楊 磊

（廣東民航機(jī)場(chǎng)建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510470）

0 引 言

近年來，BIM技術(shù)在建筑行業(yè)得到了廣泛的關(guān)注與應(yīng)用，其在工程建設(shè)管理中的作用逐步體現(xiàn)，特別是在一些大型工程項(xiàng)目的建設(shè)管理中發(fā)揮了重要作用。大型機(jī)場(chǎng)作為一種特殊的大型工程項(xiàng)目，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展及國(guó)防安全中占據(jù)著重要的地位。其項(xiàng)目建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及金融、建筑、貿(mào)易、國(guó)防、交通等多個(gè)方面。與其它基礎(chǔ)工程項(xiàng)目相比，大型機(jī)場(chǎng)工程項(xiàng)目的建設(shè)管理具有施工規(guī)模大、施工工期長(zhǎng)、建設(shè)與管理技術(shù)含量高、涉及人員專業(yè)多、建設(shè)施工質(zhì)量要求高等特點(diǎn)［1］。因此，高效的協(xié)同管理就成為大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目能否順利進(jìn)行的一項(xiàng)重要影響因素。

早期機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)管理的方式主要依靠紙質(zhì)表單進(jìn)行信息的傳遞與存檔，實(shí)際中還存在著口頭傳遞信息的原始方式。這種方式容易造成建設(shè)項(xiàng)目中信息的丟失、遺漏、混亂，給大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目的建設(shè)管理帶來極大的障礙。這種方式的直接后果就是管理粗放、效率低下、質(zhì)量無法保證。隨著信息技術(shù)的普及，信息化管理平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生，在一定程度上解決了上述問題。國(guó)內(nèi)已有較多的信息化工程管理平臺(tái)，且在多個(gè)工程項(xiàng)目上已有廣泛應(yīng)用［2］，并有研究將 BIM與傳統(tǒng)的工程項(xiàng)目管理平臺(tái)相結(jié)合，基于BIM技術(shù)開展工程項(xiàng)目建設(shè)管理工作［3］。但多數(shù)信息化平臺(tái)是設(shè)計(jì)、施工、咨詢等參建單位的內(nèi)部平臺(tái)，而不是業(yè)主的項(xiàng)目管理平臺(tái)，沒有考慮業(yè)主的管理訴求，無法滿足業(yè)主對(duì)大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)管理需要［4］。

本文以廣州白云機(jī)場(chǎng) T 2 航站樓工程項(xiàng)目為研究對(duì)象，針對(duì)項(xiàng)目參建方多、管理環(huán)節(jié)多、管理業(yè)務(wù)復(fù)雜等問題，從業(yè)主管理的角度，研究基于BIM的工程項(xiàng)目多方協(xié)同管理方法，研發(fā)基于BIM的大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目協(xié)同管理平臺(tái)，闡明BIM技術(shù)在大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目多方協(xié)同管理中的價(jià)值。

1 大型機(jī)場(chǎng)工程項(xiàng)目業(yè)主BIM概述

業(yè)主BIM與設(shè)計(jì)單位、施工單位的BIM技術(shù)應(yīng)用存在本質(zhì)的區(qū)別。業(yè)主BIM的出發(fā)點(diǎn)是工程項(xiàng)目質(zhì)量、安全、進(jìn)度、投資、合同等管理需要，而不是設(shè)計(jì)、施工過程中的具體BIM技術(shù)應(yīng)用。對(duì)業(yè)主而言，大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)管理的重難點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

1）規(guī)模大。大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目包含飛行器停靠場(chǎng)地、維修場(chǎng)地、航站樓、地面交通運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)專項(xiàng)，占地面積大，需要高效的協(xié)同管理工具系統(tǒng)管理各專項(xiàng)建設(shè)。

2）周期長(zhǎng)。一般情況下，一個(gè)大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目從場(chǎng)地施工到竣工交付需要 3～5年時(shí)間，需要建立一套高效的管理方法，保證數(shù)據(jù)、資料、信息等在全過程的有效傳遞。

3）專業(yè)多。大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)涉及到建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、咨詢單位等多個(gè)單位，以及土建、機(jī)電、地質(zhì)、氣象、環(huán)保、交通等不同的專業(yè)，涉及的人員更是數(shù)不勝數(shù)，需要建立一種高效的協(xié)同管理辦法，統(tǒng)籌各參建單位、各專業(yè)、所有人員的相關(guān)工作。

4）質(zhì)量高。大型機(jī)場(chǎng)是高密度的人口聚集區(qū)，質(zhì)量安全是工程建設(shè)的重中之重，建立一套高效的質(zhì)量安全協(xié)同管理辦法，為施工、監(jiān)理、質(zhì)檢、業(yè)主等單位提供高效的協(xié)同工作環(huán)境，是解決這一問題的有效手段。

上述特點(diǎn)決定需要一套高效、科學(xué)、協(xié)同的管理方法，滿足大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目高質(zhì)量的建設(shè)管理需要。本文利用BIM技術(shù)的可視化、參數(shù)化、模擬化價(jià)值，針對(duì)上述重難點(diǎn)開展大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目的高效協(xié)同管理方法研究。

2 多方協(xié)同方法研究及平臺(tái)開發(fā)

實(shí)現(xiàn)大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目高質(zhì)量建設(shè)管理的核心在于協(xié)同，各單位之間數(shù)據(jù)的協(xié)同、信息的協(xié)同、業(yè)務(wù)的協(xié)同。BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于項(xiàng)目建設(shè)的全過程信息都可以依附于 BIM模型進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，為大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目的協(xié)同管理提供技術(shù)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)［5］。BIM技術(shù)在大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)管理中的主要協(xié)同價(jià)值如下所述。

1）BIM三維可視化實(shí)現(xiàn)各參建單位的高效協(xié)同溝通。傳統(tǒng)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工建設(shè)主要以二維 CAD 圖紙為主進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，二維表達(dá)不直觀，給項(xiàng)目各參建單位的溝通協(xié)調(diào)帶來較大困難。BIM技術(shù)通過三維模型極大降低了溝通成本，提高了業(yè)主與各參建方之間，以及各參建方之間的協(xié)同工作效率［6］。在此過程中，對(duì)BIM模型的輕量化技術(shù)進(jìn)行研究，為各參建單位基于 BIM模型的協(xié)同工作提供基礎(chǔ)支持。

2）BIM參數(shù)化實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)與整合。BIM模型的價(jià)值在于依附于構(gòu)件存在的非幾何信息，包含面積、尺寸、質(zhì)量、施工、進(jìn)度、性能等多種工程建設(shè)的專項(xiàng)信息，并且實(shí)現(xiàn)多階段、多專業(yè)、多參建方、多環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和共享［7］。各參建單位實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效協(xié)同和共享，業(yè)主利用信息集成和分析結(jié)果進(jìn)行科學(xué)決策，極大提高項(xiàng)目管理效率。

3）BIM+信息化管理平臺(tái)創(chuàng)建協(xié)同管理環(huán)境。傳統(tǒng)的信息化平臺(tái)在一定程度上實(shí)現(xiàn)了協(xié)同管理，建立了信息流、業(yè)務(wù)流，但其管理仍然以傳統(tǒng)的表單和業(yè)務(wù)流為主。基于 BIM的協(xié)同管理平臺(tái)，建立了一種新的數(shù)據(jù)組織方式，優(yōu)化出新的業(yè)務(wù)管理流程［8］。BIM協(xié)同管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全過程資料歸檔，并基于BIM模型建立數(shù)據(jù)集，基于BIM模型建立工程項(xiàng)目質(zhì)量、安全、進(jìn)度等管理體系，為大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目各參建單位創(chuàng)建協(xié)同工作環(huán)境，為業(yè)主提供協(xié)同管理工具。

圖1 基于BIM的大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目多方協(xié)同管理平臺(tái)

基于上述理論研究和全生命周期的管理理念，采用B/S架構(gòu)形式研發(fā)基于BIM的大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目多方協(xié)同管理平臺(tái)，平臺(tái)的主要功能體系如圖1所示。

BIM協(xié)同管理平臺(tái)包含項(xiàng)目信息、項(xiàng)目前期、項(xiàng)目勘測(cè)與設(shè)計(jì)、項(xiàng)目招投標(biāo)與合同、項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)管理、項(xiàng)目驗(yàn)收與移交管理、項(xiàng)目管理工具等主要功能。本平臺(tái)的研發(fā)充分利用了BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，充分考慮 BIM技術(shù)的協(xié)同管理價(jià)值，系統(tǒng)功能基本覆蓋了大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)的主要管理業(yè)務(wù)，并與BIM模型進(jìn)行有效整合，為各參建單位創(chuàng)建了信息化的協(xié)同工作環(huán)境，有效滿足了業(yè)主對(duì)大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目的協(xié)同管理需求。

3 基于BIM的多方協(xié)同管理實(shí)踐

本文以廣州白云機(jī)場(chǎng) T2 航站樓項(xiàng)目為實(shí)踐對(duì)象，研究BIM技術(shù)和BIM協(xié)同平臺(tái)在項(xiàng)目建設(shè)管理中的價(jià)值。白云機(jī)場(chǎng) T2 航站樓項(xiàng)目位于白云區(qū)人和鎮(zhèn)白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)航管樓北側(cè)，建設(shè)內(nèi)容包括主樓、東五指廊、東六指廊、西五指廊、北指廊及相關(guān)配套設(shè)施等，總建筑面積近 66 萬(wàn) m2，建筑高度約 45 m，建筑層數(shù)為地上 4 層，另外配套建設(shè) 22 萬(wàn) m2的交通中心及停車樓，實(shí)現(xiàn)民航、城軌、地鐵、高速路等多種交通工具的無縫對(duì)接。本項(xiàng)目體量大、建設(shè)專項(xiàng)多、協(xié)同環(huán)節(jié)多，BIM技術(shù)和協(xié)同管理平臺(tái)在本項(xiàng)目中給業(yè)主管理帶來的價(jià)值主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。

3.1 設(shè)計(jì)階段的BIM協(xié)同管理

項(xiàng)目設(shè)計(jì)是項(xiàng)目建設(shè)的源頭，設(shè)計(jì)階段的高質(zhì)量管理可以有效保證施工階段的工程質(zhì)量。BIM協(xié)同管理平臺(tái)采用最新輕量化渲染技術(shù)，在平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)BIM模型的輕量化，方便各參建單位快速瀏覽、高效溝通，如圖2所示。各參建單位可在輕量化的BIM模型中快捷查詢模型場(chǎng)景樹、快速定位構(gòu)件查看構(gòu)件屬性，支持快速添加批注/討論，附件文檔等相關(guān)信息，并支持視圖存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)各參建單位基于同一視圖的協(xié)同工作。

圖2 設(shè)計(jì)階段的BIM協(xié)同管理

在大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)中，整體模型由若干個(gè)BIM分區(qū)模型組成，分區(qū)模型又由相應(yīng)的土建、機(jī)電、鋼筋等專項(xiàng)模型組成。根據(jù)白云機(jī)場(chǎng) T2 航站樓項(xiàng)目的特點(diǎn)，創(chuàng)建相應(yīng)的 BIM模型樹，將所有模型以樹的形式進(jìn)行管理，各參建單位通過選擇相關(guān)模型做到快速定位操作，提高了協(xié)同效率。業(yè)主和各參建方基于BIM協(xié)同管理平臺(tái)的輕量化模型進(jìn)行設(shè)計(jì)方案管理，在輕量化模型上進(jìn)行問題標(biāo)注、問題共享，相關(guān)的設(shè)計(jì)問題推送給相應(yīng)的責(zé)任單位和責(zé)任人。充分考慮機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目的復(fù)雜性，研究提供6種視圖（前視圖、后視圖、左視圖、右視圖、上視圖、下視圖）的模型瀏覽查看方法，滿足各參建方對(duì)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)BIM模型的全面協(xié)同管理需要。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的多單位人員協(xié)同管理

項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)管理是項(xiàng)目全生命周期中最為復(fù)雜的階段，其中尤以人員的管理最為重要。研究基于 BIM的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施人員管理方法，并基于BIM協(xié)同管理平臺(tái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在項(xiàng)目出入口安裝人臉識(shí)別考勤系統(tǒng)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)與BIM協(xié)同管理平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接。通過在現(xiàn)場(chǎng)和穿戴設(shè)備中安裝傳感裝置，實(shí)現(xiàn)各現(xiàn)場(chǎng)施工人員的現(xiàn)場(chǎng)軌跡跟蹤，并在BIM模型上進(jìn)行展示，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的精確管理。在此基礎(chǔ)上與各單位工作人員的任務(wù)交叉、工作面銜接結(jié)合，實(shí)現(xiàn)各單位現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施人員的協(xié)同管理。

為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)人員的精細(xì)化管理，研究現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施人員的統(tǒng)計(jì)分析方法。BIM協(xié)同管理平臺(tái)支持按工種、按單位、按時(shí)段、按姓名等多種形式的統(tǒng)計(jì)分析，通過深入的統(tǒng)計(jì)、分析、匯總等工作為業(yè)主的管理提供數(shù)據(jù)支持，如圖3所示。通過人臉識(shí)別考勤和現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)軌跡跟蹤，BIM協(xié)同平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施人員的實(shí)時(shí)、精細(xì)化管理，為業(yè)主對(duì)各單位的人員管理和各單位之間的人員協(xié)同提供了新的手段和方法。

3.3 可視化的多方進(jìn)度協(xié)同管控

基于傳統(tǒng)的工程進(jìn)度管理方法，研究基于BIM的可視化多方進(jìn)度協(xié)同管理方法。將傳統(tǒng)的項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度與BIM模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，結(jié)合BIM的三維可視和模擬功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)度的可視化管理。在此基礎(chǔ)上，研究基于BIM的實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度的對(duì)比分析方法，以及自動(dòng)化進(jìn)度預(yù)警算法，在實(shí)際項(xiàng)目實(shí)施過程中根據(jù)不同的進(jìn)度管控力度，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度的可視化管控和自動(dòng)化預(yù)警。在涉及到多方進(jìn)度綜合管理時(shí)，能夠滿足多方進(jìn)度的可視協(xié)同管理需要。

在項(xiàng)目實(shí)際建造過程中，利用計(jì)劃進(jìn)度BIM模型和實(shí)際進(jìn)度BIM模型進(jìn)行比對(duì)，支持區(qū)域過濾、時(shí)間過濾，利用不同的顏色區(qū)分正常、超前、計(jì)劃、滯后等進(jìn)度信息（見圖4）。根據(jù)不同的顏色生成預(yù)警信息，并將預(yù)警信息推送給相關(guān)責(zé)任人，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度的自動(dòng)化預(yù)警管理。BIM協(xié)同管理平臺(tái)以簡(jiǎn)單易懂的形式和精確的算法，實(shí)現(xiàn)業(yè)主對(duì)工程項(xiàng)目施工進(jìn)度的全面掌控和精細(xì)化管理。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)安全的多方協(xié)同管理

大型機(jī)場(chǎng)作為重要的城市公共基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)項(xiàng)目的質(zhì)量、安全有較高要求，在項(xiàng)目施工過程中，項(xiàng)目的安全文明施工管理同樣是重中之重。研究基于BIM的安全問題協(xié)同管理辦法，支持現(xiàn)場(chǎng)安全問題的 24 小時(shí)全天管理，現(xiàn)場(chǎng)安全問題通過 BIM管理平臺(tái)的移動(dòng)端上傳，并在平臺(tái)中形成督辦，最終形成現(xiàn)場(chǎng)安全問題的閉環(huán)管理（見圖5）。平臺(tái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)安全問題與BIM模型的關(guān)聯(lián)，借助 BIM模型的可視化、參數(shù)化和模擬化價(jià)值，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全問題的整體提供幫助。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)人員的多方協(xié)同管理

圖4 可視化的多方進(jìn)度協(xié)同管理

圖5 現(xiàn)場(chǎng)安全的多方協(xié)同管理

圖6 可視化的多方協(xié)同在線變更管理

BIM協(xié)同管理平臺(tái)支持現(xiàn)場(chǎng)安全問題的統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)按單位、按施工階段、按時(shí)間段、按問題類型等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、匯總、分析，分析結(jié)果為業(yè)主和各參建單位的建設(shè)管理提供數(shù)據(jù)支持。BIM協(xié)同管理平臺(tái)為各參建單位提供協(xié)同工作環(huán)境，各參建單位基于 BIM協(xié)同管理平臺(tái)對(duì)安全問題進(jìn)行整改督辦，并在平臺(tái)上進(jìn)行留痕，為業(yè)主對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全問題的高效管理提供了新手段。

3.5 可視化的多方協(xié)同在線變更管理

工程變更是工程項(xiàng)目業(yè)主單位關(guān)注的重點(diǎn)，變更一方面會(huì)帶來工期延誤，另一方面增加項(xiàng)目成本。BIM管理平臺(tái)針對(duì)白云機(jī)場(chǎng) T2 航站樓項(xiàng)目的變更業(yè)務(wù)管理需要研發(fā)了變更管理模塊。首先提供基于BIM模型的可視化多方協(xié)同洽商環(huán)境；其次支持在線審批，提高變更業(yè)務(wù)效率；最后，平臺(tái)實(shí)現(xiàn)每條變更業(yè)務(wù)的全過程記錄，如圖6所示。徹底改變了變更無法跟蹤、變更事項(xiàng)不直觀、變更審批時(shí)間周期長(zhǎng)、變更統(tǒng)計(jì)靠人工錄入、事后的變更資料零散存儲(chǔ)等問題，極大提高了工程項(xiàng)目變更業(yè)務(wù)的管理效率。

BIM協(xié)同管理平臺(tái)支持按單位、按時(shí)間段、按工程階段等多種形式的變更業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果為業(yè)主和各參建單位提供決策支持?；贐IM的變更管理方式，改變了傳統(tǒng)的工程變更形式和管理方式，為后期的工程項(xiàng)目竣工、工程款結(jié)算、項(xiàng)目成本管理帶來極大的便利。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文從業(yè)主管理的角度，探討B(tài)IM技術(shù)在大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目建設(shè)管理中的價(jià)值。經(jīng)過多年的實(shí)施與探索，BIM技術(shù)的專業(yè)化分工逐漸顯現(xiàn)，其在管理中的價(jià)值不斷得到關(guān)注。在本項(xiàng)目中，業(yè)主管理 BIM有明確的管理訴求，包括項(xiàng)目的質(zhì)量、安全、進(jìn)度、投資等維度，與設(shè)計(jì)單位、施工單位的技術(shù)BIM應(yīng)用存在本質(zhì)的區(qū)別。BIM技術(shù)對(duì)業(yè)主管控的最大價(jià)值在于協(xié)同，傳統(tǒng)的、孤立的、單向的管理方式得到優(yōu)化，基于 BIM的高效、協(xié)同、互聯(lián)的大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目管理新模式逐漸形成。

在基于BIM的多方協(xié)同管理方法研究基礎(chǔ)上，研發(fā)BIM協(xié)同管理平臺(tái)，為大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目的各參建單位提供協(xié)同工作環(huán)境。在白云機(jī)場(chǎng) T2 航站樓項(xiàng)目建設(shè)過程中，BIM協(xié)同管理平臺(tái)在設(shè)計(jì)BIM協(xié)同、現(xiàn)場(chǎng)人員管理、進(jìn)度管理、安全質(zhì)量管理以及變更管理等方面發(fā)揮了重要的作用，有效提升了項(xiàng)目管理的效率以及各參建單位之間的協(xié)同。相對(duì)于傳統(tǒng)的工程管理平臺(tái)，基于BIM的協(xié)同管理平臺(tái)在管理業(yè)務(wù)的可視化、管理業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)流、各參建單位間的協(xié)同效率等方面有了極大的提升。BIM協(xié)同管理平臺(tái)的研發(fā)致力于大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目的全生命周期管理，在后續(xù)其他工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，將繼續(xù)對(duì)BIM的業(yè)主管理價(jià)值進(jìn)行挖掘，將BIM技術(shù)和BIM協(xié)同管理平臺(tái)在大型機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目業(yè)主管理方面的價(jià)值最大化。