基于BIM的城市地鐵車站施工協(xié)同管理研究

曾宇茜 羅星熠 于?，?唐 勇

（四川師范大學，四川成都 610000）

城市軌道交通高速發(fā)展的背景下，城市地鐵車站項目體量大、施工復雜、參建單位眾多、信息交互繁雜。本文將BIM技術與協(xié)同管理理念引入城市地鐵車站施工階段，搭建BIM施工協(xié)同管理平臺，并基于此平臺進行施工協(xié)同管理應用。

1 施工階段引入BIM協(xié)同管理的必要性

城市地鐵車站項目參建單位多、施工環(huán)節(jié)多、工序復雜、施工周期長，基于BIM的施工協(xié)同管理方式使整個施工管理系統(tǒng)趨于穩(wěn)定有序的狀態(tài)。傳統(tǒng)施工管理中的信息處于離散狀態(tài)，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞滯后、損壞、丟失情況；基于BIM的施工協(xié)同管理方式的數(shù)據(jù)具有高度集成性與交互性，可以在時間和空間上打通信息壁壘，通過權限設置實時存儲、修改、更新，實現(xiàn)施工過程中文件管理的同步。傳統(tǒng)作業(yè)模式不具備統(tǒng)一的工作標準，各應用程序間難以兼容，影響工程數(shù)據(jù)的交互性；BIM協(xié)同管理模式采用同一協(xié)同管理平臺、同一建模標準及同一數(shù)據(jù)交互格式，有效地保證項目信息的一致性和交換的及時性、準確性，避免重復性工作，提高施工效率和質量。

傳統(tǒng)施工管理與BIM施工協(xié)同管理對比表如表1所示。

表1 傳統(tǒng)施工管理與BIM施工協(xié)同管理對比表

2 BIM施工協(xié)同管理平臺基本架構

基于BIM技術的施工協(xié)同管理平臺通過網絡技術、應用技術、信息技術等實現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的計算、處理、儲存和共享，在城市地鐵車站項目施工階段實現(xiàn)各參建單位的可視化協(xié)同管理[1]。平臺能夠在BIM數(shù)據(jù)庫中實時更新數(shù)據(jù)并提供訪問權限，使各參建單位的相關管理人員全面清楚地了解城市地鐵車站施工進展情況。

BIM施工協(xié)同管理平臺的基本架構如圖1所示。

2.1 數(shù)據(jù)層

BIM施工協(xié)同管理平臺的數(shù)據(jù)層是三維數(shù)據(jù)的基礎，數(shù)據(jù)主要源自BIM模型、施工項目的靜態(tài)和動態(tài)信息以及現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)層的信息為項目后續(xù)在BIM施工協(xié)同管理平臺上進行協(xié)同管理研究提供可靠的支持與保障。

2.2 應用層

BIM施工協(xié)同管理平臺的應用層主要包括安全管理、質量管理、進度管理、成本管理、物料管理、生產管理、勞務管理、技術管理模塊，可以被劃分為基礎功能模塊和拓展功能模塊[2]。BIM施工協(xié)同管理平臺應用層中，各參建單位收集現(xiàn)場施工信息并輸入相關指令，完成相應的操作，以BIM施工協(xié)同管理平臺為管理中心，將BIM模型與安全信息、造價信息、質量信息、進度信息等關聯(lián)，以便對施工安全、成本、質量、進度、變更等方面進行動態(tài)控制與精細化協(xié)同管理[3]。

2.3 用戶層

BIM施工協(xié)同管理平臺的用戶層中，各參建單位能夠實時管理項目進度，共享項目數(shù)據(jù)，處理項目報批事項等?！叭艘惑w”的協(xié)同管理方式可以實現(xiàn)智能化、數(shù)字化及移動化的施工協(xié)同管理[4]。

（1）WEB端。

WEB端是BIM施工協(xié)同管理平臺的網頁端，主要包括質量管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、成本管理系統(tǒng)、生產管理系統(tǒng)、技術管理系統(tǒng)等。質量管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)質量問題巡檢、項目分包評優(yōu)、跟蹤整改等功能；安全管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)隱患排查治理、風險分級管控、安全可視化監(jiān)控等功能；成本管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)成本測算管理、成本數(shù)據(jù)分析、成本控制等功能；生產管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)施工計劃管理、跟蹤管控、生產協(xié)作、分析決策等功能；技術管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)方案圖紙變更、構件跟蹤、三維交底等功能。

（2）PC端。

PC端是BIM施工協(xié)同管理平臺的電腦主體端，主要包括BIM模型整合、場地管理、BIM+技術管理、資源管理等模塊。PC端具有輕量化、專業(yè)化、協(xié)同化的特點，可以實現(xiàn)多專業(yè)BIM模型的集成與質量、安全、成本、進度、技術數(shù)據(jù)的集成。

（3）移動端。

移動端是BIM施工協(xié)同管理平臺的手機APP端，主要采集施工過程中的信息數(shù)據(jù)，方便各參建單位的相關管理人員操作與查看，可以不受環(huán)境約束使用安全管理系統(tǒng)、質量管理系統(tǒng)等多項功能。

BIM施工協(xié)同管理平臺移動端界面如圖2所示。

3 BIM施工協(xié)同管理平臺應用

3.1 BIM質量協(xié)同管理

以基于BIM技術的協(xié)同管理方式為技術手段，以BIM施工協(xié)同管理平臺為管理中心，對城市地鐵車站施工階段的質量管理中各參建單位的協(xié)作行為進行協(xié)同管理研究[5]。BIM質量協(xié)同管理包括發(fā)現(xiàn)質量問題、信息采集上傳、質量問題分析與評估、質量問題整改、質量問題復核五個環(huán)節(jié)。

BIM施工質量協(xié)同管理流程如圖2所示。

圖2 BIM施工質量協(xié)同管理流程

由圖2可知，施工單位或監(jiān)理單位相關管理人員在施工現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)質量問題，利用移動端將采集的信息數(shù)據(jù)錄入BIM施工協(xié)同管理平臺。質量負責人通知質量整改人進行整改，通過平臺下發(fā)整改通知單。質量整改人對質量問題進行分析，通過具體的整改方案對質量問題進行整改，將整改進度與結果上傳至平臺。質量復查人通過平臺及現(xiàn)場實施情況對質量問題進行復查，若復查通過，直接將復查結果上傳至平臺；若復查不通過，在平臺通知質量整改人重新整改。項目有關參建單位均可以在平臺查看質量問題以及具體整改方案，對施工質量問題和執(zhí)行情況進行跟蹤，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)傳達的及時性和有效性。

3.2 BIM安全協(xié)同管理

在城市地鐵車站施工現(xiàn)場可以采用智能監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)控現(xiàn)場的安全情況，將安全隱患數(shù)據(jù)直接上傳至BIM施工協(xié)同管理平臺的安全管理模塊，由該模塊對收集的數(shù)據(jù)進行風險辨識與評價，實現(xiàn)施工階段的安全監(jiān)測與預警。將相關數(shù)據(jù)發(fā)送給有關參建單位的管理人員，管理人員收到通知后及時進行整改，并對安全隱患的整改信息進行實時反饋。BIM安全協(xié)同管理能夠為安全教育培訓提供信息數(shù)據(jù)，提高安全檢查的效率與準確率，達到及時預警風險、隱患排查治理、可視化安全協(xié)同管理的目的[6]。

3.3 BIM成本協(xié)同管理

項目施工階段，基于算量軟件和計價軟件計算車站項目的總造價，將預算文件導入BIM施工協(xié)同管理平臺，使清單與模型相關聯(lián)。相關參建單位可以在平臺查看項目成本數(shù)據(jù)，達到控制成本與成本協(xié)同管理的目的[7]。

項目清單關聯(lián)如圖3所示。

圖3 項目清單關聯(lián)

平臺可以保證成本相關數(shù)據(jù)信息的準確性和真實性，為各參建單位做出相關決策提供真實有效的數(shù)據(jù)，有效規(guī)避施工過程中的工程變更。

3.4 BIM進度協(xié)同管理

項目施工階段，根據(jù)進度計劃編制要求和BIM模型要求，利用斑馬進度計劃對該車站進行施工進度計劃編制。通過斑馬進度云服務將編制的進度計劃與BIM施工協(xié)同管理平臺相關聯(lián)，以便各參建單位及時掌握施工進度情況。同時，平臺可以自動跟蹤項目的施工實施狀況，通過對比及時發(fā)現(xiàn)施工進度計劃與實際進度的偏差，以便優(yōu)化調整施工方案。

通過BIM施工協(xié)同管理平臺能夠對施工進度進行可視化管理，直接顯示施工進度計劃，有利于各參建單位對比選擇最優(yōu)的施工方案。為了避免傳統(tǒng)施工進度計劃中由人為編排導致的工序錯亂、施工延期等問題，各參建單位可以登錄BIM施工協(xié)同管理平臺對BIM模型進行施工模擬，發(fā)現(xiàn)工序間的邏輯錯誤，重新優(yōu)化調整施工進度計劃。平臺可以對進度信息進行收集，以便對進度情況進行實時跟蹤與控制，達到進度協(xié)同管理的目的。

3.5 BIM變更協(xié)同管理

在工程變更過程引入BIM技術，可以有效地驗證變更方案的合理性與可行性，對工程變更風險進行評估。在BIM施工協(xié)同管理平臺上，通過文件數(shù)據(jù)關聯(lián)與遠程更新，BIM模型可以隨變更及時更新。各參建單位可以在平臺上及時獲取所需信息，減少各參建單位信息交互與傳遞的時間，使施工索賠管理更具時效性，實現(xiàn)對工程變更的高效協(xié)同管理與動態(tài)控制。

4 結語

本文結合BIM技術與協(xié)同管理方式，構建基于BIM技術的城市地鐵車站施工協(xié)同管理平臺，對BIM施工協(xié)同管理平臺的基本構架進行闡述，分析基于平臺的質量、安全、成本方面的協(xié)同管理。BIM施工協(xié)同管理方式能夠促進城市地鐵車站施工階段各參建單位的溝通協(xié)作，實現(xiàn)城市地鐵車站項目中的信息集成、傳遞和交換，為項目實踐提供清晰的協(xié)同管理框架。