探討公路項(xiàng)目管理BIM協(xié)作平臺(tái)的應(yīng)用

戚 浩

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽(yáng) 550001）

0 引言

BIM技術(shù)在項(xiàng)目管理中的運(yùn)用是提高施工效率、降低施工成本、增加工程壽命的有效手段。大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，新型科學(xué)技術(shù)在建筑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，例如遙感技術(shù)、圖形化技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)使體驗(yàn)感和服務(wù)感得到提升[1-3]。該文基于路線計(jì)算服務(wù)引擎和服務(wù)框架總線，構(gòu)建了公路項(xiàng)目管理BIM協(xié)作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了公路工程項(xiàng)目的質(zhì)量、安全、計(jì)劃進(jìn)度等多領(lǐng)域動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)，解決了幾何模型動(dòng)態(tài)更新慢和建模適應(yīng)性不足的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了信息共享、資源優(yōu)化配置，為項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)化、信息化、精準(zhǔn)化管理提供了保障。

1 BIM技術(shù)的基本理論

BIM即建筑信息模型，通過(guò)虛擬三維模型的構(gòu)建，借助數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)可視化、數(shù)字化、圖形化，為建筑工程項(xiàng)目信息提供科學(xué)指導(dǎo)，是拓?fù)潢P(guān)系、邏輯關(guān)系、工程實(shí)體幾何信息、空間信息描述等內(nèi)容的綜合體[4]。BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用，豐富了項(xiàng)目管理策略，改善了項(xiàng)目管理質(zhì)量，為相關(guān)責(zé)任方提供了準(zhǔn)確的信息共享服務(wù)平臺(tái)，形成了共享互通機(jī)制。

BIM技術(shù)在公路項(xiàng)目管理領(lǐng)域的普及是大勢(shì)所趨，相比于傳統(tǒng)建模手段，該技術(shù)解決了其幾何模型動(dòng)態(tài)更新慢、項(xiàng)目建模工程量大、資金投入大、應(yīng)用集成度低等不足，為建筑項(xiàng)目施工提供了有效的信息數(shù)據(jù)模擬工具，但是公路幾何模型的不規(guī)則性，影響了BIM技術(shù)在公路項(xiàng)目領(lǐng)域應(yīng)用推廣進(jìn)展。

2 公路BIM服務(wù)總線協(xié)作平臺(tái)的構(gòu)建

2.1 服務(wù)框架總線

服務(wù)框架總線（SFB）為具備標(biāo)準(zhǔn)接口的基礎(chǔ)框架，以服務(wù)路由為基礎(chǔ)，提供標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)互聯(lián)通信，對(duì)降低系統(tǒng)間耦合度、延長(zhǎng)系統(tǒng)生命周期、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展、改善系統(tǒng)集成度有重要意義[5]。服務(wù)框架總線基于內(nèi)容服務(wù)路由，提供事件驅(qū)動(dòng)、文本導(dǎo)向、消息驅(qū)動(dòng)等不同處理模式，借助服務(wù)框架總線實(shí)現(xiàn)全流程協(xié)調(diào)調(diào)度，確保系統(tǒng)耦合效果最佳，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)精簡(jiǎn)優(yōu)化，改善其靈活性，使系統(tǒng)信息共享成為可能，同時(shí)降低了資源共享成本[6]。

2.2 路線計(jì)算服務(wù)引擎

路線業(yè)務(wù)計(jì)算服務(wù)引擎通過(guò)對(duì)平、縱、橫三條路線數(shù)據(jù)與地形數(shù)據(jù)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)三維模型的構(gòu)建，通過(guò)對(duì)路線平、縱、橫數(shù)據(jù)的立體化管理滿足系統(tǒng)要求，可根據(jù)任意指定坐標(biāo)值及其里程樁號(hào)，獲取線路任一點(diǎn)的坐標(biāo)值；可進(jìn)行任意樁號(hào)間土方工程量計(jì)算，進(jìn)行任意橫斷面填挖面積、度計(jì)算；可進(jìn)行土方工程分期計(jì)算管理，從而為BIM模型更新，提供精準(zhǔn)的計(jì)算服務(wù)和信息共享。詳情如圖1所示。

圖1 路線計(jì)算服務(wù)引擎

2.3 BIM服務(wù)總線協(xié)作平臺(tái)構(gòu)建

公路項(xiàng)目施工過(guò)程中，各單位關(guān)注的重點(diǎn)是工程建設(shè)實(shí)體，也是相關(guān)單位一切活動(dòng)的核心。工程項(xiàng)目施工應(yīng)當(dāng)結(jié)合單位、項(xiàng)目、工程、構(gòu)件等實(shí)際情況進(jìn)行項(xiàng)目類型劃分，同時(shí)結(jié)合WBS模式進(jìn)行項(xiàng)目分解，將其分化為易于管理的工程模式。

BIM技術(shù)具備可視化特征，可結(jié)合路線計(jì)算服務(wù)引擎對(duì)涵洞、路面、橋梁、隧道、防水工程、擋土墻、排水工程等項(xiàng)目進(jìn)行BIM模型的構(gòu)建，以當(dāng)?shù)氐匦魏凸讽?xiàng)目設(shè)計(jì)方案為要求進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬，將定額控制數(shù)據(jù)、工程量清單等內(nèi)容分解后附加在BIM模型構(gòu)建中，通過(guò)上述信息內(nèi)容的集合構(gòu)建BIM屬性數(shù)據(jù)庫(kù)[7]。

從項(xiàng)目進(jìn)度、安全、質(zhì)量、檔案、成本等信息共享需求和集成特點(diǎn)入手，借助服務(wù)框架總線實(shí)現(xiàn)相關(guān)業(yè)務(wù)的協(xié)同體制，并通過(guò)路線業(yè)務(wù)計(jì)算服務(wù)引擎，構(gòu)建BIM服務(wù)總線協(xié)作平臺(tái)，詳情如圖2所示。

圖2 BIM服務(wù)總線協(xié)作平臺(tái)

3 基于BIM協(xié)作平臺(tái)的項(xiàng)目管理

3.1 基于BIM的成本管理

3.1.1 工程量計(jì)算

公路工程建設(shè)十分復(fù)雜，項(xiàng)目施工前需進(jìn)行大量數(shù)據(jù)核算，施工單位需要大量時(shí)間進(jìn)行各工序參數(shù)校核，該環(huán)節(jié)工作效率低、專業(yè)度強(qiáng)、工作量大且易出錯(cuò)。借助BIM技術(shù)構(gòu)建BIM模型，可以實(shí)現(xiàn)工程量自動(dòng)計(jì)算，工作強(qiáng)度明顯降低，計(jì)算準(zhǔn)確度增加，工作效率明顯提高。

施工過(guò)程中，每期工程都需要進(jìn)行工程量的計(jì)算，工作人員需要大量的時(shí)間進(jìn)行手工核算。對(duì)路基土方工程量計(jì)算過(guò)程中，測(cè)量人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，計(jì)算人員核算不同斷面的面積和土方使用量，工作量大且難度高[8]。通過(guò)服務(wù)框架總線、路線業(yè)務(wù)計(jì)算服務(wù)引擎，構(gòu)建BIM服務(wù)總線協(xié)作平臺(tái)后，可以通過(guò)BIM模型建立，自動(dòng)完成圖形繪制、工程量核算，實(shí)現(xiàn)可視化展示，科學(xué)控制工作量，并減輕了計(jì)量人員的工作強(qiáng)度，施工效率明顯提升，分期工程量計(jì)算情況如圖3所示。

圖3 分期工程量計(jì)算

3.1.2 工程變更管理

項(xiàng)目工程施工實(shí)踐中由于相關(guān)因素的影響，經(jīng)常出現(xiàn)工程變更現(xiàn)象，隨著施工方案的修訂，需要對(duì)變更工程量進(jìn)行重新計(jì)算，計(jì)量人員的工作壓力巨大，需要大量的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)核算。

通過(guò)BIM模型的建立，實(shí)現(xiàn)了工程量變更的自動(dòng)核算和臺(tái)賬變更，自動(dòng)化水平明顯提高。借助BIM模型可以進(jìn)行變更信息的添加，明確項(xiàng)目空間信息，并賦予變更符號(hào)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行工程變更圖標(biāo)識(shí)，為項(xiàng)目的順利開展奠定基礎(chǔ)。

3.1.3 人、材、機(jī)管理

傳統(tǒng)項(xiàng)目管理流程中，人、材、機(jī)管理需要借助大量人工核算來(lái)完成，該項(xiàng)工作具備工作難度大、計(jì)算量大的特點(diǎn)，需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)確認(rèn)。

通過(guò)BIM建模，借助數(shù)據(jù)模型完成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的配置，可以實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程中的數(shù)據(jù)自動(dòng)化匯總，借助平臺(tái)實(shí)現(xiàn)人、材、機(jī)管理的同步，有效控制項(xiàng)目成本，科學(xué)管理項(xiàng)目進(jìn)展，提高施工效率。

3.2 基于BIM的進(jìn)度管理

根據(jù)項(xiàng)目工程進(jìn)展情況，一般可將工程計(jì)劃分為總體計(jì)劃、年度計(jì)劃、月度計(jì)劃等，常采用圖表的方式來(lái)展現(xiàn)項(xiàng)目進(jìn)展。項(xiàng)目工程進(jìn)度施工臺(tái)賬的匯總、制作，多以實(shí)際施工情況為基礎(chǔ)，傳統(tǒng)核算方式的準(zhǔn)確度不足，往往對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度的合理控制產(chǎn)生消極影響。

借助BIM服務(wù)總線協(xié)作平臺(tái)構(gòu)建BIM模型后，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化處置，簡(jiǎn)單勾選項(xiàng)目計(jì)劃即可生年度規(guī)劃、月度規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)和匯總，并以可視化的方式，使用不同顏色在BIM模型中立體化展現(xiàn)。通過(guò)該模式實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，可將實(shí)際項(xiàng)目進(jìn)展與計(jì)劃進(jìn)度對(duì)比，明確項(xiàng)目狀況。BIM平臺(tái)提供了可視化管理工具，可以借助BIM線框模型進(jìn)行實(shí)體填充，明確分階段工程的不同完成狀況，通過(guò)完成情況對(duì)比，客觀真實(shí)地展現(xiàn)項(xiàng)目進(jìn)度[9]。

3.3 基于BIM的質(zhì)量管理

項(xiàng)目工程質(zhì)量管理是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作體系，需要通過(guò)嚴(yán)格管理來(lái)實(shí)現(xiàn)，在施工環(huán)節(jié)需要進(jìn)行試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)記錄、質(zhì)量評(píng)定、工序報(bào)驗(yàn)等，隨后進(jìn)行相關(guān)工序數(shù)據(jù)的匯總分析，借助BIM模型進(jìn)行資料傳輸，自動(dòng)構(gòu)建電子文檔，歸納后作為竣工驗(yàn)收資料備用，提高了項(xiàng)目管理的規(guī)范性，增強(qiáng)了項(xiàng)目數(shù)據(jù)的可追溯性、資源共享性。

項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中，工程質(zhì)量巡檢人員嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量管理規(guī)范，遵循技術(shù)操作規(guī)程、項(xiàng)目施工方案，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督和巡視。可通過(guò)App進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)登記，并將數(shù)據(jù)傳輸至BIM模型中，通過(guò)嚴(yán)格巡視和現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能存在的質(zhì)量漏洞，并借助平臺(tái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)處置措施的跟進(jìn)與整改效果的核查。借助BIM空間位置功能進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)識(shí)，并構(gòu)建質(zhì)量管理專題圖庫(kù)，便于后續(xù)查對(duì)。

3.4 基于BIM的安全管理

安全巡檢是確保項(xiàng)目工程施工質(zhì)量的有效措施，實(shí)踐過(guò)程中可以根據(jù)BIM平臺(tái)特征明確位置屬性，加強(qiáng)平臺(tái)監(jiān)管和標(biāo)識(shí)，從而形成安全管理圖，借助可視化管理保障施工質(zhì)量。

安全監(jiān)控系統(tǒng)在BIM平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)了可兼容性，通過(guò)統(tǒng)一管理，同步掌握項(xiàng)目進(jìn)展，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處置問(wèn)題，降低故障風(fēng)險(xiǎn)[10]。

3.5 基于BIM的協(xié)同工作

BIM技術(shù)應(yīng)用需多部門協(xié)調(diào)，工程部、經(jīng)營(yíng)部、物資部、安全部、合約部、檔案部等部門均須各司其職，確保平臺(tái)運(yùn)行穩(wěn)定，確保工程順利實(shí)施。

工程部依據(jù)項(xiàng)目方案要求，借助BIM平臺(tái)進(jìn)行工序建模，模擬項(xiàng)目進(jìn)展，并編制進(jìn)度規(guī)劃；質(zhì)檢部嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目操作規(guī)范，跟蹤項(xiàng)目進(jìn)度，并加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，實(shí)時(shí)傳輸現(xiàn)場(chǎng)照片；經(jīng)營(yíng)部進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)并制定預(yù)算文件，核算項(xiàng)目運(yùn)行成本；安全部進(jìn)行安全建模，確保工地施工安全無(wú)風(fēng)險(xiǎn)；合約部按照規(guī)定，工程量計(jì)量統(tǒng)一計(jì)算口徑，并對(duì)項(xiàng)目檔案進(jìn)行歸檔分析。各個(gè)部門之間通過(guò)互相協(xié)調(diào)、明確分工為項(xiàng)目順利進(jìn)展奠定基礎(chǔ)。

4 應(yīng)用案例

4.1 工程概況

某高速公路項(xiàng)目全長(zhǎng)30.48 km，橋梁占比69.81%，項(xiàng)目設(shè)計(jì)車速100 km/h，為全封閉式，立體雙向八車道公路標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 形象進(jìn)度展示

施工前期，根據(jù)設(shè)計(jì)院項(xiàng)目方案，結(jié)合施工圖紙、地形數(shù)據(jù)，進(jìn)行了路基與橋梁BIM建模，施工過(guò)程中加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，實(shí)時(shí)錄入數(shù)據(jù)，借助BIM平臺(tái)進(jìn)行項(xiàng)目工程的電子化管理，形象直觀地展現(xiàn)項(xiàng)目進(jìn)展，反映項(xiàng)目情況。

4.3 工程質(zhì)量管理

該項(xiàng)目依托BIM服務(wù)總線協(xié)作平臺(tái)，運(yùn)用試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、檔案管理系統(tǒng)、可視化操作系統(tǒng)、質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量評(píng)定、勘測(cè)數(shù)據(jù)、質(zhì)量檢測(cè)、試驗(yàn)對(duì)比等流程數(shù)據(jù)電子化和可視化。使工作效率明顯提升，項(xiàng)目質(zhì)量有所改善。項(xiàng)目質(zhì)檢資料由施工人員、試驗(yàn)人員、資料人員等借助系統(tǒng)生成，借助BIM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)錄入、照片核對(duì)、質(zhì)檢查驗(yàn)等，完成了項(xiàng)目工程施工環(huán)節(jié)的同步質(zhì)量控制。

5 結(jié)論

該文以服務(wù)框架總線、路線計(jì)算引擎為基礎(chǔ)，構(gòu)建了公路BIM服務(wù)框架協(xié)作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了信息、資源、數(shù)據(jù)共享，通過(guò)BIM模型的建立達(dá)到可視化目標(biāo)，促進(jìn)各工序服務(wù)的協(xié)同?；陧?xiàng)目管理實(shí)際狀況，對(duì)BIM技術(shù)在公路項(xiàng)目管理相關(guān)業(yè)務(wù)中應(yīng)用效果加以分析，并借助項(xiàng)目工程實(shí)踐案例進(jìn)行論證。在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代背景下，BIM技術(shù)在公路建設(shè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為項(xiàng)目管理提供了精準(zhǔn)化、可視化、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)管理，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)資源的可共享性，促進(jìn)了項(xiàng)目成本降低、工程質(zhì)量改善。