歐佳佳， 戴 瑋

(安徽省交通規(guī)劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088)

0 引 言

EPC(engineering procurement construction)模式是指受業(yè)主委托，按照合同約定對工程建設項目的設計、采購、施工、試運行等實行全過程或若干階段的承包[1]。BIM(building information modeling)技術是一種通過三維模型攜帶大量數據信息并傳遞運用在工程建設全項目周期的新型信息化技術，是對工程建設項目各階段物理特征和功能特性的數字化表達，具有以數據為中心的全生命周期理念特性[2]。BIM技術運用體系在建筑等行業(yè)已經十分完善，而在公路工程行業(yè)仍然處于初期發(fā)展階段。

1 研究背景

BIM 技術在公路行業(yè)已經發(fā)展推廣數年，部分專業(yè)已逐步成熟，基本可以貫穿“建管養(yǎng)運”一體化全生命周期過程[3]。而涉及公路工程的BIM應用標準化推廣仍然處于發(fā)展和實踐階段，因此BIM技術在公路工程上的標準化體系仍需實際項目的不斷研究和經驗總結[4]。

在《交通運輸部辦公廳關于開展公路 BIM 技術應用示范工程建設的通知》(交辦公路函〔2017〕1283 號)[5]中要求到：在設計階段通過具體項目應用和積極推動，提升設計水平，鼓勵和促進工程設計人員直接利用BIM技術進行設計，形成以三維形式表述的設計成果，根據需要提供平面圖紙或其他形式的設計文件。在建設階段，項目建設單位要建立基于BIM技術的項目管理系統(tǒng)和全員參與的共享管理方式，改進建設管理，壓縮管理層級，提高管理效率，降低管理成本。施工單位要利用BIM技術改進施工組織，提高設備利用率，減少材料和備件庫存，充分利用BIM數據進行構件加工，減少中間環(huán)節(jié)，提高加工效率和精度，提升施工組織水平。

2 BIM技術應用流程

在項目確定之后，通過組建BIM技術應用中心，制定項目BIM技術應用的制度標準和總體方案，根據項目工程設計施工實施的不同階段采用不同的BIM技術手段和措施?？傮w思路(圖1)如下：

圖1 BIM技術應用研究思路

在項目實施組建階段，以業(yè)主方和咨詢方為主，組建項目級BIM技術應用中心。BIM技術中心根據對項目的實際工程需求和BIM技術應用環(huán)境進行分析，分別制定設計階段及施工階段BIM技術應用標準，標準體系涵蓋兩階段數字化信息模型數據的應用和管理，并對項目BIM實施人員采用規(guī)范制度[6]。

在設計階段中運用基于云服務器的協(xié)同化體系，并采用無人機傾斜攝影測量技術和GIS平臺的開發(fā)，同時利用軟件平臺開發(fā)的二次工具，針對項目設計上橋梁涵洞等結構復雜節(jié)點進行詳細設計和三維出圖并進行數字化脫平臺化設計交付。

在施工階段中運用建設管理信息平臺，在建設過程中對立交工程的安全質量、進度情況、計量情況及檔案數據信息資料進行科學合理的有效管控，智能統(tǒng)計分析建設造價數據信息，針對新型或復雜施工工藝流程采用三維模擬演示進行指導施工[7]。在工程驗收后，將施工階段所有數據信息記錄和BIM技術應用數據及模型進行施工交付，為后期運營維護管理提供大數據基礎。

3 BIM綜合應用研究

3.1 BIM+GIS集成應用

BIM與GIS集成應用是通過數據集成、系統(tǒng)集成或應用集成實現。通過集成應用可提高長線工程和大規(guī)模區(qū)域性工程的管理能力和增強大規(guī)模公共設施的管理能力。

利用傾斜攝影測量模型對現場情況收集以及地形地貌的分析，在外業(yè)勘察時可以進行場地房屋實地拆遷綜合調查，還能為項目踏勘時提供勘察輔助。同時利用生成的高清地形地貌，進行設計線位方案比選、凈空及空間設計校核、配合仿真模擬(圖2)及填挖平衡量設計估算等。在階段匯報時利用設計模型與傾斜攝影測量的結合，進行景觀綠化等環(huán)境設計以及多樣化方案比選。

圖2 場地三維實景模型

在施工過程中，采用BIM+GIS技術進行工地、料場場址的選擇和位置科學布設，以及施工臨時設施、運輸取棄土場的布置選擇。同時對于施工便道的選線、施工地形和環(huán)境等影響因素進行綜合評估。結合施工數據模型進行特殊結構、位置的施工工藝工法模擬，有效指導施工。采用周期性的無人機巡航監(jiān)測，對施工場地進行安全監(jiān)測和數據采集。

3.2 數據兼容集成及數字化交付

在工程項目大數據運用推廣的背景下，通過數字化技術應用及信息平臺的開發(fā)，實現項目級多元數據兼容和集成應用(圖3)，并在項目各階段完成后分別進行數字化交付。

圖3 數字化兼容集成應用

在設計階段，采用跨平臺軟件進行多專業(yè)模型設計和加工，同時運用自主研發(fā)的BIM+GIS平臺將傳統(tǒng)的勘察設計數據和GIS數據進行批量處理和通用格式轉出。最終達到工程三維信息模型、項目周邊環(huán)境的實景模型以及電子化設計圖紙的可視化、輕量化交付，形成項目的數字化檔案館，便于項目的各參建方對設計信息、設計圖紙、工程空間要素以及地理信息的快速、便捷查詢。

在施工階段，通過前期基于施工管理需求開發(fā)的建設管理信息平臺，在全設計過程模型數據和資料錄入存儲基礎下，實現進度、質量、安全及計量等管理的流程審批和數據記錄[8]，同時將施工過程中產生的維護變更模型數據、信息數據及相關的檔案資料日志數據也分別進行留檔更新存貯。通過工程幾何信息與非幾何信息的數字化交付，可為后續(xù)的信息化維護管理打下牢基。

3.3 數字管理平臺

根據項目信息化建設和管理要求，搭建以采用瀏覽器/服務器(B/S)架構為主、客戶/服務器(C/S)架構為輔的方式并基于BIM技術的數字管理平臺(圖4)。

圖4 建設管理要素

項目各參與方基于同一套信息模型和一個信息化管理平臺實現數據和信息的交流和共享。公路、市政工程項目中的科學施工管理是公路建設中現代化的重要手段，對于控制工程建設的投資、進度和質量具有重要的作用[9]。通過重構貫核心業(yè)務各環(huán)節(jié)的管理流程，使各部分的信息有機融合，打通各業(yè)務模塊的數據傳遞鏈條，實現建設過程中的數字信息化管理。

建設管理信息平臺確保了項目信息在各方之間傳遞的準確性和實效性，極大地提升了信息的獲取、分發(fā)、溝通效率，避免傳統(tǒng)線下處理模式時間長、滯后等問題，并通過數據統(tǒng)計分析，為項目提供更可靠的決策，提升項目協(xié)同管理的價值。

3.4 EPC模式下的BIM綜合應用體系

根據EPC模式下的BIM技術應用特性，項目研究制定了一套基于設計施工一體化BIM技術應用體系(圖5)，標準及規(guī)范要求貫穿整個設計階段和施工階段。

圖5 EPC模式下的一體化應用體系

體系核心為BIM技術應用中心，主要負責制定項目級各階段BIM技術應用指導標準和手冊，對各參與方的BIM配套人員進行技術培訓和指導，協(xié)調各參與方的BIM技術應用和信息化平臺使用，研發(fā)基于項目級的二次建模工具和建設管理平臺。并配合業(yè)主方針對階段性的BIM技術應用進度和成果進行監(jiān)督考核，并在項目實施過程中接受反饋不斷完善實施標準和管理方案[10]。

各參與方按照BIM技術應用中心下發(fā)的管理體系及制度手冊，通過相關BIM平臺建模、應用軟件及建設管理平臺的培訓學習，將BIM技術應用到項目實施過程中，充分做到數字化設計和施工。

4 結束語

本案例項目采用的設計施工一體化BIM技術應用在規(guī)劃階段擬定實施方案時就立足總包管理的需求，設計階段充分考慮施工期應用點，注重設計階段與施工階段模型與數據的傳遞與協(xié)作機制的建立，整體應用方案與架構可以為今后同等規(guī)模市政工程項目提供實施范例。

隨著我國交通基建行業(yè)的數字化應用不斷研究和實踐，EPC模式下的工程數字化應用體系也在不斷完善。本文通過對公路工程項目的設計施工一體化綜合應用研究和總結，旨在推廣復雜模式下的BIM技術應用經驗，為后期行業(yè)數字化標準應用提供實例參考。