(1.華中科技大學 a．土木工程與力學學院； b．湖北省數(shù)字建造與安全工程技術(shù)研究中心，武漢 430074；2.武漢天興洲道橋投資開發(fā)有限公司，武漢 430074)

1 引言

黨的十九大報告中提到，在過去的五年，“我國經(jīng)濟建設取得重大成就，基礎設施建設快速推進”。并指出，要支持傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，“加強水利、鐵路、公路、水運、航空、管道、電網(wǎng)、信息、物流等基礎設施網(wǎng)絡建設”。基礎設施建設，特別是大型基礎設施，是社會建設與發(fā)展中不可或缺的重要部分，由于其投資規(guī)模大、建設周期長、施工運行管理難度大、成本回收周期長，必然會牽涉到各參與方的利益，出現(xiàn)各種需要統(tǒng)籌、規(guī)劃、協(xié)調(diào)、管理的問題。其中尤為突出的是征地拆遷管理問題。拆遷管理是否科學、準確、高效，對業(yè)主來說是項目能否如期開展、順利推進、成功建設的關(guān)鍵。

住房和城鄉(xiāng)建設部《2016～2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》指出，要推進普及項目管理信息系統(tǒng)，開展施工階段的BIM基礎應用。當前在大型基礎設施的建設過程中，還較少有相應的技術(shù)手段來解決房屋拆遷分析、協(xié)調(diào)和管理工作。而在建設項目中，從勘察設計到竣工驗收階段，房屋拆遷的進度、數(shù)量、面積等信息往往出現(xiàn)差異，這對于工程的投資管理、工期控制、拆遷補償?shù)裙ぷ鞫紩a(chǎn)生較大的影響。運用信息化的解決方案，搭建拆遷管理平臺，使建設單位、拆遷公司以及評估機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)線上高效便捷地采集、錄入、查詢和統(tǒng)計相關(guān)信息，從而加強了建設方對各單位的組織和協(xié)調(diào)能力，整體提升了拆遷管理工作的規(guī)范程度和實施效率，推進了建筑工程項目管理的精益化和信息化。

2 拆遷管理

現(xiàn)有的對拆遷管理問題的研究，多從政策制度、法律法規(guī)、社會穩(wěn)定、公共管理等角度，對行政主管部門、司法部門、執(zhí)法部門等有關(guān)單位提出了較為宏觀層面的分析和建議。也有研究從建設單位的角度，分析拆遷管理的重難點，給出具體對策。由于工程建設中房屋的產(chǎn)權(quán)、屬性、管理資料等問題，拆遷管理呈現(xiàn)出復雜性、多樣性、嚴峻性。大型基礎設施建設中復雜區(qū)域的房屋拆遷，涉及拆遷費用高、權(quán)屬單位眾多、協(xié)調(diào)工作難度大等問題，如何排除困難、減少干擾，做好工程建設的成本控制，保障工程的有序開展，是拆遷管理面臨的主要問題。

2.1 基礎設施建設中拆遷管理的特點

(1)涉及范圍廣，影響單位多

在大型基礎設施建設活動中，所涉及的對象包括：個人及家庭住戶、村民集體、民營企業(yè)、國營企業(yè)、事業(yè)單位等，只要有土地、建筑物或土地附屬物等財產(chǎn)權(quán)益在基礎設施征地拆遷的范圍內(nèi)，就會受到影響，就是拆遷管理工作的對象。

(2)跨行政區(qū)域建設，交通狀況復雜

基礎設施中的橋梁項目，如長江及其支流上的大型橋梁，普遍跨度較大，河流兩岸多為不同的行政區(qū)域，比如不同的縣區(qū)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)，如圖1所示?；A設施中的高速公路項目，更有長達上百公里，途徑多個縣市區(qū)甚至多個省份。自然環(huán)境多樣，交通狀況復雜，給拆遷管理帶來了較大難度。

圖1 武漢市11座長江大橋示意圖

(3)各方參與程度不一，交流不及時

建設單位主要工作為統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，并保證依法建設。對于拆遷管理工作，尤其是溝通和協(xié)調(diào)，則要依靠地方政府的主管部門。施工方則需要直接面對當?shù)氐恼腿罕姡苊獍l(fā)生沖突和影響附近居民生活的行為。所以相關(guān)各方的及時交流、信息對稱，也是拆遷管理工作順利進行的關(guān)鍵。

2.2 拆遷管理現(xiàn)狀

大多數(shù)拆遷公司目前管理拆遷業(yè)務還采用的一般傳統(tǒng)的管理模式，即主要以手工管理。這種管理模式不僅耗費大量的人力物力，容易出錯，還管理效率低下，容易出現(xiàn)混亂，是一種很不理想的管理模式，嚴重阻礙了公司的發(fā)展。不過在有些一線的發(fā)達城市，由于住房面積小而人口多，傳統(tǒng)的拆遷管理模式應付不了龐大的拆遷業(yè)務，因此也采用了房屋拆遷管理系統(tǒng)使用完全自動化管理房屋的拆遷，這不但大大提高了拆遷效率，還使管理也更加有序。

然而，在這方面還是有很多不成熟的地方，主要有以下幾方面的不足：

(1)管理自動化體系還不完善，還存在一些弊端；

(2)拆遷程序不規(guī)范，沒有形成一致的管理；

(3)管理機制缺乏創(chuàng)新，而且系統(tǒng)的管理模式單一；

(4)檔案更新不及時，檔案保存不完善。

2.3 拆遷管理業(yè)務分析

房屋拆遷管理系統(tǒng)可以由以下七項主要業(yè)務流程組成：

(1)用戶管理業(yè)務

用戶管理業(yè)務是對使用此系統(tǒng)的用戶的管理，涉及到使用該系統(tǒng)的管理權(quán)限問題。

(2)拆遷項目管理業(yè)務

拆遷項目管理是普通用戶對拆遷項目的管理，包括對項目的登記、刪除、修改。

(3)拆遷審核登記管理業(yè)務

拆遷審核登記是拆遷部門獲得拆遷人的信息，主要包括戶主信息、房屋基本情況、地上附屬物等。

(4)安置管理業(yè)務

在拆遷公司拆遷房屋的同時，也需要對房屋的屋主進行相應的安置，這就是安置管理。

(5)協(xié)議管理業(yè)務

協(xié)議管理是雙方對協(xié)議進行簽訂確認。協(xié)議的主要內(nèi)容包括安置方式、安置明細等基本的安置信息。

(6)結(jié)算管理業(yè)務

被拆遷人申請領取補償資金后，普通用戶將補償金額以及領取時間等一些信息錄入系統(tǒng)。

(7)檔案管理業(yè)務

檔案管理包含檔案的保存、檔案的查詢、檔案的銷毀三個業(yè)務。歸入檔案保存的主要信息有被拆遷戶信息、安置信息、辦理時間、拆遷人等信息，以及還有簽訂的相關(guān)協(xié)議。

根據(jù)相關(guān)單位的實際需要，拆遷管理業(yè)務在此基礎上可進行相應的修改和增刪。

3 拆遷管理信息系統(tǒng)

BIM的涵義是建筑信息模型，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息，包括模擬基礎設施建設中的拆遷地塊信息。這樣生成的信息模型就是一種對建筑及其周邊環(huán)境的智能和參數(shù)化的數(shù)字表示。開發(fā)基于BIM的房屋拆遷管理信息系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對房屋拆遷信息進行查詢統(tǒng)計等功能，從而更好地開展基礎設施建設中復雜區(qū)域房屋拆遷管理工作。

3.1 系統(tǒng)目標

基于BIM的房屋拆遷管理，就是應用BIM技術(shù)，實現(xiàn)房屋拆遷管理工作過程中的各種功能，滿足拆遷管理工作的各種需求。針對房屋拆遷的管理業(yè)務，充分利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢，建立三維可視化房屋拆遷管理系統(tǒng)，整合航拍影像、分部分項工程施工方案、房屋模型、房屋拆遷分布圖以及現(xiàn)場施工項目部提交報表等數(shù)據(jù)，輔助進行房屋拆遷管理工作。

該系統(tǒng)的應用核心在于在虛擬場景中對被拆遷范圍內(nèi)的建筑和地塊進行模擬，并快速核實房屋拆遷面積和房屋屬性，對比分析各方提供的房屋拆遷量的差異，輔助業(yè)主對施工過程中房屋拆遷工作進行管理，保障工程建設的有序開展，從而服務于基礎設施建設過程中房屋拆遷管理、賠償?shù)裙ぷ鳌?/p>

3.2 系統(tǒng)建設

(1)航拍影像獲取及處理

根據(jù)有關(guān)監(jiān)管主管部門的規(guī)定，辦理好無人機的登記和使用手續(xù)，按照預定的航線實施航拍。航拍所獲得的未加工的圖像數(shù)據(jù)需要經(jīng)過失真校正，減少或消除由傳感器設備引起的圖像數(shù)據(jù)誤差。運用Photoshop、Matlab等專業(yè)的圖像數(shù)據(jù)處理軟件獲得數(shù)字地面環(huán)境模型、圖像拼接以及三維房屋模型。

(2)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建設

進行現(xiàn)場檢查和注冊信息查詢，將無人機獲取影像中的房屋高度、數(shù)量、占地面積等信息提取并輸入到數(shù)據(jù)庫中； 在施工圖設計階段，將勘察設計單位提供的房屋拆遷信息進行分類整理并存入數(shù)據(jù)庫。在施工中，施工單位提供現(xiàn)場拆遷信息，并進行分類整理后存入數(shù)據(jù)庫。

(3)系統(tǒng)建設的主要內(nèi)容

主要包含以下內(nèi)容：

①系統(tǒng)管理。包含對用戶登陸的權(quán)限管理； 實現(xiàn)施工單位定期填報數(shù)據(jù)的更新和維護； 記錄用戶的操作過程及報錯信息。

②三維可視化展示。對基礎設施建設拆遷范圍內(nèi)的三維房屋模型、航空影像、數(shù)字高程模型等數(shù)據(jù)的展示。

③房屋信息查詢。對集體、個人、企事業(yè)單位等多權(quán)屬房屋信息屬性查詢。

④拆遷狀態(tài)展示。對房屋拆遷的狀態(tài)進行展示和及時更新，并支持對房屋拆遷狀態(tài)的回溯。

⑤房屋信息統(tǒng)計。對多源房屋信息統(tǒng)計，并能根據(jù)拆遷費用計算標準進行房屋拆遷費用統(tǒng)計。

⑥系統(tǒng)基本工具。包括在三維場景中常用的量測、分析工具。

3.3 系統(tǒng)架構(gòu)

基于BIM的拆遷管理信息系統(tǒng)架構(gòu)設計分為前端應用層、核心業(yè)務層和數(shù)據(jù)層(如圖2所示)。其中前端應用層面向用戶，核心業(yè)務層包含了主要的信息管理模塊，數(shù)據(jù)層是信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲方式和內(nèi)容。

圖2 拆遷管理信息系統(tǒng)架構(gòu)設計

4 楊泗港長江大橋拆遷管理信息系統(tǒng)

4.1 工程概況

武漢楊泗港長江大橋工程，是國內(nèi)最大、世界第二大跨度的雙層懸索橋，是長江上首座雙層公路大橋。位置距下游鸚鵡洲大橋約3.2km，距上游白沙洲大橋約3.0km，總長度4 134m。線路走向從漢陽國博立交，沿漢新大道跨鸚鵡大道、濱江大道過江，武昌岸跨過八鋪街、武金堤至八坦立交。工程總投資約80.34億元，工期約54個月。

為了按計劃實現(xiàn)工程建設管理目標，業(yè)主方與華中科技大學工程管理研究所合作，采用項目總控模式，開發(fā)了楊泗港長江大橋數(shù)字化管理系統(tǒng)，其中包括基于BIM的拆遷管理信息系統(tǒng)，很好地應用信息化工具解決大型基礎設施建設中復雜區(qū)域拆遷管理的問題。

圖3 拆遷管理信息系統(tǒng)主界面

圖4 拆遷BIM模型

4.2 系統(tǒng)簡介

楊泗港長江大橋拆遷管理信息系統(tǒng)主界面如圖3所示。本系統(tǒng)的主要功能是在普通管理系統(tǒng)的基礎上增加了BIM模型，用戶可查看楊泗港大橋整體項目的BIM模型，通過BIM模型中不同顏色的標識，了解整體項目的拆遷、進度信息，展示方式明顯優(yōu)于文字信息?；谠朴嬎慵夹g(shù)，對構(gòu)建的數(shù)字化管理平臺進行數(shù)據(jù)挖掘，分析用戶的行為，以提供一個智能化的橋梁建設區(qū)域拆遷管理平臺。

通過拆遷總覽，可以查看地塊拆遷情況的BIM模型，如圖4所示。

當用戶查看BIM模型中的某一個地塊，該地塊顯示相應的顏色表明目前處于哪一種拆遷狀況，綠色表示已拆遷，紅色表示正拆遷，同時會自動顯示該地塊的信息框，內(nèi)容包括地塊區(qū)域、負責人、完成情況、房屋數(shù)量、已拆遷房屋數(shù)量、未拆遷房屋數(shù)量等，如圖5所示。

圖5 拆遷信息概覽

4.3 拆遷管理

(1)地塊庫管理

地塊庫管理是在拆遷管理模塊中，用戶用以查詢、新增、編輯、刪改和查看拆遷地塊的詳細信息的功能選項。其包含的主要內(nèi)容有：地塊名稱、地塊編號、地塊面積、土地性質(zhì)、施工標段、負責人等，如圖6所示。

在“詳細”中可以查看地塊的更多信息，如拆遷開始和完成日期，具體位置，關(guān)聯(lián)權(quán)屬單位，權(quán)屬面積等等，如圖7所示。

圖6 地塊庫管理

圖7 地塊庫—詳細信息

(2)權(quán)屬單位庫管理

權(quán)屬單位庫管理是在拆遷管理系統(tǒng)中，用戶用以查詢、新增、編輯、刪改和查看拆遷地塊的權(quán)屬單位的功能選項。其包含的主要內(nèi)容有：權(quán)屬單位名稱、權(quán)屬面積、土地性質(zhì)、施工標段、項目負責人等。如圖8所示。

圖8 權(quán)屬單位庫管理

(3)房屋基本信息

房屋基本信息是在拆遷管理系統(tǒng)中，用戶用來查詢、新增、編輯、刪改和查看拆遷房屋的基本信息的功能選項。其包含的主要內(nèi)容有：地塊名稱、權(quán)屬單位名稱、房屋類型、建筑面積、是否拆遷等。如圖9所示。

圖9 房屋基本信息

(4)地塊拆遷情況

地塊拆遷情況是在拆遷管理中，用戶用來查詢、新增、編輯、刪改和查看指定的拆遷地塊的進度信息的功能選項。其包含的主要內(nèi)容有：拆遷進展情況、實際拆遷開始日期、實際拆遷結(jié)束日期、移交日期、跟蹤日期等。如圖10所示。

圖10 地塊拆遷情況

在“詳細中”可以查看更詳細的拆遷進展情況，施工情況和解決辦法等。如圖11所示。

圖13 拆遷工作進展分析

圖11 地塊拆遷情況—詳細

(5)地塊拆遷統(tǒng)計

地塊拆遷統(tǒng)計是在拆遷管理模塊中，用戶用來查詢指定的拆遷地塊的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的功能選項。其包含的主要內(nèi)容有：拆遷完成百分比、房屋數(shù)量、已拆遷房屋數(shù)量、未拆遷房屋數(shù)量、權(quán)屬單位等。如圖12所示。

圖12 地塊拆遷統(tǒng)計

詳細進展分析展示了不同產(chǎn)權(quán)、釘子戶等各類情況的拆遷完成程度的分析，如圖13所示。

5 結(jié)語

楊泗港大橋拆遷管理信息系統(tǒng)在BIM模型的基礎上，主要包括可視化拆遷展示及拆遷數(shù)據(jù)分析兩部分。目前能夠?qū)崿F(xiàn)以下幾方面的應用：

(1)能夠在BIM模型上直觀、形象地展示出項目地塊未拆、已拆及釘子戶情況，通過模型可視化展示，能夠迅速的了解項目的拆遷情況；

(2)對于各地塊模型，均集成了該地塊拆遷所包含的基本信息，包括拆遷完成情況、房屋數(shù)量、釘子戶數(shù)量占比、施工情況、解決辦法等，有利于項目管理人員迅速了解各拆遷區(qū)域的工作詳細進展情況；

(3)能夠?qū)椖空w拆遷情況進行全面、系統(tǒng)的分析，便于項目管理類人員了解拆遷工作的整體進展情況，如釘子戶拆遷進展圖、拆遷面積情況等。

本文通過對基于BIM的房屋拆遷管理分析，結(jié)合楊泗港長江大橋拆遷管理信息系統(tǒng)的應用，研究了拆遷管理信息化的主要內(nèi)容和手段，解決了拆遷管理過程中信息冗雜、易缺易漏、展示形式單一的問題，對BIM技術(shù)應用于大型基礎設施建設中，涉及復雜區(qū)域的拆遷管理工作具有參考價值。

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