基于BIM的高鐵站房工程竣工數(shù)字化交付研究

劉 默,張慶寧,朱 鵬,王 振

（1.魯南高速鐵路有限公司,山東 濟(jì)南 250014; 2.杭州中聯(lián)筑境建筑設(shè)計(jì)有限公司,浙江 杭州 310014;3.山東鐵路投資控股集團(tuán)有限公司,山東 濟(jì)南 250014）

0 引言

在數(shù)字時(shí)代的火熱浪潮中，所有行業(yè)均向數(shù)字化靠攏，工程行業(yè)亦然。為實(shí)現(xiàn)在工程建設(shè)全過程的設(shè)計(jì)、采購、建設(shè)、試運(yùn)行及維護(hù)等各個(gè)階段進(jìn)行數(shù)據(jù)信息共享與安全管理，并最終達(dá)到智能建筑正常運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)，比如實(shí)時(shí)互通、共同運(yùn)作、情景聯(lián)動(dòng)、智能預(yù)測(cè)等，智能建筑概念就此產(chǎn)生。數(shù)字化交付作為智能建筑建設(shè)的重要手段，為其提供了數(shù)據(jù)源和堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1 數(shù)字化交付的概念

數(shù)字化交付是通過數(shù)字化平臺(tái)，有效管理工程信息，并將設(shè)計(jì)、采購、施工等階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、文檔、模型以標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)維模式提交給企業(yè)，是一種區(qū)別于傳統(tǒng)紙質(zhì)文檔交付的新型交付方式。項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營的各個(gè)環(huán)節(jié)，都要進(jìn)行數(shù)字化交付，是工程協(xié)同設(shè)計(jì)、建設(shè)信息透明化、提升工程建設(shè)效率和企業(yè)管理運(yùn)維的有力手段。如圖1所示。

圖1 數(shù)字化交付貫穿各個(gè)環(huán)節(jié)

數(shù)字化交付與傳統(tǒng)電子文檔相比，優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（1）數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。比如在Revit中，采用模型出圖時(shí)，平立剖等設(shè)計(jì)圖與三維模型相關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)的任意調(diào)整模型均會(huì)同步發(fā)生變化。同時(shí)，將電子文件與模型關(guān)聯(lián)，可在3D空間下對(duì)工程數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀。

（2）數(shù)據(jù)集成。隨著整個(gè)工程項(xiàng)目的推進(jìn)，該模型所包含的信息也會(huì)越來越多，而模型中的信息會(huì)隨著項(xiàng)目推進(jìn)逐漸細(xì)化和完善。而且，通過開發(fā)以BIM為基礎(chǔ)的項(xiàng)目協(xié)同管理平臺(tái)，可更加高度整合數(shù)據(jù)且信息變得更加順暢。

（3）數(shù)據(jù)表達(dá)。通過三維模型，對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行立體、直觀化處理，讓人們?cè)谒阉?、定位和識(shí)別過程中，更便于了解信息數(shù)據(jù)并提高準(zhǔn)確性。

2 數(shù)字化交付內(nèi)容

數(shù)字化交付包含基于BIM模型的工程建設(shè)全過程信息，內(nèi)容主要包括以下幾種數(shù)據(jù)對(duì)象：工程數(shù)據(jù)對(duì)象、設(shè)施設(shè)備對(duì)象、位置對(duì)象、文檔對(duì)象等，如圖2所示。

圖2 數(shù)字化交付包含各種數(shù)據(jù)對(duì)象

2.1 工程數(shù)據(jù)對(duì)象

分別針對(duì)數(shù)據(jù)源、工程階段和數(shù)據(jù)類型三個(gè)方面進(jìn)行功能和數(shù)據(jù)定義。

2.2 設(shè)施設(shè)備對(duì)象

主要包括建筑、設(shè)備裝置、設(shè)備部件、管路管件等內(nèi)容；其信息內(nèi)容包括編碼、名稱、型號(hào)、技術(shù)參數(shù)等信息。

2.3 位置對(duì)象

主要包括空間位置、電子文件夾、實(shí)物倉庫位置等，范圍涵蓋整個(gè)站房的主要工程區(qū)域，對(duì)空間位置進(jìn)行逐級(jí)分解，其信息數(shù)據(jù)內(nèi)容包括位置的編碼、名稱、描述、父子關(guān)系、幾何坐標(biāo)等信息。

2.4 文檔對(duì)象

主要包括圖紙、技術(shù)報(bào)告、圖片、視頻、清單、來往函件、驗(yàn)收材料、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、會(huì)議紀(jì)要等。信息內(nèi)容包括文檔編碼、名稱、描述、版本等信息。

3 數(shù)字化交付目標(biāo)

（1）延伸高鐵站房工程的設(shè)計(jì)施工服務(wù)至運(yùn)營階段。

（2）為業(yè)主提供一個(gè)完整的高鐵站房信息模型。

（3）數(shù)字化模型易于與高鐵站房運(yùn)營、管理、檔案等系統(tǒng)進(jìn)行信息交互。

4 數(shù)字化交付規(guī)劃

數(shù)字化交付流程和內(nèi)容如圖3所示。

圖3 數(shù)字化交付流程和內(nèi)容

5 數(shù)字化交付實(shí)施

數(shù)字化項(xiàng)目交付需確保數(shù)據(jù)交付的正確性、準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)源統(tǒng)一。首先在交付需求中明確交付范圍和交付物標(biāo)準(zhǔn)。其次在明確交付物標(biāo)準(zhǔn)的前提下，制定數(shù)字化交付流程，界定交付責(zé)任和界限。為確保交付質(zhì)量，在驗(yàn)收時(shí)需遵循事先制定的標(biāo)準(zhǔn)和流程并執(zhí)行。

臨沂北站作為一個(gè)大型高鐵樞紐，是山東省“三橫五縱”高鐵網(wǎng)的重要一環(huán)，是國家“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)的重要聯(lián)結(jié)通道，是我國地級(jí)市中最大的車站之一[1]。

5.1 交付范圍與要求

目前，《設(shè)計(jì)交付標(biāo)準(zhǔn)》已詳細(xì)規(guī)定了設(shè)計(jì)階段交付物的命名。除明確模型單元及其特性、文件及文件夾命名外，也對(duì)專用代碼和版本進(jìn)行了明確說明。此外各種命名還需符合《分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。該工程制定相關(guān)需求時(shí)在結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際需求的基礎(chǔ)上參考了《分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》。

施工階段的BIM交付標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合了《設(shè)計(jì)交付標(biāo)準(zhǔn)》《施工應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》的要求，并滿足《質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》《資料管理規(guī)程》等的規(guī)定[2]。

運(yùn)維階段形成能夠滿足高鐵站房運(yùn)維要求的數(shù)字化信息管理體系。

根據(jù)以上要求編制了各種相關(guān)文件，如圖4所示。

圖4 編制的交付范圍與要求相關(guān)文件

5.2 模型要求

對(duì)于模型的交付要求，在項(xiàng)目前期與建設(shè)單位明確了對(duì)模型的基本要求；統(tǒng)一了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括基點(diǎn)、標(biāo)高、標(biāo)注、專業(yè)顏色、模型拆分與整合原則和模型文件夾規(guī)則等。

模型在交付的時(shí)候，要按照項(xiàng)目實(shí)際需求進(jìn)行整合，可按以下原則進(jìn)行：

（1）按專業(yè)。

（2）按樓層。

（3）按單體：綜合專業(yè)和樓層進(jìn)行整體分析。

BIM應(yīng)用工作內(nèi)容廣，在應(yīng)用過程中需要使用到許多不同的軟件，但每種軟件都有自己的格式，這就給BIM應(yīng)用中的信息數(shù)據(jù)交換和共享增加了難度。故需事先規(guī)范各軟件間的數(shù)據(jù)交互和調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)，如圖5所示。

圖5 各種格式的數(shù)據(jù)交互和調(diào)用

5.3 文檔數(shù)據(jù)要求

5.3.1 影像資料

施工影像涵蓋了整個(gè)施工流程：現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度、材料進(jìn)場(chǎng)、安全文明施工、工藝工序、隱蔽工程以及施工前后對(duì)比等，應(yīng)根據(jù)數(shù)字化交付要求制定相應(yīng)的影像標(biāo)準(zhǔn)。

5.3.2 文檔資料

數(shù)字化竣工交付的工程質(zhì)保資料、隱檢資料，分部、分項(xiàng)、檢驗(yàn)批、安全文明資料以及索賠資料、工程簽證、現(xiàn)場(chǎng)變更、竣工圖紙資料等，制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，包括分類、命名、存放、格式等，并與模型進(jìn)行數(shù)字化關(guān)聯(lián)。資料內(nèi)容如圖6所示[3]。

圖6 數(shù)字化交付資料分類

6 總結(jié)及意義

建立及維護(hù)包含電子工程信息檔案等資料的各專業(yè)BIM模型，在項(xiàng)目竣工后實(shí)現(xiàn)數(shù)字化移交，開展基于BIM的數(shù)字化運(yùn)維，深入挖掘BIM技術(shù)的核心價(jià)值，建立基于BIM應(yīng)用的運(yùn)營維護(hù)管理模式，能夠顯著提高高鐵車站運(yùn)維管理水平和工作效率，可以做到全生命期信息高度集成。

臨沂北站高鐵站房項(xiàng)目BIM模型與工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)體完全吻合、搭載信息正確、設(shè)備設(shè)施的模型滿足運(yùn)維管理要求，在設(shè)計(jì)階段和施工階段也實(shí)現(xiàn)了指導(dǎo)功能，達(dá)到了從建設(shè)到運(yùn)營轉(zhuǎn)換的高鐵站房數(shù)字化竣工交付。

該項(xiàng)目研究對(duì)未來高鐵站房項(xiàng)目滿足基于BIM的竣工數(shù)字化交付基本要求以及數(shù)字化運(yùn)維具有積極的指導(dǎo)意義，便于最終實(shí)現(xiàn)高鐵站房項(xiàng)目的數(shù)字化交付轉(zhuǎn)型。