù)定義。表2節(jié)選了部分BIM應(yīng)用所遵從的一般數(shù)據(jù)交換格式要求。

表2 BIM應(yīng)用所遵從的數(shù)據(jù)交換格式Table 2 Data exchange format required by BIM application

4.3 數(shù)據(jù)信息分類及結(jié)構(gòu)分解

水運(yùn)工程信息模型采用面分法進(jìn)行分類，主要有按建筑物功能分類、按工程項(xiàng)目分類、按建設(shè)階段分類、按專業(yè)分類、按成果分類、按人員分類、按工程構(gòu)件分類等。表3節(jié)選了水運(yùn)工程建筑物功能分類。表4節(jié)選了水運(yùn)工程構(gòu)件分類。

表3 水運(yùn)工程建筑物功能分類Table 3 Functional classification by waterway infrastructure

表4 水運(yùn)工程構(gòu)件分類Table 4 Component classification by waterway infrastruc ture

5 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)傳統(tǒng)工程項(xiàng)目的實(shí)施與基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目應(yīng)用進(jìn)行了比較分析，提出了BIM數(shù)據(jù)信息交換格式及分類?？梢园l(fā)現(xiàn)，BIM技術(shù)已經(jīng)在水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的設(shè)計(jì)、施工階段得到了應(yīng)用，對(duì)提升設(shè)計(jì)質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)項(xiàng)目精細(xì)化、集約化管理，推動(dòng)信息化建設(shè)和提升項(xiàng)目綜合管理效率方面，發(fā)揮著巨大的作用。在此基礎(chǔ)上，有必要盡快開(kāi)展水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施IFC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的研究工作，以填補(bǔ)IFC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在水運(yùn)基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的空白。

[1] BSI.PAS 1192-2:2013,Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using building information modelling[S].

[2] BSI.PAS 1192-3:2014,Specification for information management for the operational phase of assets using building information modelling[S].

[3] BSI.BS 1192-4:2014,Collaborative production of information[S].

[4]BSI.B/555 Roadmap[R].UK:BSI,2015.

[5] National BIM Standard-United StatesTMVersion 2[S].

[6] CHUCK E,PAUL T,RAFAEL S,et al.BIM handbook:a guide to building information modeling for owners,managers,designers,engineers,and contractors[M].USA:John Wiley&Sons,Inc.,2011.

Requirement analysis on data standardization for BIM based design and construction for waterway infrastructure

QIAN Li1,LI Hai-jiang2,JIANG Shao-hua3
（1.China Communications Construction Co.,Ltd.,Beijing 100088,China;2.School of Engineering of Cardiff University,Cardiff,Wales CF24 3AA,UK;3.School of Construction Engineering,Dalian University of Technology,Dalian,Liaoning 116024,China）

We analyzed the requirements for data standardization for BIM based design and construction for waterway infrastructure.Based on the comparison between the traditional and BIM based projects,focusing on data transfer and work flow,application issues and key points that BIM can help,we concluded basic requirements of data format,technology utilization,classification system and identification for BIM information exchange of waterway infrastructure,and proposed some suggestions for international open IFC standards development in waterway infrastructure.

waterway engineering;infrastructure building information modeling;BIM data standard;requirement analysis

U69

A

2095-7874（2017）10-0006-07

10.7640/zggwjs201710002

2017-08-03

2017-09-06

錢(qián)麗（1964— ），女，遼寧營(yíng)口人，高級(jí)工程師，從事港口及航道工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)制訂、科研等工作。

E-mail：qianli@ccccltd.cn