曹繼亮

【摘 要】公路是我國(guó)重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，公路設(shè)施的完善極大地促進(jìn)了全國(guó)建設(shè)市場(chǎng)的統(tǒng)一，推動(dòng)了各地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，改善了人們生活。公路工程建設(shè)屬于高能耗功能工程，工程建設(shè)中存在嚴(yán)重的資源浪費(fèi)問(wèn)題，不僅加劇我國(guó)日益嚴(yán)重的資源緊張問(wèn)題，也使工程造價(jià)均超出了預(yù)期，嚴(yán)重影響工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性?；贐TM技術(shù)基本原理及優(yōu)勢(shì)介紹，研究其在造價(jià)管理中的發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)其在公路工程造價(jià)管理各個(gè)階段中的具體應(yīng)用進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】BIM 公路工程 造價(jià)管理 數(shù)字地面模型（DTM） Revit 設(shè)計(jì)信息模型

公路工程建設(shè)屬于高能耗功能工程，工程建設(shè)中存在嚴(yán)重的資源浪費(fèi)問(wèn)題，建立一個(gè)基于BIM技術(shù)的公路工程造價(jià)管理平臺(tái)是非常必要的，BIM技術(shù)在公路工程造價(jià)管理的應(yīng)用不僅可以實(shí)現(xiàn)公路決策及設(shè)計(jì)階段概預(yù)算的精準(zhǔn)性，還能對(duì)施工及結(jié)算階段提供統(tǒng)一的計(jì)算模型，從而實(shí)現(xiàn)公路工程各階段造價(jià)管理的一體化、智能化管理，打破工程相關(guān)主體之間的溝通障礙，實(shí)現(xiàn)對(duì)公路工程全壽命周期的造價(jià)管理。

1 BIM技術(shù)的基本概念及發(fā)展優(yōu)勢(shì)

1.1 BTM技術(shù)介紹

BIM技術(shù)是指建筑信息模型（Building Information Model）技術(shù)，是一種建立于工程項(xiàng)目信息基礎(chǔ)上的三維建筑模型，BIM不僅是一個(gè)模型，它更是一個(gè)過(guò)程，能夠詳細(xì)、真實(shí)地反映出工程各個(gè)項(xiàng)目的信息[1]。BIM技術(shù)主要包括三個(gè)功能，一是BIM技術(shù)是基于數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和可操作性的基礎(chǔ)上構(gòu)建的數(shù)字信息模型，包含并共享工程建設(shè)的所有信息。二是對(duì)所有建筑信息進(jìn)行整合的數(shù)字化模型動(dòng)作，任一工程建設(shè)主體均從該模型內(nèi)獲取或更改信息內(nèi)容，滿足工程建設(shè)需求，確保工程建設(shè)順利進(jìn)行；三是科學(xué)的工作系統(tǒng)，工程建設(shè)主體間可通過(guò)BIM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有效溝通和信息共享，在項(xiàng)目全生命周期內(nèi)協(xié)作完成工程建設(shè)，提高工作和和決策的效率，提高管理決策和管理行為的科學(xué)性。

1.2 BTM 技術(shù)基本原理

公路工程是指公路構(gòu)造物的勘察、測(cè)量、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)、管理等工作，涉及多個(gè)不同專業(yè)。公路工程建設(shè)也需經(jīng)歷決策到竣工等多個(gè)不同階段，不同的專業(yè)或建設(shè)階段對(duì)相同信息的處理方式不同，容易造成信息冗余，不同專業(yè)間或建設(shè)階段之間的信息傳遞及共享存在障礙。而BIM技術(shù)通過(guò)建立以信息為核心的模型，該模型由單個(gè)構(gòu)件或物體等基本元素構(gòu)成，構(gòu)件或物體的物體特性、幾何信息、成本信息、施工要求等內(nèi)容均轉(zhuǎn)化為參數(shù)，以參數(shù)表達(dá)。BIM技術(shù)對(duì)構(gòu)件或物體的參數(shù)信息進(jìn)行處理并整理歸類，集中存儲(chǔ)在模型數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，形成數(shù)字化模型?；贐IM模型的公路工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)可以根據(jù)需求修改參數(shù)和構(gòu)建信息，避免數(shù)據(jù)信息冗余，方便各個(gè)建設(shè)主體間的信息交流。

1.3 BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)

一是工程整體設(shè)計(jì)更加直觀。設(shè)計(jì)人員可以使用BIM技術(shù)一次性表達(dá)出工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的所有建筑構(gòu)件，工程建設(shè)主體可以直觀的了解工程的整體情況。二是兼容性強(qiáng)，BIM技術(shù)可支持個(gè)專業(yè)不同軟件設(shè)計(jì)需求，如在IFC標(biāo)準(zhǔn)下建立的模型可實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用程序間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和共享，使工程建設(shè)全生命周期使用的所用信息相互關(guān)聯(lián)。三是為相關(guān)人員提供信息交流和共享的平臺(tái)。BIM模型集成了整個(gè)項(xiàng)目的信息和整套設(shè)計(jì)文檔，信息均經(jīng)過(guò)參數(shù)化轉(zhuǎn)化，使信息相互關(guān)聯(lián)，并實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)算，避免信息重復(fù)處理和信息損失，提高工作效率。

1.4 BIM 在造價(jià)管理中的發(fā)展趨勢(shì)

工程造價(jià)管理工作是一項(xiàng)系統(tǒng)復(fù)雜的工作，造價(jià)管理覆蓋工程建設(shè)全壽命周期，因而BIM技術(shù)在造價(jià)管理中的應(yīng)用不僅僅是應(yīng)用于工程量統(tǒng)計(jì)和造價(jià)分析的廣聯(lián)達(dá)、魯班、Solibri造價(jià)管理軟件，而應(yīng)是一系列軟件的集大成者，僅適用單個(gè)軟件無(wú)法最大限度發(fā)揮BIM技術(shù)的價(jià)值，因此BIM計(jì)數(shù)在造價(jià)管理上不僅僅是對(duì)工程量計(jì)算、材料造價(jià)管理、綜合單價(jià)分析、成本決策分析服務(wù)，更是對(duì)工程全生命周期造價(jià)的管理，涉及工程建設(shè)的各個(gè)方面。

2 公路工程造價(jià)管理的現(xiàn)狀及其劣勢(shì)

2.1 公路工程造價(jià)管理的現(xiàn)狀

公路工程計(jì)價(jià)相對(duì)于建筑工程而言存在工程量計(jì)算不嚴(yán)謹(jǐn)、算量軟件不成系統(tǒng)等缺陷，所以對(duì)公路工程各階段的計(jì)量問(wèn)題爭(zhēng)議較大。例如變更及設(shè)計(jì)修改部分的計(jì)量，許多公路工程實(shí)際施工中，許多業(yè)主未及時(shí)確認(rèn)已完成的工程量及其價(jià)值，施工單位無(wú)法及時(shí)獲得變更等增加工程量的工程款而導(dǎo)致資金短缺，影響整體施工進(jìn)度。計(jì)量人員僅根據(jù)相關(guān)工程量清單進(jìn)行計(jì)量，導(dǎo)致計(jì)量結(jié)果與事實(shí)不符。

在施工階段的工程量計(jì)量上，措施項(xiàng)目費(fèi)用難以通過(guò)固定單價(jià)精準(zhǔn)計(jì)算，如模板支架等費(fèi)用，只能以一個(gè)粗淺的費(fèi)率算入某一細(xì)目工程的綜合單價(jià)內(nèi)[2]。公路工程存在大量的變更項(xiàng)，變更項(xiàng)目會(huì)引起工程量及措施費(fèi)用的極大變化，甚至遠(yuǎn)超出合同清單范圍。招標(biāo)方在工程量清單中不會(huì)提供準(zhǔn)確的工程量，而施工單位的投標(biāo)報(bào)價(jià)往往也缺乏對(duì)變更的預(yù)見(jiàn)性及措施項(xiàng)目費(fèi)用的明確性，導(dǎo)致工程竣工結(jié)算階段對(duì)合同價(jià)款進(jìn)行漫長(zhǎng)的調(diào)整，就出現(xiàn)了通車后三四年，工程結(jié)算及審計(jì)仍未完成的奇怪現(xiàn)象。

另外，當(dāng)前公路工程的造價(jià)管理在項(xiàng)目建設(shè)的全壽命周期上存在極大的分歧或不統(tǒng)一，設(shè)計(jì)、招標(biāo)、施工階段的造價(jià)數(shù)據(jù)銜接不到位。往往設(shè)計(jì)圖紙中的工程數(shù)量一經(jīng)施工單位復(fù)核就出現(xiàn)極大的缺失或漏項(xiàng)，從而造成各參建方對(duì)設(shè)計(jì)圖紙產(chǎn)生極大的不信任。

2 2 BIM技術(shù)應(yīng)用于公路工程造價(jià)管理的劣勢(shì)

2.2.1 公路工程在圖形算量、三維算量方面的落后

建筑工程建設(shè)與公路工程建設(shè)存在很大差別，建筑工程圖形算量、三維算量的科學(xué)性反復(fù)論證公路工程算量方法也能實(shí)現(xiàn)圖形算量或三維算量，而在當(dāng)下，公路工程各分部分項(xiàng)工程的算量都而停留在列表法計(jì)算的模式下。在科學(xué)技術(shù)飛越發(fā)展的今天，建立一個(gè)基于BIM技術(shù)的造價(jià)管理信息模型是公路工程造價(jià)管理的當(dāng)務(wù)之急。

2.2.2 與建筑工程對(duì)比公路工程建立BIM模型建立的難度過(guò)大

公路工程是布置于地球表面的帶狀構(gòu)造物，公路工程建立BIM模型必須基于公路工程所跨越的不同地貌、地形、地質(zhì)，建立其繁長(zhǎng)的數(shù)字地面模型（DTM）。其跨越的不同區(qū)域形成了不規(guī)則性強(qiáng)、跳躍性大、斷裂性多，里程長(zhǎng)、對(duì)高程差值計(jì)算要求高等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)導(dǎo)致公路工程BIM模型對(duì)精確合理性、構(gòu)網(wǎng)速度、模型內(nèi)插速度及精度有更高的要求，甚至需采用到更高配置的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。常用數(shù)字地面模型構(gòu)建主要包括：基于不規(guī)則三角形的建模、基于規(guī)則格網(wǎng)的建模兩種，這兩種在公路工程構(gòu)建數(shù)字地面模型中存在一些缺點(diǎn)?；诟窬W(wǎng)建模的缺點(diǎn)為不能完全準(zhǔn)確地表示地形結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)，陡峭斜坡、大斷裂線地區(qū)覆蓋能力差?；诓灰?guī)則三角形的建模的缺點(diǎn)為數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在大范圍、小比例的公路工程數(shù)字地面建模中的難度大。

3 BIM 軟件在公路工程造價(jià)管理的應(yīng)用與探討

3.1 公路工程BIM的建立及與造價(jià)管理系統(tǒng)對(duì)接的探討

現(xiàn)階段，公路工程設(shè)計(jì)軟件如緯地、海地等，均是在建立了數(shù)字地面模型的基礎(chǔ)上智能布線、穿插結(jié)構(gòu)物。但均存在一個(gè)共性問(wèn)題：精準(zhǔn)性太差，尤其是設(shè)計(jì)的幾何信息模型與數(shù)字地面模形的拼接部位，而所有數(shù)字地面模型的建立最初都是在CAD二次開發(fā)軟件南方CASS成圖軟件中形成的。而當(dāng)前，使用最廣泛的BIM建模軟件當(dāng)屬Autodesk Revit，而采取CASS與Revit對(duì)接，則可在數(shù)字地面模型上完美地建立設(shè)計(jì)信息模型。首先，以動(dòng)態(tài)GPS-RTK系統(tǒng)或航測(cè)采集DTM三維數(shù)據(jù)，將連續(xù)地面轉(zhuǎn)化為散點(diǎn)三維坐標(biāo)，然后將各測(cè)點(diǎn)編碼并在CASS中展點(diǎn)，準(zhǔn)確地建立各地形及各部高層，建立正確的數(shù)模。其次，導(dǎo)入Autodesk Revit，就可以在Reivt architecture軟件平臺(tái)下自由自在的設(shè)計(jì)我們的公路工程BIM了。

我們最終的目的是要讓BIM運(yùn)用于公路工程的造價(jià)管理，所以在完成上述步驟后，還需進(jìn)一步研究BIM與相關(guān)造價(jià)管理軟件的對(duì)接，比如同望WECOST、縱橫等軟件。而由于公路工程造價(jià)管理軟件必須得讓各參建方按權(quán)限使用，則需要將現(xiàn)有的造價(jià)管理軟件從C/S結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成B/S結(jié)構(gòu)，并使得BIM模型能在B/S結(jié)構(gòu)中讓各參建方按相關(guān)權(quán)限進(jìn)行操作及修改，這樣，我們的BIM技術(shù)運(yùn)用于公路工程造價(jià)管理就能真正實(shí)現(xiàn)。

3.2 BIM在工程造價(jià)管理各階段的應(yīng)用探索

3.2.1 BIM在決策階段的應(yīng)用

決策階段，建設(shè)單位可根據(jù)BIM模型集成項(xiàng)目方案與財(cái)務(wù)，修改相關(guān)參數(shù)，獲得方案投資效益質(zhì)保，提高決策水平。投資決策階段的關(guān)鍵在于合理準(zhǔn)確地估算投資，基于BIM數(shù)據(jù)模型可利用其可視化和模擬性特點(diǎn)，在模型中查找相似工程造價(jià)信息，參照既往工程單方造價(jià)，估算投資總量。如有多個(gè)投資方案，可使用BIM模型綜合對(duì)比各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇更加經(jīng)濟(jì)的方案。另外，由于公路工程建設(shè)存在不可預(yù)見(jiàn)的費(fèi)用，基于BIM模型還要有效預(yù)見(jiàn)工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，降低不可預(yù)見(jiàn)費(fèi)用投入[3]。

3.2.2 BIM在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)概算上，設(shè)計(jì)人員可將完善后的設(shè)計(jì)模型導(dǎo)入至BIM模型內(nèi)，得出工程量文件，在通過(guò)模型對(duì)比投資估算項(xiàng)目概算書。另外，還可使用BIM模型對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行檢驗(yàn)，減少設(shè)計(jì)中的碰撞問(wèn)題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤設(shè)計(jì)，為后續(xù)施工圖預(yù)算打下基礎(chǔ)。在施工圖預(yù)算管理上，可通過(guò)分布式BIM模型，將傳統(tǒng)施工CAD圖導(dǎo)入至模型，建立成本模型，再套取相應(yīng)清單定額，軟件自動(dòng)完成扣減、分類匯總，得出粗造價(jià)格文件。再將粗造價(jià)格文件導(dǎo)入BIM模型內(nèi)，得出最終項(xiàng)目造價(jià)，節(jié)省計(jì)算時(shí)間。

3.2.3 BIM在工程招投標(biāo)階段的應(yīng)用

使用BIM模型抽取項(xiàng)目工程量全部信息，從軟件中獲取最接近市場(chǎng)的價(jià)格編制標(biāo)底，確定每個(gè)單位工程準(zhǔn)確無(wú)誤后生成招標(biāo)文件。生成招標(biāo)文件前對(duì)標(biāo)書的合法性進(jìn)行檢查，如清單是否有空項(xiàng)、工程量有無(wú)小于1等。使用系統(tǒng)“反查”功能檢查問(wèn)題界面，及時(shí)修改問(wèn)題，從而快速生成招標(biāo)文件。其后，將BIM模型及工程量清單儀器發(fā)放給投標(biāo)單位，投標(biāo)方再根據(jù)自身情況填報(bào)單價(jià)。由于BIM模型構(gòu)建與工程量信息關(guān)聯(lián)，可利用BIM模型快速核準(zhǔn)招標(biāo)文件中工程量清單的正確性。另外，生成投標(biāo)文件的過(guò)程與招標(biāo)過(guò)程相似，也可對(duì)投標(biāo)文件檢查合法性及招投標(biāo)文件是否一致，發(fā)現(xiàn)兩者不一致地方[4]。例如，招投標(biāo)的工程量是否一致。形成有效的招投標(biāo)文件后，可支持多種格式輸出，或直接打印。

3.2.4 BIM在公路施工階段的應(yīng)用

在工程結(jié)算方面，管理人員將粗造文件導(dǎo)入算量軟件后可直接顯示框圖出價(jià)，并在模型中直接勾選所需內(nèi)容，直接獲取工程任意部分的工程量及其造價(jià)，實(shí)現(xiàn)按時(shí)結(jié)算以及根據(jù)工程進(jìn)度采購(gòu)建材及按時(shí)、按額領(lǐng)取建材。還能及時(shí)編制資金計(jì)劃、采購(gòu)計(jì)劃、勞動(dòng)力等，實(shí)現(xiàn)真正意義上全過(guò)程造價(jià)管理。在工程變及索賠上，例如更改公路路基墊層厚度，填土層厚度增加導(dǎo)致各類集料使用量增加，工程量也須從星計(jì)算和匯總。使用BIM模可直接在使用尺寸修改功能，實(shí)現(xiàn)填土層厚度替換，自動(dòng)計(jì)算工程量信息。工程量變更后將重新導(dǎo)入到造價(jià)軟件內(nèi)，重新計(jì)算造價(jià)。對(duì)于不同施工方可使用同一BIM模型，增加時(shí)間進(jìn)度和成本信息管理功能，分析統(tǒng)計(jì)各個(gè)階段成本費(fèi)用，并使用BIM模型管理支付施工款進(jìn)度，避免出現(xiàn)超付或延付問(wèn)題，避免工程索賠。

3.2.5 BTM在竣工結(jié)算階段的應(yīng)用

將工程構(gòu)件、施工進(jìn)度、材料、生產(chǎn)商等價(jià)格信息輸入BIM模型內(nèi)，工程竣工階段對(duì)BIM數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，可直接獲得項(xiàng)目真實(shí)造價(jià)情況。例如檢查混凝土使用量，使用BIM模型內(nèi)框架出圖功能，選中公路工程需要效果混凝土的選項(xiàng)，從而獲得混凝土使用總量，如若雙方獲得的總量數(shù)據(jù)不一致，可意義分別計(jì)算各個(gè)分項(xiàng)目所用混凝土，再找出總量差異較大的原因。該方法不僅降低人工預(yù)算工作強(qiáng)度，精確性也更高。

4 結(jié)語(yǔ)

基于BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，隨著我國(guó)工程建設(shè)行業(yè)市場(chǎng)化不斷提高，BIM技術(shù)在公路工程建設(shè)中的應(yīng)用范圍也將不斷擴(kuò)大，規(guī)范建筑單位工程造價(jià)行為，提高造價(jià)管理效率。同時(shí)BIM技術(shù)的應(yīng)用也將更加有利于監(jiān)管部門對(duì)行業(yè)的監(jiān)管，遏制徇私舞弊。因此，將BIM 技術(shù)用于公路工程造價(jià)管理是勢(shì)在必行。

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