城市軌道交通項目管理領域BIM的踐行探索

朱云浩

（中鐵上海工程局集團有限公司，上海 200000）

0 引言

軌道交通是城市基礎設施建設的關鍵內(nèi)容，影響著人們的出行質(zhì)量與生活品質(zhì)。科學開展城市軌道交通項目管理工作有利于優(yōu)化資源配置、提高施工質(zhì)量，因此需要利用BIM 等先進技術手段開展項目管理工作，彌補傳統(tǒng)項目管理方式的不足。

1 城市軌道交通與BIM概述

1.1 城市軌道交通

城市軌道交通即為城市客運交通提供服務的交通系統(tǒng)，主要指以電力為動力，以輪軌運行方式為特征的車輛、軌道，具有速度快、安全性高、成本低等優(yōu)勢，被稱之為“綠色交通”［1］。當前，我國已經(jīng)構建軌道交通系統(tǒng)的城市有北京、上海、廣州、天津、深圳、重慶等39座城市。

1.2 BIM

BIM 即建筑信息模型，指的是以三維圖形為主，為建筑學、土木工程學以及工程學提供服務的電腦輔助設計技術。在工程中應用BIM 技術可以全面采集工程信息，對工程設計、施工以及運行等各個環(huán)節(jié)進行全面管理。相比于傳統(tǒng)技術，BIM技術具有可視性、模擬性、協(xié)調(diào)性、可出圖性以及優(yōu)化性等特點，其中可視性指的是可以通過三維立體實物圖形展現(xiàn)工程情況，實現(xiàn)工程構件的可視化；模擬性在工程的各個階段都發(fā)揮著重要作用，例如在工程設計階段可以進行節(jié)能模擬、熱能傳導模擬，在招投標階段可以進行4D 模擬，在運營維護階段可以進行緊急情況模擬；協(xié)調(diào)性即可以協(xié)調(diào)工程各個專業(yè)，避免產(chǎn)生專業(yè)矛盾；可出圖性即直接根據(jù)工程信息形成圖紙；優(yōu)化性即可對工程的參數(shù)進行優(yōu)化［2］。近年來，我國越來越注重BIM 技術的應用，于2016 年制定了《建筑信息模型應用統(tǒng)一標準》（GB/T 51212—2016），于2017年發(fā)布了《建筑信息模型施工應用標準》（GB/T 51235—2017）等文件，為BIM技術的應用提供了指導。

2 城市軌道交通項目管理中存在的問題

2.1 管理意識淡薄

城市軌道交通項目的建設難度較大，在建設過程中會受到環(huán)境、政策、市場等各種因素的影響，所以需要做好項目管理工作，降低項目建設難度。但從實際情況來看，部分企業(yè)的項目管理意識較為淡薄，沒有意識到項目管理工作的重要性，導致項目管理流于形式。同時，部分企業(yè)更注重項目利益，認為項目管理工作無法直接產(chǎn)生效益，所以不夠重視項目管理工作。

2.2 管理模式落后

近年來，城市化進程逐漸加快，城市軌道交通項目的數(shù)量越來越多，人們對軌道交通系統(tǒng)的質(zhì)量、安全性等各個方面也提出了更高的要求。但大多數(shù)企業(yè)仍然采用粗放型管理模式，沒有將項目管理貫徹落實在項目實施的各個環(huán)節(jié)中，導致項目管理效果較差。例如，部分企業(yè)的項目管理水平較低，沒有進行精細化管理與全生命周期管理，導致項目管理效果不理想。

2.3 管理細節(jié)不合理

第一，在城市軌道交通項目中，業(yè)主可以自行進行項目管理，也可以委托第三方進行項目管理，但是在管理工程中業(yè)主沒有與相關參與方進行必要的溝通，沒有明確自身的訴求，導致項目管理缺乏目標和方向［3］。第二，大多數(shù)項目管理人員都更注重項目建設過程中的管理工作，忽視了項目決策、項目設計階段的管理工作。第三，沒有做好項目工期控制工作與施工組織管理工作，導致管理質(zhì)量下降。第四，項目管理的各個環(huán)節(jié)相互獨立、相互分離，無法充分發(fā)揮管理工作的作用。第五，在管理過程中沒有做好數(shù)據(jù)成本分析工作、成本控制工作，加大了工程建設成本。

2.4 管理制度不健全

健全的管理制度可以為項目管理指明方向并約束管理人員的行為，但部分企業(yè)的管控機制不夠健全，嚴重影響到了項目管理效率。第一，企業(yè)的項目管理機制缺乏針對性。從實際情況來看，大多數(shù)企業(yè)都更注重自身的經(jīng)濟利益，對制度體系的研究力度不夠。例如，部分企業(yè)一直都采用一套項目管理制度，沒有根據(jù)城市軌道交通項目的具體情況調(diào)整項目管理制度的具體內(nèi)容，導致項目管理制度不符合實際要求。第二，企業(yè)的項目管理機制缺乏完善性。城市軌道交通項目管理包括諸多環(huán)節(jié)，例如決策階段的管理、設計階段的管理、施工階段的管理等，也包括諸多內(nèi)容，如質(zhì)量管理、成本管理、進度管理等，但部分企業(yè)構建的項目管理體系存在很多漏洞，不夠全面。

3 城市軌道交通項目管理中應用BIM的意義

傳統(tǒng)的項目管理方式存在諸多問題，而應用BIM 技術有利于提升項目管理質(zhì)量。第一，有利于為項目決策與項目設計提供支持。BIM 技術在城市軌道交通項目的各個階段中都發(fā)揮著重要作用，可以為項目決策與設計提供有效支持。在項目決策階段中應用BIM 技術可以分析項目的建設成本以及經(jīng)濟效益，判斷項目的可行性。在設計階段中應用BIM 技術可以通過3D 手段進行專業(yè)碰撞檢查，優(yōu)化管道施工方案。第二，有利于增強項目管理的直觀性。在項目管理中應用BIM 技術可以自動計算城市軌道交通項目的工程量，也可以構建軌道交通項目的三維立體模型，項目管理人員可以根據(jù)三維模型進行項目管理，增強項目管理的針對性與精準性［4］。第三，有利于優(yōu)化管理資源配置。在城市軌道交通項目管理中應用BIM 技術可以優(yōu)化管理資源配置，提高資源利用率。第四，有利于增強風險抵御能力。城市軌道交通項目建設會受到諸多因素的影響，應用BIM 技術可以采集項目建設信息以及市場信息，從而控制項目的投資風險，增強企業(yè)的風險抵御能力。第五，有利于提高施工質(zhì)量。在項目管理過程中，管理人員可以利用BIM 技術進行虛擬施工，明確施工進度、增強施工協(xié)調(diào)能力。

4 城市軌道交通項目管理中應用BIM的策略

為了提升城市軌道交通項目管理質(zhì)量，項目管理人員可以利用BIM 技術對項目進行全生命周期管理（見圖1）。

圖1 基于BIM的城市軌道交通項目全生命周期管理

4.1 項目決策階段中應用BIM的策略

項目決策是城市軌道交通項目全生命周期管理的前提和基礎階段。在項目決策階段中需要從組織、管理、技術以及經(jīng)濟等各個方面分析項目的可行性并制定項目方案，為項目建設提供依據(jù)。具體來說，在城市軌道交通項目的決策階段應進行環(huán)境調(diào)查，充分了解項目的自然環(huán)境、政策環(huán)境、市場環(huán)境以及經(jīng)濟環(huán)境并制定環(huán)境分析報告；應進行項目論證，明確項目建設目標；從地域規(guī)劃以及區(qū)域經(jīng)濟等角度分析項目功能以及項目面積分配；對項目進行組織、管理、技術以及經(jīng)濟策劃；分析項目風險［5］。項目決策階段的管理難度較大，會出現(xiàn)項目方案與數(shù)據(jù)的關聯(lián)性不足等問題，為此項目決策人員需要利用BIM 技術進行決策管理。在應用BIM技術時，項目決策人員需要明確BIM 技術目標以及各個參與方的角色，完善BIM 所需要的資源等要素。其次，需要構建BIM 技術團隊，為BIM 技術的應用提供人才支持，科學開展項目決策管理工作。此外，需要優(yōu)化BIM技術的硬件環(huán)境與軟件環(huán)境。

4.2 項目設計階段中應用BIM的策略

項目設計會影響到城市軌道交通項目的管理效果，在設計過程中需要根據(jù)城市軌道交通項目的建設需求設計施工圖紙，并制定投資、進度等方面的控制方案。即設計人員需要根據(jù)實際情況進行項目設計，確保項目設計符合工程要求；對工程進行可行性分析，明確項目總投資的風險、制定項目投資控制方案；科學編制項目進度計劃，分析項目進度控制中存在的風險；根據(jù)質(zhì)量標準制定質(zhì)量控制方案；根據(jù)項目特點擬定項目合同并對合同風險進行管理；全面采集工程信息。所以，城市軌道交通項目設計階段所涉及的工作內(nèi)容較多，管理難度較大，會出現(xiàn)設計圖紙不符合項目要求、專業(yè)之間產(chǎn)生碰撞等問題。為此，項目設計人員可以利用BIM 技術進行工程設計，將傳統(tǒng)的二維圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槿S模型，增強項目設計的合理性。首先，項目設計人員可以利用BIM 技術進行概念設計，并構建3D 立體模型，更直觀地展現(xiàn)項目平面視圖。其次，項目設計人員可以利用BIM 技術進行專業(yè)協(xié)同設計與專業(yè)碰撞檢測，即利用BIM 技術調(diào)整三維模型的參數(shù)，并構建環(huán)境模型、光照模型，對各個專業(yè)進行碰撞檢測，減少不同專業(yè)之間的沖突。再次，城市軌道交通項目的設計難度較大，且會出現(xiàn)設計變更等情況，項目設計人員可以利用BIM 技術自動更新項目模型的參數(shù)，降低設計變更的難度。同時，可以利用BIM 技術構建3D 模型平臺，并利用IPD模式將設計與施工緊密連接起來，促進設計人員與施工單位的溝通。此外，城市軌道交通項目的工程量較大，總投資額較高，所以需要利用BIM 技術進行預算編制，控制項目成本。BIM 技術具有自動計算工程量、自動計算預算等功能，可以幫助財務人員控制成本。

4.3 項目施工階段中應用BIM的策略

城市軌道交通項目的施工周期較長，需要做好質(zhì)量控制、安全控制、投資控制、進度控制等方面的工作。在質(zhì)量控制中需要制定質(zhì)量控制方案，對施工單位的資質(zhì)進行審核，加大對技術與質(zhì)量的管理力度；在安全控制中需要完善安全生產(chǎn)責任制，加大安全監(jiān)督力度；在投資控制中需要編制資金使用報表，對資金使用情況進行嚴格管理；在進度控制中需要科學制定施工進度計劃，編制進度控制報告［6］。城市軌道交通項目施工管理工作的難度較大，會出現(xiàn)施工現(xiàn)場協(xié)調(diào)難度大、施工不可預見性較強、施工管理不到位等問題。為此，項目管理人員可以利用BIM 技術分析施工圖紙的設計意圖、對施工現(xiàn)場進行可視化模擬、對大型機械設備進行分析。第一，項目管理人員可以利用BIM 技術分析施工圖紙的設計意圖，及時發(fā)現(xiàn)施工圖紙中的不合理之處，并對施工圖紙進行優(yōu)化和調(diào)整，從而提高城市軌道交通項目的施工質(zhì)量。第二，項目管理人員可以利用BIM 技術分析施工現(xiàn)場。項目管理人員可以利用BIM 技術對施工現(xiàn)場的施工情況進行模擬，并調(diào)整BIM 三維模型，增強三維模型與現(xiàn)場施工狀況的一致性，從而對施工現(xiàn)場進行實時監(jiān)控，提升施工質(zhì)量。第三，項目管理人員也可以利用BIM 技術與4D 軟件對項目進度計劃進行綜合分析，實現(xiàn)三維模擬施工，加大對施工進度的控制力度。同時，項目管理人員可以利用BIM 技術采集項目信息，提升施工單位的協(xié)作施工能力，繼而提高施工效率、縮短施工周期。第四，項目管理人員可以利用BIM 技術進行大型機械設備分析，對機械設備的運行狀態(tài)進行全面監(jiān)控，增強施工安全性。第五，項目管理人員可以利用BIM 技術進行資源管理。項目管理人員應根據(jù)城市軌道交通項目的實際情況構建BIM 5D 模型，并在模型中輸入相應的數(shù)據(jù)信息，從而利用BIM 數(shù)據(jù)信息模型匯總工程量，自動統(tǒng)計人力、施工材料、施工設備等資源，優(yōu)化資源配置，降低施工過程中出現(xiàn)材料堆積、設備閑置、人員誤工等問題，提高資源利用率。第六，項目管理人員可以利用BIM 技術進行成本控制。項目管理人員可以利用BIM 5D 數(shù)據(jù)信息模型將施工進度計劃與定額清單結合起來，從而控制各個施工環(huán)節(jié)的成本。且項目管理人員可以利用相關軟件優(yōu)化資源配置，通過虛擬施工對成本計劃進行模擬，從而對成本管控的質(zhì)量進行客觀評價，若成本計劃中存在問題須及時通過有效措施解決。其次，項目管理人員應利用BIM 5D 技術平臺加大成本數(shù)據(jù)控制力度，對資源曲線與資金曲線進行對比分析，實現(xiàn)成本的精細化管理。第七，項目管理人員可以利用BIM 技術進行數(shù)據(jù)信息管理。BIM 技術也具有信息共享這一功能，可以為城市軌道交通項目施工信息的存儲與傳輸提供技術支持。項目管理人員可以利用BIM 平臺采集項目施工信息，將相關的數(shù)據(jù)信息傳輸給業(yè)主、監(jiān)理單位等參與方，確保各個參與方都能夠及時了解項目施工情況。

4.4 項目運營維護中應用BIM的策略

運營維護階段的周期也比較長，做好城市軌道交通項目的運營維護工作有利于提升項目運行質(zhì)量。在城市軌道交通項目運營維護時需要科學制定維護計劃、選擇維護方法、優(yōu)化維護周期。項目管理人員可以利用BIM 技術進行運營維護管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。即利用BIM 技術進行空間管理，加大信息整合力度；利用BIM 技術與監(jiān)控系統(tǒng)對相關設施進行實時監(jiān)控并做好設施的維護、維修以及更新等工作；利用BIM 技術進行資源整合、優(yōu)化運維管理規(guī)劃；利用BIM技術與監(jiān)控設施進行項目優(yōu)化管理，全面優(yōu)化空間環(huán)境、能源運行以及機械設備；利用BIM技術與監(jiān)控設施進行公共安全監(jiān)控、設施設備監(jiān)控以及應急指揮，增強城市軌道交通運行的安全性。

5 結語

傳統(tǒng)的城市軌道交通項目管理采用的是粗放型管理模式，沒有對項目的各個環(huán)節(jié)進行全面管理。將BIM 技術與項目管理結合起來有利于實現(xiàn)精細化管理與全生命周期管理，因此項目管理人員需要充分發(fā)揮BIM 技術在項目決策、項目設計等各個階段中的作用，進一步提升項目管理質(zhì)量，從而實現(xiàn)企業(yè)利益的最大化。