BIM和大數(shù)據(jù)技術在電網(wǎng)工程計量與計價中的應用展望

趙迎迎 朱曉虎

（國網(wǎng)安徽省電力有限公司經(jīng)濟技術研究院，安徽 合肥 230001）

0 引言

近年來，我國電力工業(yè)發(fā)展迅猛，特高壓電網(wǎng)、智能互聯(lián)電網(wǎng)成為國家電網(wǎng)建設的發(fā)展方向，這些工程項目投資巨大、技術復雜、參與各方眾多、項目周期長，工程項目管理及造價管理面臨著前所未有的困難和挑戰(zhàn)。電網(wǎng)工程實物工程量的計算和工程計價仍以人工方式為主、計價及取費模式不統(tǒng)一、人材機價格等基礎信息更新緩慢、數(shù)據(jù)共享性差等諸多問題，導致造價管理效率低下，難以滿足電網(wǎng)工程造價精細化、信息化的管控要求。

當前，BIM技術和大數(shù)據(jù)技術在建筑工程領域得到了廣泛應用，但在電網(wǎng)工程建設項目中的應用較少。為了提高電網(wǎng)工程計量與計價工作的質(zhì)量與效率，本文針對BIM技術和大數(shù)據(jù)技術在電網(wǎng)工程造價中的應用進行展望，以提高電網(wǎng)工程造價編制的精準度，更好地滿足電網(wǎng)工程造價精細化、信息化的管理需求，為其他電力工程造價管理提供參考。

1 BIM技術為提升工程計量準確性提供強勁動力

BIM（Building Information Model），即建筑信息模型，是一種應用于工程設計、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，其技術的核心是運用數(shù)字化技術搭建建筑物的虛擬三維模型，該模型包含其全生命周期內(nèi)涉及的所有數(shù)據(jù)信息，包括建筑所有構件的屬性信息、幾何信息以及非建筑構件的狀態(tài)信息（人員、工期、組織信息等）。BIM技術能夠實現(xiàn)工程信息在電網(wǎng)工程項目全生命周期中的快捷共享與傳輸，為電網(wǎng)工程項目建設過程中各專業(yè)的協(xié)同配合提供技術保障。

1.1 BIM技術在工程計量中的應用形式

BIM技術應用于電網(wǎng)工程計價的優(yōu)勢在于可以實現(xiàn)自動計量，大大減少了造價人員的工作量；數(shù)據(jù)可追溯查詢，確保了電網(wǎng)工程工程量清單填報的合規(guī)性，提高了電網(wǎng)工程計量的效率和精確性；可以分別從時空維度與構件類型統(tǒng)計工程量信息，根據(jù)工程計劃與實際進度信息，可以實時動態(tài)統(tǒng)計任意WBS節(jié)點處的各構件計劃或實際完成工程量，有助于保證造價數(shù)據(jù)充分傳遞并應用到項目各階段，幫助項目管理人員隨時掌握工程實際完成情況，實現(xiàn)電網(wǎng)工程造價自動化動態(tài)管理。

由BIM三維建模軟件建立的BIM-3D模型可以自動計算各構件工程量，首先在建模時設定各個構件的幾何和物理屬性；其次在計量時通過識別這些信息，根據(jù)構件的所有特性進行分類；最后利用構件的計量規(guī)則對這些構件進行計量和匯總。在基于BIM進行工程計量時，可分為實體項目計量和非實體項目計量兩個部分。

（1）實體項目計量。實體項目即在BIM設計中體現(xiàn)在模型上的所有構件，這些項目最終會在工程結束時進行交付。BIM在對實體構件進行計量時，主要采用以下流程：首先，計算機對建筑構件IFC實體進行信息的識別、提取和分類，然后經(jīng)過清單項目中的信息語義庫對其進行標準化處理，以實現(xiàn)這些信息與外部造價數(shù)據(jù)庫的關聯(lián)。其次，將其與工程量清單進行映射，若映射成功則將這些構件化信息賦予基于BIM所建立的工程量清單中的項目編碼。若映射不成功，存在一些無法對應和識別的構件，則將其信息進行補充和擴展。最后，通過上述操作生成全部實體構件的工程量清單之后，根據(jù)相應的工程量規(guī)則進行計算。由于BIM的工程量計算規(guī)則與我國清單規(guī)范中的計量規(guī)范不一致，因此需要進行處理，包括計量構件重疊時候的扣減優(yōu)先級以及進行幾何變量的擴展等。

（2）非實體項目計量。非實體項目主要包括措施費、規(guī)費、稅金、管理費等費用項目，這些項目并不會隨著工程一同交付，有些項目甚至無法在項目建設過程中單獨體現(xiàn)，也就沒有體現(xiàn)在BIM模型上。在BIM模型中，可以單獨把這些費用項目列出來進行計算，通過增加相應的“族”，建立措施項目費用實體、規(guī)費項目費用實體及費率實體的模式來對這些非實體構件進行計量。

1.2 基于BIM技術的工程計量方法

隨著建筑信息化的快速發(fā)展，目前使用BIM進行計量主要采用以下三種方式：應用程序接口（API）、開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)（ODBC）、BIM設計軟件輸出構件工程量后按照我國的計量規(guī)則進行再加工。盡管BIM已經(jīng)可以實現(xiàn)造價管理，但由于數(shù)據(jù)標準不同、計量規(guī)則不同、工程量清單分解結構不同等因素，使得BIM應用于工程量清單計價仍有不少挑戰(zhàn)：在應用程序接口的計量方式中，軟件不能無縫對接會造成模型信息丟失，計量準確和可靠性有待檢驗；開放數(shù)據(jù)庫互聯(lián)的計量方式要求造價人員對BIM數(shù)據(jù)庫結構的掌握程度較高；直接應用Revit等國外主流軟件得出的工程量信息與我國清單計價規(guī)范要求的工程量清單表不符，另外還存在由于諸如扣減、構件相交和附屬關系等規(guī)則的不同帶來的計量誤差等問題。

另一方面，目前大部分相關研究都將工程量清單計價規(guī)范作為成本信息的標準，通過改進BIM或開發(fā)程序插件來使BIM適應計價要求。但事實上，現(xiàn)行工程量清單計價規(guī)范中的工程分解結構并不適用于BIM構件式的建模方式，也不適用于總承包模式或全過程造價管理需求。

雖然在推行過程中還存在一些有待解決的問題，但隨著計價方法的不斷完善、操作程序的不斷改進、工程管理體制的進一步改革，BIM技術的應用必將為電網(wǎng)工程計價的發(fā)展帶來新一輪的變革。今后應結合我國國情和行業(yè)具體形勢，通過擴大統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準、保證模型構建與維護同步等方式，積極解決BIM技術與現(xiàn)行工程量清單計價標準的差異，充分發(fā)揮BIM技術在電網(wǎng)工程工程量清單計價中的應用價值，以順應工程總承包模式、工程協(xié)同管理的發(fā)展需求，為提升電網(wǎng)工程計量準確性，實現(xiàn)電網(wǎng)工程建設信息化和工程造價精細化管理提供強勁動力。

2 大數(shù)據(jù)技術為工程價格信息采集提供有力支撐

在電網(wǎng)工程工程量清單計價中，綜合單價的合理性將直接影響到招標效果和投資控制，而相應的工程價格則直接影響綜合單價的合理性和科學性。工程價格信息采集要對工程建設各階段的工程價格信息進行采集，并且在采集歷史工程價格數(shù)據(jù)的基礎上也要及時采集市場價格數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)技術的發(fā)展和創(chuàng)新能夠為工程價格數(shù)據(jù)的采集和更新發(fā)布提供更加科學有效的手段，進而促進提高工程量清單計價模式下電網(wǎng)工程造價編制的精準度，更好地滿足電網(wǎng)工程造價精細化管理的需求。

2.1 基于大數(shù)據(jù)技術的工程價格信息質(zhì)量的提升

工程價格信息在市場機制下的工程造價管理中發(fā)揮重要的作用，目前工程建設各方主體及造價管理相關部門在工程建設領域中都積累了一定量的造價信息，但是不同參與主體所關注的工程價格信息有所不同，因而將工程價格信息采集的結果推廣到廣泛的工程實際應用中仍有一定難度。而借助于大數(shù)據(jù)技術，能夠在科學采集工程價格信息的基礎上進行高質(zhì)量的數(shù)據(jù)分析，進而為準確把握工程價格信息的市場動態(tài)，預測其發(fā)展趨勢，合理確定工程造價提供數(shù)據(jù)層面的支撐。

將大數(shù)據(jù)技術應用于工程價格信息數(shù)據(jù)采集處理方面，依托高效集成數(shù)據(jù)處理技術進行數(shù)據(jù)預處理，針對各建設主體工程價格信息、市場價格信息以及工程建設各階段的工程價格信息，提供全方位的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)集成等功能應用，提高工程價格信息數(shù)據(jù)價值。在數(shù)據(jù)收集完成后，為了將原始數(shù)據(jù)轉化為應用于工程實際的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)會對原始數(shù)據(jù)進行預處理。對于原始數(shù)據(jù)的預處理主要包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)篩選、數(shù)據(jù)歸約等方面。通過數(shù)據(jù)清洗，利用現(xiàn)有的技術手段和方法檢測、去除數(shù)據(jù)源中的干擾數(shù)據(jù)和無關數(shù)據(jù)，處理遺漏數(shù)據(jù)，將此類數(shù)據(jù)轉化為滿足數(shù)據(jù)使用者要求的數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)篩選可以提高之前收集存儲的相關數(shù)據(jù)的可用性，更利于后期數(shù)據(jù)分析。通過數(shù)據(jù)歸約尋找依賴于發(fā)現(xiàn)目標的數(shù)據(jù)的有用特征，以縮減數(shù)據(jù)規(guī)模，從而在盡可能保持數(shù)據(jù)原貌的前提下，最大限度地精簡數(shù)據(jù)量。

利用大數(shù)據(jù)技術可以在工程價格信息的采集上更加智能化，對多層次、多來源的工程價格信息進行智能化分類采集整理，將工程建設各階段的數(shù)據(jù)與專業(yè)數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)庫進行實時對比分析，實現(xiàn)實時的工程價格信息數(shù)據(jù)校驗，改變目前人工上報數(shù)據(jù)方式中人為因素干擾過多的現(xiàn)狀，有效保障了原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量。而在收集得到的工程價格信息數(shù)據(jù)的處理分析方面，大數(shù)據(jù)技術能夠在最少的數(shù)據(jù)量中提取出最大的信息，通過高質(zhì)量的數(shù)據(jù)處理，輸出高質(zhì)量的數(shù)據(jù)分析結果。輸出的工程價格信息的合理性與準確性是否符合市場正常的物價波動，在大數(shù)據(jù)處理集成系統(tǒng)中能夠進行進一步的分析和判斷，以實現(xiàn)發(fā)布的工程價格信息能夠貼近市場實際價格，反映市場的實際變動趨勢。

2.2 基于大數(shù)據(jù)技術的工程價格信息的實時更新

工程價格信息作為確定工程產(chǎn)品成本的參考標準，應隨著市場的變化、技術的進步和數(shù)據(jù)的積累不斷進行修訂和完善。通過建立工程價格信息實時修編與發(fā)布機制，采用定性和定量相結合的方法，對工程價格信息的偏差進行實時評估，反映工程價格信息在實際工程應用中存在的問題，以便實時反饋市場動態(tài)，保證工程價格信息發(fā)布的時效性。同時，通過數(shù)據(jù)交互和流通，能夠充分結合工程建設各參與單位工程的不同側重點，對工程價格信息進行綜合的采集處理和實時發(fā)布，奠定工程價格信息數(shù)據(jù)共享基礎，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時更新。

在各建設參與主體已有數(shù)據(jù)積累的基礎上，借助大數(shù)據(jù)技術進一步縮短數(shù)據(jù)采集、傳輸、匯總、存儲、發(fā)布等主要環(huán)節(jié)的時間，實現(xiàn)工程價格信息的動態(tài)發(fā)布和更新，建立基礎數(shù)據(jù)的智能動態(tài)修訂機制，實時更新基礎數(shù)據(jù)為工程價格信息的實時發(fā)布提供有效保障。相較于靜態(tài)的數(shù)據(jù)庫，基于動態(tài)修訂機制的工程價格信息基礎數(shù)據(jù)更新系統(tǒng)能夠確保實時發(fā)布信息市場與實際數(shù)據(jù)保持一致，數(shù)據(jù)信息的實時更新能夠降低數(shù)據(jù)系統(tǒng)發(fā)布水平與實際工程的偏差，從而提高工程價格信息的實用性與可靠性。

在工程價格信息實時共享與實時發(fā)布機制下，首先可以根據(jù)關鍵指標價格信息檢索近的似典型工程，實現(xiàn)關鍵價格數(shù)據(jù)的對比分析。一方面實現(xiàn)典型工程橫向對比，自動匹配選擇典型工程，解析當前工程和典型工程的關鍵指標，提供一個匹配度最高的工程進行指標對比分析；另一方面可以進行工程不同階段的縱向對比，在項目預審和收口審核階段，通過對設計資料可研、初設等階段的縱向對比分析，及時反映建設過程中的工程價格信息變化，實現(xiàn)對項目合理性進行預警。

其次在工程價格信息實時共享和發(fā)布系統(tǒng)應用中，工程價格信息指標經(jīng)測算后能夠實現(xiàn)對電網(wǎng)工程價格信息動態(tài)更新滾動發(fā)布，針對不同類型工程建設周期以及參與主體的差異，數(shù)據(jù)采集與價格信息發(fā)布周期可根據(jù)實際建設主體應用需求情況靈活調(diào)整。高時效性的工程價格信息能夠真實反映當前市場電網(wǎng)工程價格水平，有效避免工程造價管控與市場脫節(jié)的現(xiàn)象，保障價格信息具有較高的參考價值。同時與以往價格信息發(fā)布形式相比，數(shù)字化交互平臺使電網(wǎng)工程價格信息發(fā)布擺脫傳統(tǒng)文件化、紙質(zhì)化的限制，發(fā)布場景靈活，可視化程度及交互體驗均得到有效改善。

3 結語

本文在充分分析電網(wǎng)工程計量和計價現(xiàn)存問題的基礎上，提出利用BIM技術實現(xiàn)工程量的自動計量，提高電網(wǎng)工程計量的效率和精確性。利用大數(shù)據(jù)技術優(yōu)化工程價格信息采集手段，提升工程價格信息質(zhì)量，促進工程價格信息的實時更新，以保證電網(wǎng)工程計價的質(zhì)量和價值。BIM技術與大數(shù)據(jù)技術的應用拓展并完善了工程量清單計價模式下電網(wǎng)工程造價管理業(yè)務鏈，為加快電網(wǎng)工程信息化、精細化造價改革提供有力支撐。未來，除BIM技術和大數(shù)據(jù)技術外，其他數(shù)據(jù)化、信息化手段的應用也將促進工程量清單計價模式下電網(wǎng)工程技經(jīng)工作的發(fā)展。