李粒萍　馬嘯雨　范坤坤　金楊碩

摘要：本文依據(jù)于實(shí)際項(xiàng)目特點(diǎn)，以信息化手段為支撐，整合BIM智慧平臺，圍繞大型基建項(xiàng)目全生命周期構(gòu)建項(xiàng)目級智慧管理平臺，對BIM應(yīng)用新型項(xiàng)目管理模式進(jìn)行更新、改造和升級，以期形成大型基建項(xiàng)目BIM應(yīng)用實(shí)施的核心引擎—數(shù)字化價(jià)值鏈條，以進(jìn)行仿真優(yōu)化和決策分析，全面滲透和融合項(xiàng)目管理價(jià)值，實(shí)現(xiàn)BIM驅(qū)動(dòng)智慧建造。

Abstract： This article is based on the characteristics of actual projects， supported by information technology， integrating BIM smart platform， building a project-level smart management platform around the full life cycle of large-scale infrastructure projects， and updating， transforming and upgrading BIM application of new project management models with a view of forming the core engine of large-scale infrastructure project BIM application implementation： digital value chain， for simulation optimization and decision analysis， comprehensive penetration and integration of project management value， to achieve BIM-driven smart construction.

關(guān)鍵詞：Bentley軟件;智慧管理平臺;BIM;大型基建項(xiàng)目;數(shù)字化價(jià)值鏈條

Key words： Bentley software;intelligent management platform;BIM;large-scale infrastructure projects;digital value chain

中圖分類號：TU17? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）14-0118-03

0? 引言

我國現(xiàn)階段倡導(dǎo)的“一帶一路”戰(zhàn)略總綱領(lǐng)，在加強(qiáng)我國與亞歐非及世界各國互利合作的同時(shí)，擴(kuò)大了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目市場?！耙粠б宦贰苯?jīng)濟(jì)區(qū)開放后，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目已突破3000個(gè)[1]。面對飛速增長的市場需求，大型基建項(xiàng)目的發(fā)展呈現(xiàn)出建設(shè)規(guī)模大、建造技術(shù)復(fù)雜、新材料應(yīng)用頻繁等特點(diǎn)，對規(guī)劃設(shè)計(jì)、決策支持、施工建造、運(yùn)行維護(hù)等階段的人員、設(shè)備、物料、環(huán)境等管理工作提出了新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)項(xiàng)目管理模式信息集成程度較低，信息共享程度難以滿足對大型基建項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)監(jiān)管的現(xiàn)實(shí)需求。

建筑信息模型（Building? Information? Modeling，以下簡稱BIM）作為一種新興的信息化協(xié)同技術(shù)，具有可視化、模塊化、協(xié)同化、一體化等特點(diǎn)，可以較為全面的解決在大型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)過程中出現(xiàn)的項(xiàng)目管理問題[2]。隨著BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用，在工程項(xiàng)目實(shí)施過程中的應(yīng)用也從較為單一的應(yīng)用逐漸向全生命周期應(yīng)用覆蓋。全生命周期的BIM技術(shù)應(yīng)用使得項(xiàng)目參與方在同一平臺可以實(shí)現(xiàn)從勘察階段到運(yùn)營階段的集成化管理，滿足工程項(xiàng)目各方高效的信息傳遞與數(shù)據(jù)交互的需求[3]。在目前BIM技術(shù)應(yīng)用于大型基建項(xiàng)目仍處于單個(gè)應(yīng)用，未具有成熟的全過程BIM應(yīng)用解決方案，數(shù)字化價(jià)值鏈條還未形成。

Bentley公司一直致力于提升設(shè)計(jì)、施工與設(shè)施營運(yùn)效率，其BIM核心業(yè)務(wù)是滿足負(fù)責(zé)建造和管理全球基礎(chǔ)設(shè)施，包括公路、橋梁、機(jī)場、摩天大樓、工業(yè)廠房和電廠以及公用事業(yè)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的信息化建造需求。Bentley平臺基于工程項(xiàng)目信息管理及協(xié)同工作平臺進(jìn)行構(gòu)架，可進(jìn)行測繪資料采集及處理、地質(zhì)專業(yè)、道路橋隧專業(yè)、城建專業(yè)/其他專業(yè)建模、碰撞檢查及校審、資產(chǎn)運(yùn)維，覆蓋大型基建項(xiàng)目全過程BIM應(yīng)用實(shí)施需求。本文基于實(shí)際項(xiàng)目，以信息化手段為支撐，整合Bentley平臺，圍繞大型基建項(xiàng)目全生命周期構(gòu)建項(xiàng)目級智慧管理平臺，對BIM應(yīng)用新型項(xiàng)目管理模式進(jìn)行更新、改造和升級，以期形成大型基建項(xiàng)目BIM應(yīng)用實(shí)施的核心引擎——數(shù)字化價(jià)值鏈條，以進(jìn)行仿真優(yōu)化和決策分析，全面滲透和融合項(xiàng)目管理價(jià)值，實(shí)現(xiàn)BIM驅(qū)動(dòng)智慧建造。

1? Bentley智慧管理平臺

項(xiàng)目全過程BIM應(yīng)用和實(shí)施側(cè)重于選用Bentley軟件平臺搭建工程項(xiàng)目智慧管理平臺，實(shí)現(xiàn)圖形平臺、數(shù)據(jù)格式、軟件架構(gòu)的統(tǒng)一，如圖1所示。其中MicroStation、Open Bridge Modeler、Geo Pak、Power Civil、Context Capture、Pro structures作為整個(gè)項(xiàng)目三維模型搭建的基礎(chǔ)平臺，包括鋼管樁、棧橋、主體及附屬構(gòu)件，承載項(xiàng)目數(shù)據(jù)信息;SACS、Moses對項(xiàng)目承重構(gòu)件進(jìn)行內(nèi)部和外部受力的分析;Lumen RT、Navigator整合項(xiàng)目模型，進(jìn)行沖突檢測、施工進(jìn)度模擬、動(dòng)畫制作以及移動(dòng)端查閱項(xiàng)目模型;ProjectWise作為協(xié)同管理平臺，對接模型和進(jìn)行項(xiàng)目管理工作。

除此之外，項(xiàng)目還為實(shí)現(xiàn)智慧施工結(jié)合動(dòng)感監(jiān)測、GPS定位、GIS系統(tǒng)等一類互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及協(xié)同工作平臺，形成海上項(xiàng)目大場景智慧化施工監(jiān)測及管理體系，實(shí)現(xiàn)施工數(shù)字化、信息化、一體化的智慧管理，以規(guī)避海上作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，輔助施工方精準(zhǔn)施工，確保工程安全質(zhì)量。

2? BIM應(yīng)用實(shí)施

BIM應(yīng)用實(shí)施包含項(xiàng)目建設(shè)全過程，本文列舉幾項(xiàng)具有鮮明特色應(yīng)用作為實(shí)例驗(yàn)證，包括以三維模型的建立，鋼管樁精準(zhǔn)施工，鋼筋沖突檢查與優(yōu)化等結(jié)合Bentley技術(shù)進(jìn)行的從設(shè)計(jì)到施工階段的模型深化、準(zhǔn)確表達(dá)施工信息，使得項(xiàng)目構(gòu)件粒度達(dá)施工級別，并通過模型反映施工方案，深度探索各階段建筑信息化的關(guān)鍵價(jià)值。與此同時(shí)，基于項(xiàng)目特殊實(shí)施要求，將BIM技術(shù)與新興信息技術(shù)進(jìn)行整合，開拓BIM應(yīng)用新價(jià)值，完善現(xiàn)有數(shù)字化建筑價(jià)值鏈條，包括海上船舶人員定位和施工全線視頻監(jiān)控。

2.1 三維信息模型

三維信息模型的建立是BIM應(yīng)用開展前期階段的主要內(nèi)容之一，本項(xiàng)目三維信息模型建立工作內(nèi)容主要包括項(xiàng)目線路總體設(shè)計(jì)、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、橋面系、綠化景觀、機(jī)電系統(tǒng)的BIM模型，并最終建立項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)Cell庫，三維信息模型的正確建立是施工過程中BIM應(yīng)用順利實(shí)施的先決條件以及重要保障。通過Bentley MicroStation、Open Bridge Modeler、Geo Pak、Power Civil、Context Capture、Pro structures建立項(xiàng)目基礎(chǔ)模型、參數(shù)模型、分析模型、實(shí)景模型，形成項(xiàng)目虛實(shí)結(jié)合模型數(shù)據(jù)集合，并集成于智慧管理平臺中，以進(jìn)行后期建設(shè)項(xiàng)目監(jiān)管應(yīng)用。（圖2）

2.2 鋼管樁精準(zhǔn)施工

本項(xiàng)目具有我國目前打設(shè)最長鋼管樁的記錄，且因海上施工作業(yè)技術(shù)難度大，對于鋼管樁的施工質(zhì)量要求高，拔樁返工成本高昂。因此基于海底鉆孔勘測數(shù)據(jù)以及海床高程數(shù)據(jù)建立海底地質(zhì)模型，將地質(zhì)模型與具有精確坐標(biāo)信息的結(jié)構(gòu)模型整合，獲取各鋼管樁所在位置的地質(zhì)土質(zhì)分層情況，分析不同斷層地質(zhì)對鋼管樁打設(shè)插入的變化反饋，根據(jù)各樁之間受土層擠壓發(fā)生位移的可能性大小，優(yōu)先安排插打受影響較小樁，盡可能保證每根鋼管樁的打設(shè)插入角度的精準(zhǔn)并模擬鋼管樁插打施工。并通過實(shí)時(shí)獲取鋼管樁坐標(biāo)位置與模型坐標(biāo)進(jìn)行核對，確定結(jié)果信息和匹配模型坐標(biāo)，若誤差大于合理數(shù)值進(jìn)行預(yù)警提醒，以實(shí)現(xiàn)鋼管樁精準(zhǔn)施工，避免鋼管樁插打返工。（圖3）

2.3 鋼筋沖突檢查與優(yōu)化

利用Navigator檢測鋼筋與鋼管樁及鋼套箱是否含有沖突，以及整合設(shè)計(jì)圖紙與施工流程中的空間沖突。針對沖突點(diǎn)進(jìn)行分析，匯總整理鋼筋與鋼管樁及鋼套箱的合理沖突點(diǎn)，在施工前預(yù)先查找問題，對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)以及不合理之處進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，減少返工與施工浪費(fèi)。選用Lumen RT模擬沖突解決方案，通過優(yōu)化鋼筋排布方案提升鋼筋籠吊裝成功率，可以大幅降低人員安全風(fēng)險(xiǎn)，提高施工效率，節(jié)約海上作業(yè)時(shí)間，尤其在交叉施工海域，可以大幅優(yōu)化海上施工組織管理。

2.4 海上船舶人員定位

項(xiàng)目施工作業(yè)區(qū)域在海上，交通運(yùn)輸工具也多采用船舶，海上環(huán)境極其惡劣，施工人員進(jìn)行海上作業(yè)，人身安全風(fēng)險(xiǎn)極高，為保障施工人員安全，使用海上船舶人員定位系統(tǒng)。在船邊緣或者特定功能區(qū)指定位置處設(shè)置觸發(fā)裝置，船上人員佩戴感應(yīng)裝置，靠近觸發(fā)裝置時(shí)，可以自動(dòng)感知;通過平臺電子地圖，可實(shí)現(xiàn)施工船的可視化人員定位，實(shí)時(shí)獲取施工船上的人員分布情況及位置信息;對人員墜落，進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行報(bào)警，在智慧管理平臺上查看報(bào)警動(dòng)態(tài)及人員分布。（圖5）

2.5 施工全線視頻監(jiān)控

本項(xiàng)目海上作業(yè)區(qū)域廣闊，施工作業(yè)線長，施工組織困難，無法實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目施工全過程監(jiān)管，降低了對項(xiàng)目整體的管控度?；诖?，采用無線信號塔與360°高清攝像頭獲取海上施工實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面，整合GIS技術(shù)，建立施工區(qū)域地理信息模型，導(dǎo)入項(xiàng)目整體BIM模型，通過模擬不同監(jiān)控視角，選擇信號塔與監(jiān)控探頭最佳布置方案，融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將監(jiān)控畫面實(shí)時(shí)傳遞至智慧大屏，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目部對海上施工全線的遠(yuǎn)程監(jiān)控，保障項(xiàng)目順利實(shí)施。（圖6）

3? 大型基建項(xiàng)目數(shù)字化價(jià)值鏈條

大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目是一個(gè)集合多專業(yè)、多組織、多流程的系統(tǒng)工程，在項(xiàng)目管理過程中具有難以實(shí)現(xiàn)組織協(xié)調(diào)以及有效信息共享的特點(diǎn)。本文通過將BIM技術(shù)與Bentley平臺相結(jié)合，建立基于大型基建項(xiàng)目的智慧管理平臺，以一種新型管理模式輔助項(xiàng)目實(shí)施人員進(jìn)行項(xiàng)目管理工作，有利于各參與方節(jié)約資金成本和時(shí)間成本，實(shí)現(xiàn)效益全方面獲取。

基于BIM+Bentley技術(shù)搭建的智慧管理平臺是三維空間模型和動(dòng)態(tài)信息的數(shù)字化集成，在三維可視化環(huán)境中提供動(dòng)態(tài)信息交互，實(shí)現(xiàn)跨組織信息共享，避免建設(shè)、運(yùn)營管理過程中信息化建設(shè)的重復(fù)進(jìn)行，真正實(shí)現(xiàn)一體化管理。此平臺可應(yīng)用于大型基建項(xiàng)目的整個(gè)生命周期，可實(shí)現(xiàn)方案模擬、設(shè)計(jì)建模、漫游巡航、施工交底、竣工模型、運(yùn)維模型等可視化應(yīng)用，性能分析、沖突與優(yōu)化、方案優(yōu)化、施工交底、應(yīng)急避險(xiǎn)模擬、空間管理等仿真優(yōu)化應(yīng)用，以及投資分析、估算、預(yù)算、概算、4D、5D管理、竣工結(jié)算、資產(chǎn)管理等投資管控應(yīng)用。

4? 結(jié)論

BIM技術(shù)作為一種新技術(shù)和新的管理理念，與符合基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)用特征的Bentley平臺在某工程項(xiàng)目實(shí)施過程中，發(fā)揮了其在安全、環(huán)境、質(zhì)量、效率、進(jìn)度、成本六大方面的優(yōu)勢和特征。在三維模型的建立、鋼管樁精準(zhǔn)施工、鋼筋沖突檢查與優(yōu)化、海上船舶人員定位以及施工全線視頻監(jiān)控等方面取得了一定成果，實(shí)現(xiàn)了綠色施工、降低返工率、提高工作效率、節(jié)約成本等項(xiàng)目目標(biāo)。

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