賈 蓉

(上海市測繪院，上海200063)

一、引 言

建筑信息模型(building information modeling，BIM)作為一種全新的理念和技術(shù)，受到了國內(nèi)外學者和行業(yè)的普遍關(guān)注［1］。我國工程建設(shè)行業(yè)從2003年開始引進BIM技術(shù)，國家“十一五”科技支撐計劃和“十二五”建筑信息化發(fā)展綱要中也將BIM技術(shù)納入研究內(nèi)容。2014年10月29日，上海市人民政府辦公廳正式發(fā)布《關(guān)于本市推進建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用的指導(dǎo)意見》，并于2014年12月1日起正式施行，進一步推動了BIM技術(shù)在上海市建筑工程行業(yè)中的應(yīng)用。BIM在建筑業(yè)的廣泛推廣，也引起了眾多相關(guān)行業(yè)的關(guān)注，地理信息行業(yè)對BIM技術(shù)如何融入GIS應(yīng)用展開了深入研究［2-4］。

基于對各種信息的承載能力，BIM將整個建筑相關(guān)的信息和設(shè)計文檔存儲在集成數(shù)據(jù)庫中，為構(gòu)建各個專業(yè)協(xié)同工作提供了統(tǒng)一的平臺，同時實現(xiàn)了各專業(yè)的信息共享，促進了建筑物與設(shè)施的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、監(jiān)理和運維的信息全生命周期業(yè)務(wù)協(xié)同應(yīng)用模式的發(fā)展［2］。因此，BIM帶來了一種新的建筑管理思想，即建設(shè)工程生命周期管理(building lifecycle management，BLM)［5］。

園區(qū)建設(shè)作為后城鎮(zhèn)化建設(shè)階段城市發(fā)展的推進器，在體系結(jié)構(gòu)和發(fā)展模式上都是城市在一個小區(qū)域范圍內(nèi)的縮影。2014年9月10日，上海市政府公布了《上海智慧城市建設(shè)2014—2016年行動計劃》，園區(qū)的建設(shè)也進入了“以人為本、全面感知、內(nèi)生發(fā)展、智能協(xié)同”的新階段［6］。本文將BIM對建筑全生命周期的管理理念運用到智慧園區(qū)的建設(shè)中，充分發(fā)揮三維GIS在園區(qū)規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、運營等階段的場景展示及空間分析等作用，突破BIM輔助技術(shù)人員對單一建筑實體的過程和質(zhì)量控制，拓展到對整個園區(qū)宏觀的工程進度和完成質(zhì)量的管理，更適用于園區(qū)管理者。

上海國際旅游度假區(qū)圍繞上海市建設(shè)世界著名旅游城市的發(fā)展目標，以上海迪士尼項目為核心，是一個集主題游樂、旅游度假、文化創(chuàng)意、商務(wù)會議、商業(yè)零售、體育休閑等產(chǎn)業(yè)于一體的綜合型園區(qū)，將與虹橋商務(wù)區(qū)、世博后續(xù)開發(fā)區(qū)等區(qū)域共同成為上海未來發(fā)展的重要區(qū)域。該項目自2011年開始投入建設(shè)，為保證建設(shè)期間施工質(zhì)量和提高管理效率，上海國際旅游度假區(qū)管委會在項目建設(shè)之初，便在管理中引入了智慧園區(qū)的管理理念，在上海市地理信息公共服務(wù)平臺基礎(chǔ)上，建立園區(qū)的信息管理平臺。本文將以該平臺在園區(qū)建設(shè)階段及運營維護階段的應(yīng)用為例，介紹BIM全生命周期管理理念在智慧園區(qū)建設(shè)中的應(yīng)用。

二、全生命周期的智慧園區(qū)建設(shè)應(yīng)用

園區(qū)的管理與城市管理相類似，也是全方位、多層次的，園區(qū)管理半徑與管理縱深較大，作出準確決策的難度隨之增加，園區(qū)管理單位所承擔的責任，與基層地方政府所承擔的責任非常近似，不僅要負責整個園區(qū)的管理，同時還要負責園區(qū)的產(chǎn)業(yè)推進，招商引資、應(yīng)急處置、內(nèi)部服務(wù)等各種服務(wù)與管理工作，因此必須采用信息化的管理手段，促進園區(qū)的管理部門、業(yè)主、合作單位的良性互動，本文主要對GIS技術(shù)在園區(qū)全生命周期管理中的應(yīng)用進行分析。

1．地下管線全生命周期管理

地下管線作為地下空間利用的重要組成部分，在可利用的土地資源日漸減少的今天，越來越得到城市管理者的重視。地下管線的普查是城市管理的一項重點工作，但管線普查由于其測量對象的不可見性，普查精度并不高。在普查完成后，由于缺少系統(tǒng)的規(guī)劃和約束機制，數(shù)據(jù)動態(tài)更新方式存在缺陷、更新資金缺乏保障、各管線權(quán)屬單位的利益難以協(xié)調(diào)等多方面的原因，致使地下管線普查成果往往無法發(fā)揮作用。

地下管線現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的采集和實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)維護是地下管線GIS系統(tǒng)最直接的需求。上海國際旅游度假區(qū)在此基礎(chǔ)上，針對地下管線全生命周期——規(guī)劃、設(shè)計、竣工和運維四個階段的數(shù)據(jù)進行采集，并對各階段的數(shù)據(jù)進行綜合應(yīng)用:在地下管線建設(shè)期間，通過對管線綜合、管線設(shè)計方案的整理，以及地下管線跟蹤測量，收集地下管線規(guī)劃、設(shè)計和竣工數(shù)據(jù)，并通過對不同階段管線位置的空間分析，實現(xiàn)了對管理部門工程規(guī)劃許可證和竣工驗收合格證審批的輔助(如圖1所示);進入運維階段后，管線數(shù)據(jù)的動態(tài)更新結(jié)合浦東新區(qū)掘路開挖報批制度，確保了數(shù)據(jù)更新的及時性和全面性。園區(qū)政務(wù)部門、園區(qū)規(guī)劃審批部門、園區(qū)內(nèi)各建設(shè)單位可以在統(tǒng)一的平臺上進行協(xié)同辦公，同時還能與上級管理部門進行數(shù)據(jù)共享，并為實現(xiàn)國家、省(直轄市)、市、重點區(qū)域(園區(qū))各級網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的互聯(lián)互通提供了可能。

圖1 地下管線輔助審批

2．三維規(guī)劃輔助審批管理

上海國際旅游度假區(qū)內(nèi)建筑密度大，復(fù)雜建筑多，控制性詳細規(guī)劃這種平面化的指標控制手段在空間形態(tài)控制上的缺陷較為明顯，這給這些地區(qū)的規(guī)劃管理工作帶來了較大的難度。利用先進的三維虛擬化、云計算等技術(shù)建立一個科學的、直觀的、高效的三維規(guī)劃管理平臺，是解決現(xiàn)有大型城市重點地區(qū)規(guī)劃管理難題的重要手段［7］。

三維規(guī)劃輔助審批分為兩個層次，第一層是對建筑物定性指標的分析，多應(yīng)用在城市空間布局控制和風貌景觀協(xié)調(diào)等方面，具體功能為:使管理者可以足不出戶模擬現(xiàn)場人的視角，從景觀敏感位置多視角查看分析規(guī)劃方案的景觀效果是否與周邊建筑協(xié)調(diào)，或利用視線分析、人行模擬等工具對規(guī)劃方案指標進行定性分析。上海國際旅游度假區(qū)以迪士尼樂園建設(shè)為核心，樂園區(qū)外配套設(shè)施(如公共配套設(shè)施和主題酒店等)保持與樂園風格一致性，且保證度假區(qū)內(nèi)各角度風貌的美感是其建設(shè)期間必須考慮的。三維規(guī)劃輔助審批的第二層次是對控制性詳細規(guī)劃指標定量的分析，如控高指標、退界距離、容積率、分層密度等，這是建筑設(shè)計的硬性指標，不符合的設(shè)計不能通過審批，而其中有些指標的計算過程是復(fù)雜的，將控制指標體系賦予三維控制盒，利用控制盒直觀形象地表達控詳規(guī)劃內(nèi)容，為控詳規(guī)劃提供了表達和管理基礎(chǔ)［8］，如圖2所示。上海國際旅游度假區(qū)利用三維GIS結(jié)合對建筑控制性詳細規(guī)劃指標以三維控制盒的形式進行表現(xiàn)，在上海市政務(wù)外網(wǎng)全市三維建筑模型數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)資源的基礎(chǔ)上，完成園區(qū)內(nèi)地上三維建筑模型庫建庫工作，圍繞園區(qū)規(guī)劃審批的應(yīng)用需求，為申報建設(shè)項目的指標控制和方案評估提供三維可視化的輔助管理服務(wù)，以提高園區(qū)內(nèi)規(guī)劃審批的工作效率。

圖2 三維控制盒在三維規(guī)劃輔助審批管理中的應(yīng)用

3．園區(qū)運營階段的管理

園區(qū)的參與主體包括園區(qū)管委會、園區(qū)企業(yè)、公共配套和商貿(mào)配套，可歸納為政務(wù)服務(wù)、產(chǎn)業(yè)提升、生活服務(wù)三大類需求，其中，園區(qū)管委會的信息化需求主要集中在以資源整合和信息共享為基礎(chǔ)的電子政務(wù)、園區(qū)管理、公共服務(wù)、商務(wù)促進等。以園區(qū)管理為例，基礎(chǔ)設(shè)施管理、交通管理、安全管理、基礎(chǔ)通信管理等屬于園區(qū)管理中最為普遍的應(yīng)用［9］。

園區(qū)運營管理階段，三維GIS場景中數(shù)據(jù)種類較多，要求采集各類專業(yè)地物準確的地理位置，并進行分層分類，以配合不同行業(yè)管理者的專業(yè)應(yīng)用。其次，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能調(diào)控使GIS應(yīng)用還需要解決微觀層面上三維數(shù)據(jù)的建模問題，這對三維GIS提出了更高的要求，尤其是建筑物內(nèi)部及內(nèi)部設(shè)施的三維建模問題［2］。針對這個問題，BIM可成為三維GIS重要的數(shù)據(jù)源，BIM可用來生成數(shù)字城市三維模型，尤其是建筑內(nèi)部設(shè)施模型，BIM將為GIS提供完善復(fù)雜的三維數(shù)據(jù)，GIS與BIM的集成，為GIS發(fā)展帶來新的生命力［2，10］。

三、總結(jié)和展望

本文介紹了BIM全生命周期管理的理念，并在上海國際旅游度假區(qū)園區(qū)建設(shè)階段地下管線和三維規(guī)劃審批和運營階段園區(qū)管理的運用中得到了體現(xiàn)。其中建設(shè)階段的應(yīng)用已經(jīng)付諸實際，并在實踐中取得了較為滿意的效果;對運營階段利用BIM數(shù)據(jù)進行建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)及設(shè)施的建模的研究尚處于研究階段，國內(nèi)相關(guān)技術(shù)還不成熟，這也為BIM與GIS的集成提出了挑戰(zhàn)。

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