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1 引言

BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)建造管理的數(shù)據(jù)化工具，通過(guò)參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過(guò)程中進(jìn)行共享和傳遞，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及包括建筑運(yùn)營(yíng)單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)[1]，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用，是世界建筑行業(yè)發(fā)展革命性及主趨勢(shì)，是推動(dòng)信息化時(shí)代城市精細(xì)化管理的重要手段。

近些年，建筑行業(yè)信息化發(fā)展突飛猛進(jìn)，BIM技術(shù)得到了政府和業(yè)界的高度重視。在政策的引導(dǎo)和行業(yè)的支持下，促進(jìn)了基于BIM技術(shù)的施工管理平臺(tái)的快速發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)BIM行業(yè)的產(chǎn)業(yè)平臺(tái)主要聚焦于單個(gè)項(xiàng)目的施工階段管理工作。通過(guò)施工管理平臺(tái)并結(jié)合項(xiàng)目BIM工作，數(shù)字化、信息化管理建設(shè)項(xiàng)目[2-3]。使項(xiàng)目的過(guò)程、材料、資金、工期等清晰透明，提升項(xiàng)目的管理質(zhì)量和施工質(zhì)量[4]，但是針對(duì)整體區(qū)域性項(xiàng)目群管理的建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用管理平臺(tái)還是空白。

政府級(jí)BIM技術(shù)應(yīng)用公共服務(wù)平臺(tái)以BIM為信息載體，結(jié)合GIS技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等研發(fā)建設(shè)信息管理平臺(tái)，集成建設(shè)項(xiàng)目信息數(shù)據(jù)庫(kù)、項(xiàng)目公共服務(wù)平臺(tái)和項(xiàng)目監(jiān)督服務(wù)平臺(tái)，對(duì)區(qū)域建設(shè)工程進(jìn)行信息化、三維可視化和智慧化管理，為城市應(yīng)用管理智慧化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 平臺(tái)總體框架

BIM技術(shù)應(yīng)用公共服務(wù)平臺(tái)利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，建設(shè)一個(gè)綜合性的BIM應(yīng)用管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)GIS與BIM結(jié)合的項(xiàng)目群管理、實(shí)現(xiàn)基于建筑信息模型的重大風(fēng)險(xiǎn)源監(jiān)控、自動(dòng)預(yù)警、監(jiān)測(cè)分析等功能、運(yùn)用BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)造價(jià)管理、對(duì)項(xiàng)目應(yīng)用建筑信息模型技術(shù)后產(chǎn)生的效益(包括設(shè)計(jì)協(xié)同、進(jìn)度控制和造價(jià)管理產(chǎn)生的效益)進(jìn)行分析。

平臺(tái)采用B/S架構(gòu)，無(wú)需安裝任何軟件，通過(guò)瀏覽器即可訪問(wèn)。平臺(tái)分為前端和后臺(tái)兩部分，其中前端又分為GIS層駕駛艙(項(xiàng)目群管理)和BIM層(單項(xiàng)目管理)。平臺(tái)前端主要為用戶向展示區(qū)域內(nèi)各BIM項(xiàng)目的運(yùn)行情況。政府管理層可以查看所有的項(xiàng)目的數(shù)據(jù)，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行及時(shí)的管控。項(xiàng)目各參與方管理人員可以向?qū)＜易稍儐?wèn)題、上傳項(xiàng)目的模型和文檔，對(duì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)更新。專家可以及時(shí)解答項(xiàng)目難題。

平臺(tái)后臺(tái)主要是維護(hù)基本數(shù)據(jù)，包括用戶管理、項(xiàng)目管理、專家管理、部門管理、鏈接管理、角色(權(quán)限管理)和系統(tǒng)日志。

平臺(tái)采用五層架構(gòu)(圖1)，從下到上依次是：基礎(chǔ)環(huán)境層、數(shù)據(jù)資源層、平臺(tái)支撐層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層和用戶服務(wù)層。各層功能如下：

(1)基礎(chǔ)環(huán)境層：該層主要負(fù)責(zé)為整個(gè)平臺(tái)運(yùn)行提供最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施環(huán)境。

(2)數(shù)據(jù)資源層：該層主要為平臺(tái)提供數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)。

(3)平臺(tái)支承層：該層主要是為平臺(tái)功能邏輯的實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)功能支撐，其中，模型渲染引擎為用戶操作模型提供實(shí)時(shí)渲染支撐； 文件轉(zhuǎn)換服務(wù)為用戶提供三維模型文件轉(zhuǎn)化和數(shù)模分離服務(wù)。文件轉(zhuǎn)換完成后，模型幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分開(kāi)存儲(chǔ)。

(4)業(yè)務(wù)應(yīng)用層：該層主要為用戶提供各種功能，例如試點(diǎn)項(xiàng)目、聯(lián)席會(huì)議、專家平臺(tái)、效益分析、BIM+等等；

(5)用戶服務(wù)層：用戶通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)平臺(tái)。

圖1 平臺(tái)功能架構(gòu)

3 BIM公共服務(wù)管理平臺(tái)功能

3.1 GIS層駕駛艙(用于項(xiàng)目群的監(jiān)督和管理)

GIS層駕駛艙模塊是將區(qū)域GIS地圖與試點(diǎn)項(xiàng)目的BIM模型交互的模塊，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行三維展示實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目群的管理。

3.1.1 區(qū)域項(xiàng)目群

在GIS地圖的基礎(chǔ)上，建立BIM項(xiàng)目模型。用戶可以自行2D與3D的切換，對(duì)模型進(jìn)行放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、平移等操作，全方位展示項(xiàng)目信息，進(jìn)行線上數(shù)據(jù)管理及展示，如圖2所示。而且用戶還可以通過(guò)精確搜索或者模糊搜索對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行篩選，選擇項(xiàng)目后與模型區(qū)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)定位到模型，查看工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程的進(jìn)度以及發(fā)生的質(zhì)量、安全、文明施工等事件統(tǒng)計(jì)，并可以進(jìn)入BIM層—事件功能模塊查看詳細(xì)事件。

圖2 GIS項(xiàng)目群示意圖

3.1.2 專家平臺(tái)

建立云端專家?guī)?，展示區(qū)域內(nèi)BIM專家?guī)靸?nèi)的專家信息，并可以在平臺(tái)上與專家進(jìn)行在線答疑、交流溝通。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的積累，形成BIM知識(shí)庫(kù)，推動(dòng)區(qū)域BIM技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展。

3.1.3 效益分析

平臺(tái)采用科學(xué)合理的BIM綜合評(píng)價(jià)體系，通過(guò)節(jié)約成本、加快進(jìn)度、提高質(zhì)量、提高安全性和提高效率5大準(zhǔn)則和16個(gè)指標(biāo)體系，對(duì)BIM應(yīng)用進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。對(duì)項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)后產(chǎn)生的效益(包括設(shè)計(jì)協(xié)同、進(jìn)度控制和造價(jià)管理產(chǎn)生的效益)進(jìn)行分析，并生成相應(yīng)的對(duì)比分析圖表，可對(duì)項(xiàng)目節(jié)省的效益有直觀的感受。對(duì)項(xiàng)目群或單個(gè)項(xiàng)目使用BIM所產(chǎn)生的進(jìn)度效益進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并生成相應(yīng)圖表。如實(shí)際工期統(tǒng)計(jì)、計(jì)劃工期與實(shí)際工期的對(duì)比等，如圖3所示。對(duì)項(xiàng)目群或單項(xiàng)目使用BIM所產(chǎn)生的成本效益分析，如項(xiàng)目實(shí)際投資、合同金額與實(shí)際投資金額統(tǒng)計(jì)等，如圖4所示。

圖3 進(jìn)度效益分析

圖4 成本效益分析

3.2 BIM層(單項(xiàng)目管理)

BIM層可實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行管理，通過(guò)進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、安全管理、文明施工要點(diǎn)、遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)制、物料管理等模塊，實(shí)現(xiàn)工程信息逐步集成的過(guò)程，從決策階段、實(shí)施階段到使用階段最終形成覆蓋完整工程項(xiàng)目的信息模型，為工程參建方提供一個(gè)可以實(shí)時(shí)掌控項(xiàng)目動(dòng)態(tài)、了解項(xiàng)目進(jìn)度、查看項(xiàng)目質(zhì)量安全等問(wèn)題的平臺(tái)。

3.2.1 進(jìn)度管理

進(jìn)度管理包括進(jìn)度計(jì)劃、進(jìn)度追蹤、進(jìn)度統(tǒng)計(jì)、進(jìn)度糾偏等功能。將BIM模型中的構(gòu)件按分部分項(xiàng)工程分類，與施工進(jìn)度計(jì)劃(可從project導(dǎo)入)相關(guān)聯(lián)，對(duì)創(chuàng)建好的分部分項(xiàng)設(shè)定類型，包含里程碑、一般任務(wù)、關(guān)鍵工序和重大風(fēng)險(xiǎn)源四個(gè)類型，如圖5所示。對(duì)于關(guān)鍵工序，可以選擇預(yù)先設(shè)定好的關(guān)鍵工序的分部分項(xiàng)。這樣可以在進(jìn)度計(jì)劃做好以后，針對(duì)于關(guān)鍵工序的分部分項(xiàng)發(fā)送自動(dòng)事件進(jìn)行提醒。精確到構(gòu)件級(jí)，實(shí)現(xiàn)三維動(dòng)態(tài)施工模擬。同時(shí)，可通過(guò)平臺(tái)將每周任務(wù)發(fā)送給參建單位相關(guān)責(zé)任人，隨時(shí)隨地查看相關(guān)項(xiàng)目成員和計(jì)劃的執(zhí)行情況，施工單位人員可在平臺(tái)中對(duì)任務(wù)逐個(gè)銷項(xiàng)，監(jiān)理單位和建設(shè)方可通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行進(jìn)度追蹤和糾偏，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的每一環(huán)都可追溯的同時(shí)，有效地保證工程進(jìn)度。

圖5 進(jìn)度管理

3.2.2 質(zhì)量管理

通過(guò)搭建建設(shè)領(lǐng)域各細(xì)分行業(yè)質(zhì)量控制點(diǎn)，使其與分部分項(xiàng)工程一一對(duì)應(yīng)。隨著施工推進(jìn)，通過(guò)平臺(tái)推送質(zhì)量控制任務(wù)推送給相關(guān)責(zé)任人，實(shí)時(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。同時(shí)，可對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的質(zhì)量事件進(jìn)行記錄、上傳，并將相關(guān)問(wèn)題與BIM模型中構(gòu)件相關(guān)聯(lián)，便于及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題進(jìn)行處理和整改以及日后對(duì)問(wèn)題的追溯。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題，形成質(zhì)量通病庫(kù)，為以后的工程建設(shè)提供參考,如圖6所示。

圖6 質(zhì)量管理

3.2.3 安全管理

通過(guò)搭建建設(shè)領(lǐng)域各細(xì)分行業(yè)重大風(fēng)險(xiǎn)源數(shù)據(jù)庫(kù)要點(diǎn)，使其與分部分項(xiàng)工程一一對(duì)應(yīng)，隨施工推進(jìn)，通過(guò)平臺(tái)推送安全控制任務(wù)推送給相關(guān)責(zé)任人，實(shí)時(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。同時(shí)，可對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的安全事件進(jìn)行記錄、上傳，并將相關(guān)問(wèn)題與BIM模型中構(gòu)件相關(guān)聯(lián)，便于及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題進(jìn)行處理和整改以及日后對(duì)問(wèn)題的追溯。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題，形成安全通病庫(kù)，為以后的工程建設(shè)提供參考,如圖7所示。

圖7 安全管理

3.2.4 文明施工

通過(guò)搭建建設(shè)領(lǐng)域各細(xì)分行業(yè)文明施工措施要點(diǎn)，使其與分部分項(xiàng)工程一一對(duì)應(yīng)，隨施工推進(jìn)，通過(guò)平臺(tái)推送任務(wù)推送給相關(guān)責(zé)任人，實(shí)時(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。同時(shí)，可對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的文明施工等事件進(jìn)行記錄、上傳，并將相關(guān)問(wèn)題與BIM模型中構(gòu)件相關(guān)聯(lián)，便于及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題進(jìn)行處理和整改以及日后對(duì)問(wèn)題的追溯。進(jìn)行文明施工相關(guān)文檔的查詢及編輯。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，可以形成文明施工通病庫(kù)，為以后的工程建設(shè)提供參考,如圖8所示。

圖8 文明施工管理

3.2.5 遠(yuǎn)程監(jiān)控

在平臺(tái)中整合主體結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境、場(chǎng)地布置、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、道路管線等BIM模型，搭建監(jiān)測(cè)模型，并將監(jiān)測(cè)點(diǎn)與其所監(jiān)測(cè)的實(shí)體構(gòu)件相關(guān)聯(lián)，將監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)反映到三維場(chǎng)景，同時(shí)形成各種監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析報(bào)表，支持將報(bào)表導(dǎo)出PDF等格式，方便日后對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行查看。并且按安全隱患的級(jí)別自動(dòng)推送給相應(yīng)的管理人員,如圖9所示。

圖9 遠(yuǎn)程監(jiān)控管理

3.2.6 物料管理

該模塊主要有以下功能：

(1)物料計(jì)劃

在線項(xiàng)目的物料信息，如設(shè)備的規(guī)格型號(hào)、資產(chǎn)編碼、計(jì)劃進(jìn)場(chǎng)時(shí)間、供應(yīng)商等，并與BIM模型進(jìn)行綁定。

(2)物料溯源

通過(guò)將所消耗的物料與BIM模型的綁定，可以追溯到各物料的詳細(xì)使用情況，便于日后對(duì)物料的使用進(jìn)行溯源。

(3)物料統(tǒng)計(jì)

結(jié)合工程的進(jìn)度管理，記錄工程所消耗的人材機(jī)等信息。幫助用戶了解工程中物料的使用情況。

圖10 物料管理

4 結(jié)論

BIM技術(shù)應(yīng)用公共服務(wù)平臺(tái)前端構(gòu)架主要包括GIS層和BIM層。GIS 層駕駛艙實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目群的管理。駕駛艙內(nèi)可以查看楊浦區(qū)BIM 試點(diǎn)項(xiàng)目以及楊浦區(qū)BIM 發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展史。通過(guò)BIM層對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行精細(xì)管理，包括項(xiàng)目參與方人員、進(jìn)度、模型、質(zhì)量、安全、文明施工等。

目前楊浦BIM技術(shù)應(yīng)用公共服務(wù)平臺(tái)已經(jīng)開(kāi)發(fā)完成，處于試運(yùn)行狀態(tài)。試運(yùn)行期間已有6個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目的BIM數(shù)據(jù)與平臺(tái)成功對(duì)接，供平臺(tái)試運(yùn)行使用。平臺(tái)正式運(yùn)行之后，剩余20個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目將依次與楊浦BIM技術(shù)應(yīng)用公共服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接。

政府BIM技術(shù)應(yīng)用公共服務(wù)平臺(tái)的建立，讓政府建設(shè)建管主管部門及時(shí)掌握轄區(qū)內(nèi)全局建設(shè)項(xiàng)目里程碑信息和建設(shè)情況，有效管理施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量、安全、文明等問(wèn)題； 同時(shí)能通過(guò)進(jìn)度對(duì)比分析提供施工進(jìn)度及優(yōu)化指導(dǎo)。同時(shí)，項(xiàng)目產(chǎn)品不受地域、平臺(tái)、終端及瀏覽器的限制，可以讓用戶隨時(shí)使用； 不需要安裝對(duì)應(yīng)軟件，支持40多種文件格式，可以讓用戶快速打開(kāi)各種來(lái)源的模型； 并且具有可靠的可視化解決方案，讓傳遞、分享、協(xié)同和溝通更加便利和高效。