基于BIM云平臺的航道工程計量支付管理方法與應用

黃慶，廖一鳴，譚曉東

（1.中交第二航務工程勘察設計院有限公司，湖北 武漢 430060；2.長江宜昌航道工程局，湖北 宜昌 443000）

0 引言

工程計量支付管理是對施工單位施工形成的土建和安裝工程量進行計量、計價并支付費用的過程管理，是施工單位與建設單位進行工程結算的重要依據(jù)。由于航道工程的特點，其計量支付存在著空間跨度大、環(huán)境條件惡劣、周期性變化、安全風險高等問題，因此，需要通過新技術、新手段來提升航道工程計量支付的管理水平[1]。

目前，航道工程計量支付主要是以工程量清單為基礎，依托項目管理思維，從項目管理的事前準備、事中控制、事后總結的角度進行成本及計量支付的控制[2]。隨著BIM技術在工程領域的深入融合發(fā)展，也有相關論文綜合論述了BIM技術在航道整治工程中的廣泛應用。如李國杰等[3]從全生命期角度總體說明了設計、施工、維護管理階段BIM技術路線；郭濤等[4]分析了航道工程BIM數(shù)據(jù)整合的關鍵技術；錢麗等[5]研究了水運工程的BIM數(shù)據(jù)標準化，理清了BIM應用的數(shù)據(jù)基礎；方利鶴等[6]研究了BIM技術在圍堤工程設計中的應用；何洋等[7]以案例形式說明了BIM技術在提高航道整治工程施工管理上所發(fā)揮的作用，這些都說明了BIM技術將極大促進航道工程精細化管理水平。在基于BIM技術的計量支付實踐研究方面，則主要是集中在裝配式房建、公路等標準化程度較高的工程中，如唐甜[8]提出了裝配式建筑工程基于BIM的計量支付操作流程；芮雪[9]設計了基于BIM的公路工程計量支付報審平臺并進行實踐應用；樊金甲等[10]研究了BIM技術在海塘工程投資管理中的應用，而在航道工程中還沒有相關文獻與研究。因此，有必要進行基于BIM的航道整治工程計量支付的研究。

本文分析了航道工程計量支付特點，采用項目管理與BIM技術、信息化技術相結合的方法，提出了基于BIM云平臺的計量支付管理思路，以長江某航道整治工程為依托，搭建了基于BIM的云平臺，進行了基于BIM云平臺的航道工程計量支付管理方法的實踐應用，為航道工程項目的計量支付管理提供一種新思路。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 流程繁瑣，審核量大

計量支付管理涉及施工單位、監(jiān)理單位、建設單位等三方的申請審批，流程包含3個子流程：1）施工單位完成施工并質檢合格后，施工單位發(fā)起計量申請，監(jiān)理單位及時計量；2）施工單位按計量周期（月）進行計量匯總，監(jiān)理單位審核計量匯總；3）施工單位發(fā)起支付申請，監(jiān)理單位審核支付申請，建設單位審定并支付[11]。

在此過程中多次進行施工單位、監(jiān)理單位的申請審批，流程繁瑣。流程一般以表格為基礎進行數(shù)據(jù)填報與審批，數(shù)據(jù)量大且不直觀，難與工程實際相結合，易發(fā)生重計、漏計。同時，需將前后多期表格數(shù)據(jù)進行審批核對，審批核對工作量大。

1.2 行業(yè)特點

計量支付管理在航道整治工程中有以下行業(yè)特點：1）空間跨度大。施工區(qū)域一般分布于幾十千米航道中，作業(yè)區(qū)域跨度大，施工所需的扭王字塊、排體等預制構件要在預制場預制，預制場與施工作業(yè)區(qū)域距離也較遠；2）環(huán)境條件惡劣。工程以航道水下作業(yè)居多，多數(shù)為隱蔽工程，計量工作須在施工現(xiàn)場邊施工邊計量；3）周期性變化。航道整治工程受上游河流來水水位影響較大，工程在洪水期和枯水期施工內(nèi)容和施工強度存在明顯差異，相應的計量工作量也存在周期性變化；4）安全風險高。施工區(qū)域臨近主航道，與正常通航船舶易發(fā)生交叉作業(yè)，存在安全管理風險，計量人員在施工現(xiàn)場，存在落水、機械傷害等危險。

這些航道整治工程計量支付管理中的行業(yè)特點，進一步增加了計量支付管理人員的工作強度，溝通成本和安全管理難度。

2 技術路線

針對上述航道整治工程計量支付中存在的問題和特點，本文提出基于BIM云平臺的航道工程計量支付管理技術路線，如圖1所示。

圖1 基于BIM云平臺的計量支付技術路線Fig.1 Measurement and payment technology route based on BIM cloud platform

2.1 繼承核心思想

繼承計量支付管理的核心思想，將其進行信息化升級改造，開發(fā)計量支付軟件模塊，方便計量支付的管理審批，實現(xiàn)多方協(xié)同式的計量支付。

2.2 創(chuàng)建BIM工程量清單

創(chuàng)建帶有豐富工程信息的BIM模型，作為可視化計量支付的基礎，并將原有工程量清單與BIM模型關聯(lián)，形成基于BIM的工程量清單，為基于BIM的圖形交互式計量支付提供數(shù)據(jù)基礎。

2.3 搭建BIM云平臺

將線上計量支付軟件模塊與基于BIM的工程量清單進行結合，開發(fā)基于BIM的計量支付功能模塊；配置云服務資源，并提供平臺安全服務環(huán)境，搭建BIM云平臺，實現(xiàn)基于BIM云平臺的計量支付管理[12]。

3 管理流程

在現(xiàn)有計量支付管理流程基礎上，經(jīng)信息化改造，并與BIM相結合，構建了基于BIM云平臺的計量支付管理，其流程如圖2所示。具體內(nèi)容如下：

圖2 基于BIM云平臺的計量支付管理流程Fig.2 Measurement and payment management process based on BIM cloud platform

1）細化工程量清單。施工方管理人員根據(jù)工程量清單，使用BIM云平臺細化清單功能，提前將清單細化到BIM模型構件，形成基于BIM的工程量清單，并進行網(wǎng)上審核，經(jīng)施工方、監(jiān)理方、業(yè)主方三方審核確認，確保清單細化正確，為后續(xù)基于BIM的計量支付奠定基礎。2）前置施工質量驗收。在施工階段，施工人員完成BIM模型對應工程的施工，使用BIM云平臺質量驗收功能，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理網(wǎng)上確認質量合格后，BIM模型構件方可進入計量支付環(huán)節(jié)。3）圖形交互式清單計量。施工方管理人員在BIM云平臺圖形交互式選擇BIM模型構件，進行計量的填報，并上報現(xiàn)場監(jiān)理進行計量確認。4）一鍵快速計量匯總。施工方按約定的計量周期（月）一鍵選取已填報的計量清單項，作為本期的計量匯總，發(fā)起計量匯總流程，經(jīng)三方審核確認完成計量匯總。5）軟件自動化輔助支付申請。施工方按約定的支付周期（月）發(fā)起支付申報，自動選取計量匯總的數(shù)據(jù)作為支付申報的清單內(nèi)費用。6）多方協(xié)同支付審核。施工方發(fā)起支付流程，經(jīng)三方協(xié)同審核確認后，支付完成。

在此過程中，采用BIM云平臺，網(wǎng)上填報與協(xié)同審批，解決了人員溝通不暢的問題，采用基于BIM的計量支付，直觀形象，避免了重計、漏計、數(shù)據(jù)核對工作量大的問題，從而克服了原有航道工程計量支付管理中存在的空間跨度大、環(huán)境條件惡劣、周期性變化、安全風險高等問題，提升了計量支付管理效率和水平。

4 項目應用

本航道整治工程位于長江干線武漢至安慶段，上起天興洲長江大橋、下迄安慶皖河口，全長約386.5 km。本項目是貫徹落實長江經(jīng)濟帶發(fā)展戰(zhàn)略，充分發(fā)揮了水運比較優(yōu)勢，提升了長江黃金水道功能，加快構建了綜合立體交通走廊的重點工程。

經(jīng)項目實施策劃，發(fā)現(xiàn)在本項目計量支付管理中存在計量支付流程繁瑣，審核工作量大，各方溝通協(xié)調(diào)不便等問題。同時由于航道工程行業(yè)特點，其計量支付工作存在空間跨度大、環(huán)境條件惡劣、周期性變化、安全風險高等問題。因此本項目采用基于BIM云平臺的計量支付管理，以期解決項目計量支付面臨的上述問題。具體應用如下：

4.1 五層架構BIM云平臺

BIM云平臺采用分層思想進行搭建，從下至上分為基礎設施層、數(shù)據(jù)資源層、應用支撐層、應用系統(tǒng)層、平臺展現(xiàn)層5個層次，如圖3所示。

圖3 BIM云平臺架構圖Fig.3 Architecture diagram of BIM cloud platform

其中，基礎設施層是平臺運行的基礎環(huán)境，為減少平臺基礎設施投入，減輕用戶計算機硬件配置要求，提升用戶使用便捷性，保障安全高效運行，平臺采用云基礎環(huán)境。數(shù)據(jù)資源層為平臺提供基礎數(shù)據(jù)、應用數(shù)據(jù)的存儲與訪問服務。應用支撐層為平臺提供如BIM服務、流程引擎服務、接口服務等通用共性功能服務。應用系統(tǒng)層是平臺的業(yè)務功能模塊，主要包含進度管理、質量管理、計量支付管理等項目管理功能。計量支付模塊包含清單管理、清單細化、BIM計量、計量匯總、匯總審批、支付申請、支付審批、統(tǒng)計分析等功能。平臺展現(xiàn)層為平臺提供移動端、PC端、顯示大屏等多端展示。

由于BIM云平臺采用云基礎環(huán)境搭建，用戶只需聯(lián)網(wǎng)用瀏覽器即可登錄使用，不需要過高的計算機硬件配置，不需要安裝圖形引擎插件，提升了用戶的使用便捷性。

4.2 唯一編碼值BIM模型

根據(jù)施工圖紙、規(guī)范等設計成果及技術文件，結合施工組織設計與施工方案，將BIM設計模型進行進一步深化，使其成為滿足施工管理需要的BIM施工管理模型。同時，結合施工項目分部分項分解結構，將BIM施工管理模型進行唯一編碼值的編碼，并將模型發(fā)布至BIM云平臺。由于所有BIM構件采用了唯一編碼，計量工作直觀、方便，因此可以有效避免了重計、漏計的情況，客觀真實地反映工作量。

4.3 BIM工程量清單

工程量清單是合同中確定合同價格的基礎，由分部分項工程量清單、措施項清單、其他項目清單、規(guī)費和稅金項目清單組成。其中，分部分項工程量清單是工程實體對應的清單，最小層級為分項工程，可能對應的是多個實體構件，精細程度還沒有達到構件層級，不能滿足精細化管理。因此，將工程量清單與BIM模型結合，形成BIM工程量級清單，為圖形交互式計量支付奠定基礎。

4.4 圖形交互式工程量計量

當某一構件施工完成，質量檢驗合格，符合計量條件的情況下，即可在BIM云平臺選中模型，進行BIM圖形交互式工程量計量。

4.5 多方協(xié)同式工程款支付

在進行工程款支付時，由于經(jīng)過基于BIM的工程量計量，客觀性、真實性得到保證，可快速匯總工程量，并發(fā)起網(wǎng)上審批流程，監(jiān)理方、業(yè)主方即可進行多方協(xié)同式的工程量匯總審批和工程款支付審批。同時，各方在審批時可采用數(shù)據(jù)與BIM模型對照的方式進行審批，避免數(shù)據(jù)與工程實體脫節(jié)的情況，促進各方有效溝通。

4.6 可視化計量支付分析

計量支付數(shù)據(jù)以結構化形式存儲在數(shù)據(jù)庫中，便于進行數(shù)據(jù)分析。由于計量支付與BIM模型深入融合，因此，可以通過BIM模型、統(tǒng)計報表等各種分析手段，進行基于BIM的可視化計量支付分析，如圖4所示，可用顏色區(qū)分的方式直觀展示已計量支付、正在計量支付、未計量支付的工程模型，分析結果可為項目資金安排、工程造價結算提供參考。

圖4 計量支付可視化分析Fig.4 Visual analysis of measurement and payment

本項目通過采用基于BIM云平臺的計量支付管理，實現(xiàn)了多方協(xié)同式和圖形交互式的計量支付管理，解決了項目實施策劃中發(fā)現(xiàn)的計量支付流程繁瑣，審核工作量大，各方溝通協(xié)調(diào)不便等問題，提升了項目計量支付精細化管理水平，為項目的順利實施提供了強大技術支持。

5 結語

1）項目管理與BIM技術交叉融合。本文進行了項目管理與BIM技術、信息化技術多領域交叉融合研究，提出了基于BIM云平臺的航道工程計量支付管理思路，解決了航道工程計量支付工作中存在的空間跨度大、環(huán)境條件惡劣、周期性變化、安全風險高等問題，促進了航道工程項目精細化管理水平提升，為航道工程項目的計量支付管理提供一種新思路。

2）繼承核心思想，創(chuàng)新管理流程。本文分析了計量支付管理思路和特點，繼承計量支付管理的核心思想，并將其進行信息化升級改造，創(chuàng)新管理流程，搭建基于BIM的云平臺，開發(fā)計量支付軟件模塊，方便計量支付的管理審批，實現(xiàn)多方協(xié)同計量支付。

3）圖形交互模式，提升管理體驗。本文充分發(fā)揮了BIM技術的可視化特性，以BIM模型交互為中心，以網(wǎng)上流程協(xié)同管理為主線，構建航道工程計量支付管理的圖形交互模式，提升了計量支付的直觀性與溝通協(xié)調(diào)的便捷性。

本文提出的思路還需在標準規(guī)范符合方面、行業(yè)特點結合方面、項目實踐方面進行深入研究與完善。隨著技術的不斷發(fā)展，本文構建的BIM云平臺還需在平臺架構、開發(fā)技術、部署實施等方面不斷優(yōu)化升級。