辛德軍，田萬(wàn)利，祁帥，趙偉，陳景

（1.包頭交投項(xiàng)目管理集團(tuán)有限公司，內(nèi)蒙古 包頭 014040；2.交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院，北京 100029；3.包頭市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，內(nèi)蒙古 包頭 014042；4.包頭市公路事業(yè)發(fā)展中心，內(nèi)蒙古 包頭 014080）

0 引言

近年來(lái)，隨著新基建深入公路工程建設(shè)領(lǐng)域，建筑信息模型（Building Information Modeling, BIM）逐漸得到廣泛應(yīng)用，為公路工程建設(shè)智能化、集成化、協(xié)同化、信息化提供了有力的支撐，促進(jìn)了工程施工效率的提升和設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理成本的下降。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，各公路工程項(xiàng)目所建立的BIM 模型適用性水平參差不齊，沒(méi)有統(tǒng)一、明確的適用性評(píng)估指標(biāo)，導(dǎo)致建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位等實(shí)際使用單位不能給出明確的評(píng)價(jià)。

當(dāng)前，針對(duì)BIM 模型評(píng)估的研究主要集中在規(guī)則檢查[1]、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)評(píng)估[2]、工程專業(yè)績(jī)效評(píng)估[3]、應(yīng)用能力評(píng)估[4]、設(shè)計(jì)評(píng)估[5]等方面。針對(duì)公路工程設(shè)計(jì)、施工階段所構(gòu)建的BIM 模型的適用性評(píng)估指標(biāo)體系的研究尚未系統(tǒng)開(kāi)展。因此，為了更好地將BIM 模型應(yīng)用于公路工程建設(shè)領(lǐng)域，亟需開(kāi)展適用性評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建研究，明確評(píng)估指標(biāo)的主要技術(shù)內(nèi)容、依據(jù)和具體的指標(biāo)體系。

1 評(píng)估指標(biāo)內(nèi)容分析

1.1 評(píng)估依據(jù)

通常，開(kāi)展審查評(píng)估的依據(jù)主要包括項(xiàng)目的招投標(biāo)資料、設(shè)計(jì)文件、應(yīng)用資料以及國(guó)家和行業(yè)頒布實(shí)施的關(guān)于BIM 的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。但是項(xiàng)目的招投標(biāo)資料等僅針對(duì)某個(gè)BIM模型的構(gòu)建，不具有普適性，因此在構(gòu)建評(píng)估指標(biāo)體系時(shí)不作為參考。而B(niǎo)IM 相關(guān)的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等具有強(qiáng)制性和普適性，可作為BIM 模型評(píng)估的依據(jù)。因此，調(diào)研了現(xiàn)行的與公路工程相關(guān)的國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要有：

（1）建筑工程領(lǐng)域，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《建筑信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》（GB 51269—2017）[6]、《建筑信息模型設(shè)計(jì)交付標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51301—2018）[7]等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；

（2）公路工程領(lǐng)域，交通運(yùn)輸部頒布實(shí)施了《公路工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/T 2420—2021）[8]、《公路工程設(shè)計(jì)信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/T 2421—2021）[9]、《公路工程施工信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/T 2422—2021）[10]等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前尚未針對(duì)BIM 模型適用性評(píng)估出臺(tái)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)主要從BIM 模型分類及編碼、設(shè)計(jì)、交付、施工應(yīng)用等方面進(jìn)行了規(guī)定，提出了相關(guān)技術(shù)要求，但可作為評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建的重要參考依據(jù)。

1.2 評(píng)估內(nèi)容

通常，公路工程BIM 模型應(yīng)滿足工程從設(shè)計(jì)到施工的智慧化、信息化管理，以實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)各階段基于BIM 的可視化集成、動(dòng)態(tài)更新和查詢展示，滿足工程建設(shè)各參與方基于BIM 應(yīng)用過(guò)程中的數(shù)據(jù)傳遞、共享和協(xié)同工作等要求。為實(shí)現(xiàn)上述目的，需要對(duì)BIM 模型進(jìn)行分層設(shè)計(jì)，主要包括數(shù)據(jù)層、引擎層、服務(wù)層、應(yīng)用層、訪問(wèn)層等層次，實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)展示和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能。

適用性評(píng)估的重要目的就是檢驗(yàn)所構(gòu)建的BIM 模型是否能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的和功能。因此，從現(xiàn)行的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中梳理、分析并挑選出為實(shí)現(xiàn)上述功能和目的而必須達(dá)到的相關(guān)具體技術(shù)要求，評(píng)估指標(biāo)就顯得尤為重要。通過(guò)梳理和分析，對(duì)具體技術(shù)要求進(jìn)行匯總和分類，主要分為基本要素的完整性、組織體系的科學(xué)性、平臺(tái)的協(xié)同性和平臺(tái)的可視化性等4個(gè)方面。

（1）基本要素的完整性

在進(jìn)行BIM 評(píng)估時(shí)，首先應(yīng)對(duì)BIM 模型基本要素的完整性進(jìn)行評(píng)估?；疽刂饕閷?shí)現(xiàn)工程建設(shè)各階段的功能而構(gòu)造的各功能要素，主要包括施工準(zhǔn)備、施工組織管理、施工安全管理、施工質(zhì)量管理、施工進(jìn)度管理、施工成本管理、計(jì)量支付管理、模型基本要素完整性等。

①施工準(zhǔn)備：應(yīng)實(shí)現(xiàn)結(jié)合施工方案與總體進(jìn)度安排，優(yōu)化場(chǎng)地總體布置方案；結(jié)合工藝、工序模擬，優(yōu)化施工方案，保證交叉工序的時(shí)間邏輯關(guān)系合理。

②施工組織管理：應(yīng)實(shí)現(xiàn)可利用信息模型中的構(gòu)件信息、工程量信息等，結(jié)合總體進(jìn)度要求、工效等數(shù)據(jù)資源，借助專業(yè)工具軟件對(duì)人工、材料、機(jī)械等資源進(jìn)行自動(dòng)配置，形成工作分解結(jié)構(gòu)，提取施工范圍、工程量、進(jìn)度要求等信息并形成交底資料等。

③施工安全管理：應(yīng)實(shí)現(xiàn)基于施工深化模型，依據(jù)相應(yīng)安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，集成相關(guān)危險(xiǎn)源庫(kù)等數(shù)據(jù)進(jìn)行危險(xiǎn)源辨識(shí)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，提升安全交底效率和質(zhì)量，并利用信息模型集成、管理過(guò)程等信息為安全預(yù)警提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

④施工質(zhì)量管理：應(yīng)實(shí)現(xiàn)基于施工深化模型及施工組織應(yīng)用成果，參照質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量計(jì)劃創(chuàng)建，集成實(shí)際質(zhì)檢信息動(dòng)態(tài)完善模型，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量驗(yàn)收指導(dǎo)和信息追溯與質(zhì)量問(wèn)題分析。

⑤施工進(jìn)度管理：應(yīng)實(shí)現(xiàn)基于信息模型中的工程量、資源等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用專業(yè)進(jìn)度管理軟件編制進(jìn)度計(jì)劃，并開(kāi)展進(jìn)度計(jì)劃的模擬和審查，動(dòng)態(tài)采集實(shí)際進(jìn)度信息并補(bǔ)充、更新至進(jìn)度信息模型，利用專業(yè)軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化，重新調(diào)配現(xiàn)場(chǎng)資源，調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度，使后續(xù)任務(wù)在計(jì)劃時(shí)間內(nèi)完成。

⑥施工成本管理：應(yīng)實(shí)現(xiàn)基于施工組織階段信息模型，依據(jù)工程量清單計(jì)價(jià)相關(guān)規(guī)范、消耗量定額等信息計(jì)算預(yù)算與目標(biāo)成本；基于成本計(jì)劃階段信息模型，集成實(shí)際進(jìn)度、成本信息，進(jìn)行動(dòng)態(tài)對(duì)比，指導(dǎo)制定糾偏措施。

⑦計(jì)量支付管理：應(yīng)實(shí)現(xiàn)按照項(xiàng)目相關(guān)方的管理需求，將合同單價(jià)等信息附加或關(guān)聯(lián)至信息模型，結(jié)合信息模型中的工程量、進(jìn)度計(jì)劃、分部分項(xiàng)、合同等信息制定計(jì)量支付計(jì)劃；按照計(jì)量支付計(jì)劃，將實(shí)際工程量、進(jìn)度、質(zhì)量檢驗(yàn)、合同等信息附加或關(guān)聯(lián)至信息模型，輔助生成工程計(jì)量支付資料成果。

⑧模型基本要素完整性：根據(jù)公路工程主要構(gòu)件，應(yīng)包含路線模型、路基模型、路面模型、橋梁模型、涵洞模型等。

（2）組織體系的科學(xué)性

模型的組織體系的科學(xué)性對(duì)功能實(shí)現(xiàn)具有重要作用，主要體現(xiàn)在BIM 模型的信息深度、模型精細(xì)度、模型幾何表達(dá)精度、模型分類和編碼規(guī)則等方面。

①模型信息深度是模型單元承載屬性信息詳細(xì)程度的衡量指標(biāo)，分為1～4個(gè)等級(jí)。

②模型精細(xì)度是指信息模型中所容納信息的豐富程度。參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，BIM模型所包含的模型單元應(yīng)分級(jí)建立，可嵌套設(shè)置，應(yīng)包含項(xiàng)目級(jí)模型單元、功能級(jí)模型單元、構(gòu)件級(jí)模型單元和零件級(jí)模型單元。

③模型幾何表達(dá)精度主要是指模型單元在視覺(jué)呈現(xiàn)時(shí)，幾何表達(dá)真實(shí)性和精確性的衡量指標(biāo)，分為1～4 個(gè)等級(jí)。國(guó)家和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，工程項(xiàng)目可行性研究階段模型幾何表達(dá)精度不低于1 級(jí)，初步設(shè)計(jì)階段模型幾何表達(dá)精度不低于2 級(jí)，施工圖設(shè)計(jì)階段模型幾何表達(dá)精度不低于3 級(jí)，有加工要求的構(gòu)件模型幾何表達(dá)精度不低于4 級(jí)。

④按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，模型分類主要包含建設(shè)成果、建設(shè)進(jìn)程、建設(shè)資源、建設(shè)屬性等。

⑤編碼規(guī)則應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

（3）平臺(tái)的協(xié)同性

構(gòu)建BIM 模型的重要目的之一是實(shí)現(xiàn)各參與單位的協(xié)作和協(xié)同，也應(yīng)是評(píng)估的重要內(nèi)容之一。模型的協(xié)同性主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式、文件版本管理和信息共享、協(xié)同設(shè)計(jì)方面。BIM 模型應(yīng)按照《工業(yè)基礎(chǔ)類平臺(tái)規(guī)范》（GB/T 25507—2010）[11]的規(guī)定存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。應(yīng)明確設(shè)計(jì)階段交付版本名稱、所有正在進(jìn)行或已經(jīng)完成的應(yīng)用需求的代號(hào)，實(shí)現(xiàn)所有信息的一致性、準(zhǔn)確性和時(shí)效性，實(shí)現(xiàn)工程信息的共享和交換。構(gòu)建的協(xié)同環(huán)境應(yīng)支持人員分工和角色的權(quán)限管理，確定信息模型的應(yīng)用或交付目標(biāo)及實(shí)施計(jì)劃，制定協(xié)同設(shè)計(jì)流程，明確信息交換、校對(duì)和評(píng)審等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與交換的方式，實(shí)現(xiàn)文件版本管理和信息共享。

（4）平臺(tái)的可視化性

最后，需要對(duì)所構(gòu)建的BIM 模型的可視化進(jìn)行評(píng)估，主要包括公路工程設(shè)施與周?chē)h(huán)境、交通組織、重點(diǎn)工程、難點(diǎn)工程、隱蔽工程、結(jié)構(gòu)受力分析和穩(wěn)定性的可視化分析，專業(yè)內(nèi)和專業(yè)間、公路工程設(shè)施與周邊建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施和用地的碰撞檢查，以及不同路線、路基與橋梁、路基與隧道、整體式與分離式路基、不同橋梁的可視化比選功能。

2 評(píng)估指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)上述分析，構(gòu)建了包含4 個(gè)一級(jí)指標(biāo)、18 個(gè)二級(jí)指標(biāo)的評(píng)估指標(biāo)體系。其中，一級(jí)指標(biāo)主要包括基本要素的完整性、組織體系的科學(xué)性、平臺(tái)的協(xié)同性和平臺(tái)的可視化性等4 個(gè)方面，詳見(jiàn)表1。其中，基本要素的完整性包括施工準(zhǔn)備、施工組織管理、施工安全管理、施工質(zhì)量管理、施工進(jìn)度管理、施工成本管理、計(jì)量支付管理、模型基本要完整性等8個(gè)二級(jí)指標(biāo)；組織體系的科學(xué)性包括信息深度、模型幾何表達(dá)精度、模型精細(xì)度、模型分類、編碼規(guī)則等4個(gè)二級(jí)指標(biāo)；平臺(tái)的協(xié)同性包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式、文件版本管理和信息共享及協(xié)同設(shè)計(jì)等2個(gè)二級(jí)指標(biāo)；平臺(tái)的可視化性包括可視化分析、方案比選功能、碰撞檢查功能等3個(gè)二級(jí)指標(biāo)。

表1 評(píng)估指標(biāo)體系

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文首先通過(guò)搜集和整理有關(guān)公路工程的現(xiàn)行國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，明確了BIM 模型適用性評(píng)估依據(jù)。然后，分析了公路工程BIM 模型構(gòu)建目的和功能，進(jìn)而根據(jù)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，明確了BIM 模型評(píng)估的主要技術(shù)內(nèi)容。最后，根據(jù)主要技術(shù)內(nèi)容，構(gòu)建了適用于公路工程BIM 模型適用性評(píng)估的指標(biāo)體系，該指標(biāo)體系包含4個(gè)一級(jí)指標(biāo)、18 個(gè)二級(jí)指標(biāo)。該指標(biāo)體系的構(gòu)建為相關(guān)公路工程開(kāi)展BIM模型適用性評(píng)估提供了參考和支撐。