武九線綜合管廊BIM+GIS管理云平臺(tái)應(yīng)用研究

王軼駿　王海亮　方曉亮　張斌　劉長(zhǎng)庚

摘 要：以江南中心綠道武九線綜合管廊為應(yīng)用對(duì)象，基于云技術(shù)、GIS技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、BIM技術(shù)及IOT技術(shù)于一體研發(fā)了綜合管廊BIM+GIS綜合管廊云平臺(tái)。其主要服務(wù)對(duì)象為武九管廊各參建方，構(gòu)建項(xiàng)目級(jí)平臺(tái)，以標(biāo)段為管理單元，以效率為業(yè)務(wù)核心，將管理數(shù)據(jù)與模型數(shù)據(jù)在平臺(tái)集成后開展項(xiàng)目三維分析，為管理決策提供依據(jù)，為終端用戶提供了強(qiáng)大、智能、高效、精準(zhǔn)的管理手段。

關(guān)鍵詞：云平臺(tái);綜合管廊;BIM

中圖分類號(hào)：TU990.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2022）01-0016-03

1 概述

江南中心綠道武九線綜合管廊工程屬于武漢長(zhǎng)江主軸的重要組成部分，項(xiàng)目橫跨武漢市武昌區(qū)、青山區(qū)、洪山區(qū);其中主線管廊整體長(zhǎng)度約13.25 km、支線管廊長(zhǎng)度約2.98 km，同時(shí)在建設(shè)十路還有540 m的道排改造工程。武九管廊主體斷面以三艙為主，局部為二艙和四艙，項(xiàng)目建成后將容納電力、通信、給水、排水、熱力等管線，管廊地上將同步建設(shè)綠道景觀，打造沿長(zhǎng)江主軸濱江核心區(qū)的生態(tài)文化長(zhǎng)廊。武九線管廊總體如圖1所示。

項(xiàng)目在建設(shè)周期中面臨諸多挑戰(zhàn)：項(xiàng)目工期緊張、多專業(yè)協(xié)同困難、工程技術(shù)難度大、施工質(zhì)量和施工安全如何保障、工程風(fēng)險(xiǎn)控制、眾多參與方如何提高溝通效率等等。項(xiàng)目組進(jìn)行研究決定將在項(xiàng)目實(shí)施的全過程中進(jìn)行BIM技術(shù)的應(yīng)用，通過三維技術(shù)手段結(jié)合云管理平臺(tái)，解決實(shí)際矛盾和問題。通過在工程設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)維階段進(jìn)行BIM+GIS管理云平臺(tái)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)武九管廊全生命周期智慧化管理，有效控制和管理工程建設(shè)的安全、質(zhì)量、進(jìn)度，提升項(xiàng)目的精細(xì)化管理水平，提高工程管理和決策效率，減少返工浪費(fèi)，保證工期，提高工程質(zhì)量和投資效益。

2 平臺(tái)架構(gòu)

基于BIM+GIS管理云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、施工單位、運(yùn)營單位、其他參建單位及參建人員的各項(xiàng)協(xié)同作業(yè)，以平臺(tái)和模型為依托，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)階段的成果數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，進(jìn)度、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、設(shè)計(jì)圖紙、BIM模型等各方信息相互聯(lián)動(dòng)。平臺(tái)集成互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、圖形處理平臺(tái)技術(shù)、移動(dòng)應(yīng)用技術(shù)，支撐武九管廊的大范圍模型對(duì)接，后期結(jié)合無人機(jī)的傾斜攝影實(shí)景模型，為項(xiàng)目分析，決策提供混合現(xiàn)實(shí)三維環(huán)境[1]。從管理手段上全面采用數(shù)字化管理手段，結(jié)合業(yè)主及參建單位實(shí)際管理需求，基于進(jìn)度計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)展示?；贐IM的數(shù)字化管理突破空間與時(shí)間的限制，解決項(xiàng)目管理參與方數(shù)據(jù)孤島問題，使項(xiàng)目管理從傳統(tǒng)的二維管理模式進(jìn)入基于BIM的三維可視化云服務(wù)管理模式。管理平臺(tái)架構(gòu)如圖2所示。

3 BIM+GIS管理云平臺(tái)功能

3.1 BIM成果管理

基于平臺(tái)支撐模型可視化，支持復(fù)雜模型、大體量模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入和數(shù)據(jù)對(duì)接能力，可進(jìn)行距離、面積查詢等，為項(xiàng)目分析，決策提供混合現(xiàn)實(shí)三維環(huán)境。平臺(tái)支持上傳VR節(jié)點(diǎn)鏈接，并在平臺(tái)上進(jìn)行預(yù)覽，便于項(xiàng)目建成效果直觀展示。通過無人機(jī)的傾斜攝影技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目整體實(shí)景建模，將實(shí)景模型與設(shè)計(jì)BIM模型整合到平臺(tái)中，在平臺(tái)上直接獲取現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)幾何信息，提升項(xiàng)目的整體展示效果和管理便捷性。在平臺(tái)中可通過對(duì)模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)視角、樓層篩選、剖切、測(cè)距、漫游等操作，評(píng)判備選方案模型的可行性、功能性、美觀性等[2-3]。輕量化模型展示如圖3所示。

3.2 進(jìn)度管理

通過進(jìn)度計(jì)劃、進(jìn)度追蹤、進(jìn)度統(tǒng)計(jì)、進(jìn)度糾偏等功能應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度管理的可視化、精細(xì)化、便捷化：隨時(shí)隨地看到相關(guān)項(xiàng)目成員和計(jì)劃的實(shí)施狀況，在早期及時(shí)發(fā)現(xiàn)影響項(xiàng)目進(jìn)度的問題并以此采取措施進(jìn)行糾偏，保障項(xiàng)目按計(jì)劃實(shí)施?？偨Y(jié)分析影響進(jìn)度延后的問題癥結(jié)，平臺(tái)進(jìn)行預(yù)判性提出整治措施。對(duì)數(shù)次進(jìn)度延后的施工參建部門進(jìn)行懲罰措施，包括罰款或者對(duì)其準(zhǔn)入資格進(jìn)行負(fù)面打分，業(yè)主及監(jiān)理公司可基于平臺(tái)實(shí)時(shí)進(jìn)行進(jìn)度的追蹤和糾偏，保證項(xiàng)目整體建設(shè)過程中的任一環(huán)節(jié)可追溯，同時(shí)能夠保證整體工程進(jìn)度。

將BIM模型中的構(gòu)件按分部分項(xiàng)工程分類，將構(gòu)件與施工進(jìn)度計(jì)劃（WBS）相關(guān)聯(lián)，通過平臺(tái)的三維模擬動(dòng)態(tài)展示施工進(jìn)度。同時(shí)，平臺(tái)還可基于施工計(jì)劃將每日、每周、每月任務(wù)實(shí)時(shí)發(fā)送給各參建單位的施工相關(guān)責(zé)任人。

施工人員在移動(dòng)端或者PC端接到相關(guān)任務(wù)后，可以在平臺(tái)中點(diǎn)擊相關(guān)的模型構(gòu)件進(jìn)行任務(wù)銷項(xiàng)確認(rèn)，若該任務(wù)項(xiàng)中的所有相關(guān)構(gòu)件都被確認(rèn)完成，則平臺(tái)自動(dòng)向相關(guān)監(jiān)理工作人員推送進(jìn)度追蹤申請(qǐng)員，待監(jiān)理人員到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行核對(duì)，判定改任務(wù)是否完成。若進(jìn)度相對(duì)于計(jì)劃已經(jīng)超前或滯后，平臺(tái)會(huì)根據(jù)該任務(wù)的重要程度，推送信息給施工、監(jiān)理及其他等相關(guān)的管理人員，便于提前干預(yù)，對(duì)進(jìn)度進(jìn)行糾偏[4]。進(jìn)度管理模塊界面如圖4所示。

3.3 質(zhì)量安全管理

將質(zhì)量問題與模型關(guān)聯(lián)，結(jié)合質(zhì)量管理流程，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量精細(xì)化、痕跡化管理。通過移動(dòng)端（手機(jī)、PAD等）將施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的工程質(zhì)量問題與平臺(tái)BIM中的構(gòu)件關(guān)聯(lián)，形成質(zhì)量管理事件，記錄到云平臺(tái)數(shù)據(jù)庫中。通過“發(fā)起——經(jīng)辦——督辦——驗(yàn)收”的質(zhì)量事件閉環(huán)，將質(zhì)量驗(yàn)收體系標(biāo)準(zhǔn)化，調(diào)動(dòng)項(xiàng)目相關(guān)人員的主動(dòng)質(zhì)量管理意識(shí)，通過平臺(tái)中質(zhì)量事件的流程管理，加強(qiáng)施工過程中的質(zhì)量管理。質(zhì)量管理移動(dòng)端界面圖5所示：

結(jié)合具體工程，根據(jù)項(xiàng)目類型選擇重難點(diǎn)技術(shù)和關(guān)鍵位置進(jìn)行質(zhì)量把控，例如：（1）對(duì)項(xiàng)目整體質(zhì)量或?qū)χ苓叕F(xiàn)有構(gòu)筑物有直接影響的關(guān)鍵部位;（2）在施工中的容易被忽視的環(huán)節(jié)，或者人為因素較大的部位或工序;（3）采用了改進(jìn)工藝或者新材料的施工環(huán)節(jié);（4）對(duì)后續(xù)施工會(huì)產(chǎn)生較大影響的施工工序;（5）在以往項(xiàng)目中碰到過的對(duì)項(xiàng)目造成影響的相關(guān)工序;（6）技術(shù)難度較大或者施工團(tuán)隊(duì)沒有把握的施工環(huán)節(jié)。7375248F-7773-4432-ADCC-FE4ADBFB9745

3.4 文檔管理

在平臺(tái)中對(duì)項(xiàng)目過程文檔資料及BIM數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的存儲(chǔ)與管理，保證項(xiàng)目數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)相關(guān)人員工作崗位和單位，給予對(duì)應(yīng)的權(quán)限，保障文檔資料的安全性、信息的時(shí)效性和準(zhǔn)確性，從而提高工作效率。通過平臺(tái)文檔管理模塊，相關(guān)人員可通過移動(dòng)端或者PC端即時(shí)查閱或者下載相關(guān)工程資料。通過平臺(tái)的三維可視化功能，將傳統(tǒng)的二維圖紙與平臺(tái)BIM構(gòu)件進(jìn)行關(guān)聯(lián)，大大提升了工作效率。平臺(tái)還會(huì)自動(dòng)留存文檔的歷史版本，方便后期進(jìn)行項(xiàng)目版本追溯、查詢變更信息等。在本項(xiàng)目中，通過將設(shè)計(jì)圖紙（施工圖紙3513張，變更圖紙656張）及資料、照片、視頻、航拍視頻等數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理上傳，最終形成數(shù)字化武九管廊項(xiàng)目。實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通，現(xiàn)場(chǎng)影像、進(jìn)度、圖紙資料等各方信息相互聯(lián)動(dòng)。文檔管理界面圖6所示。

4 總結(jié)

在武九線綜合管廊項(xiàng)目中將BIM技術(shù)引入到市政管廊設(shè)計(jì)及施工領(lǐng)域，結(jié)合設(shè)計(jì)院綜合管廊模型與自建節(jié)點(diǎn)模型，在設(shè)計(jì)與施工過程中，運(yùn)用BIM+GIS管理云平臺(tái)，優(yōu)化了設(shè)計(jì)與施工方案，提高了項(xiàng)目管廊質(zhì)量，縮短了工期，降低了工程成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，后期也將在運(yùn)維階段配合應(yīng)用，發(fā)揮BIM技術(shù)的最大價(jià)值。

本項(xiàng)目在2018年申報(bào)并入圍武漢市建設(shè)局第一批BIM技術(shù)試點(diǎn)A類項(xiàng)目，配套管廊BIM交付標(biāo)準(zhǔn)獲批中國建筑學(xué)會(huì)綜合管廊信息模型標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，2019年被評(píng)選為獲中國中鐵股份有限公司綠色科技示范工程、武漢市江城優(yōu)秀文明工地，獲得2020年河南省第二屆“匠心杯”工程BIM技術(shù)應(yīng)用大賽二等獎(jiǎng)，2021年先后獲得第十二屆創(chuàng)新杯建筑信息模型BIM應(yīng)用大賽市政工程類BIM應(yīng)用三等獎(jiǎng)和湖北省建設(shè)工程BIM大賽獲得綜合應(yīng)用優(yōu)秀成果獎(jiǎng)。

目前，武九管廊項(xiàng)目正在進(jìn)行施工階段的收尾工作，后期將基于BIM技術(shù)在運(yùn)維階段實(shí)現(xiàn)對(duì)武九管廊中的管線設(shè)備、能耗、資產(chǎn)、巡檢養(yǎng)護(hù)、安全等方面進(jìn)行管理，開展項(xiàng)目的全生命周期BIM應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的真正價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 王軼駿，方曉亮，張斌.BIM技術(shù)在江南中心綠道武九線綜合管廊工程中的應(yīng)用研究[J].智能建筑與工程機(jī)械，2021（4）：46-48.

[2] 趙越.基于BIM技術(shù)的某歷史保護(hù)建筑修繕改造[J].施工技術(shù)， 2019，48（12）：12-15.

[3]何俊.市政綜合管廊設(shè)計(jì)中BIM應(yīng)用[J].四川建材， 2017， 43（6）：222+229.

[4] 楊黨鋒，劉曉東，蘇鋒，等.城市地下綜合管廊智慧運(yùn)維管理研究與應(yīng)用[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2017（6）：28-33.

Research on the Application of BIM+GIS Management Cloud Platform for the Comprehensive Pipe Gallery of Wujiu Line

WANG Yijun， WANG Hailiang， FANG Xiaoliang， ZHANG Bin， LIU Changgeng

（Wuhan City Railway Construction Investment Development Co.， Ltd.， Wuhan? Hubei? 430061）

Abstract： Taking the Jiangnan Central Greenway Wujiu Line Comprehensive Pipe Gallery as the application object， based on cloud technology， GIS technology， Internet technology， BIM technology and IOT technology， the integrated pipe gallery BIM+GIS integrated pipe gallery cloud platform has been developed. Its main service objects are the participants of Wujiu pipe gallery， build a project level platform， taking the bid section as the management unit， taking efficiency as the core of business， carry out three-dimensional analysis of the project after integrating management data and model data on the platform， provide basis for management decision-making， it provides powerful， intelligent， efficient and accurate management means for end users.

Keywords： cloud platform; comprehensive pipe gallery; BIM

收稿日期：2021-10-20

作者簡(jiǎn)介：王軼駿（1973—），男，湖北武漢人，本科，高級(jí)工程師，研究方向：工程管理。

通訊作者：王海亮（1981—），男，江蘇海安人，碩士，高級(jí)工程師，研究方向：工程管理。7375248F-7773-4432-ADCC-FE4ADBFB9745