李彥濱 劉海濤 孫泓辭

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司投資分公司，北京 100160）

在建筑工程領(lǐng)域，BIM技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，在建筑設(shè)計(jì)和施工中都展現(xiàn)了其重要價(jià)值。對(duì)于在建筑工程中所涉及的非專業(yè)人員，例如財(cái)務(wù)人員，BIM技術(shù)的使用讓財(cái)務(wù)人員的工作更高效。除了在建筑施工中的應(yīng)用，BIM技術(shù)在項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)、維護(hù)及后期管理環(huán)節(jié)也同樣發(fā)揮了它的優(yōu)勢(shì)。對(duì)此，筆者認(rèn)為實(shí)施基于BIM技術(shù)的項(xiàng)目全周期智慧管理是切實(shí)可行的。

一、BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在設(shè)計(jì)單位，BIM技術(shù)及其相關(guān)軟件能夠助力設(shè)計(jì)的優(yōu)化。使用BIM時(shí)，從施工圖到設(shè)計(jì)方案的修改，再到項(xiàng)目的工程效果展示，都可以通過(guò)仿真的方式呈現(xiàn)。這不但使專業(yè)人員可以深入了解設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，而且使非專業(yè)人員也能通過(guò)仿真效果直觀地把握項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方向。

（一）審查施工圖

使用BIM技術(shù)的虛擬模型來(lái)替代傳統(tǒng)的施工圖，其優(yōu)勢(shì)非常明顯。在BIM模型中，多個(gè)施工圖可以整合成一個(gè)統(tǒng)一的模型，其中包括土木、給排水和電力工程等。這樣的模型為各個(gè)工程間的相互影響提供了直觀的展示。BIM所建的模型不僅具有高度的可操作性，根據(jù)施工需要，還可以輕松地放大、縮小或拆解主要部分，使工作人員可以清晰地理解各區(qū)域的施工需求[1]。

（二）設(shè)計(jì)調(diào)整

雖然在工程推進(jìn)過(guò)程中，希望盡量減少設(shè)計(jì)的修改，但在大多數(shù)項(xiàng)目中，某些設(shè)計(jì)調(diào)整是不可避免的。使用BIM模型時(shí)，任何設(shè)計(jì)的變動(dòng)都會(huì)立即在模型中體現(xiàn)，從而使評(píng)估其可行性和潛在問(wèn)題變得更為直接和清晰。

（三）模型展示

雖然BIM技術(shù)在模型的創(chuàng)建和修改中對(duì)硬件有較高的要求，但在模型展示方面，需求較為寬松。目前，如平板電腦和手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備已經(jīng)能夠很好地滿足了BIM模型的展示需求，同時(shí)也支持模型的基本交互功能。

二、BIM技術(shù)在施工建設(shè)管理中的應(yīng)用

（一）模擬施工過(guò)程

BIM技術(shù)能夠模擬施工過(guò)程，從而評(píng)估所采用的施工技術(shù)和方法是否滿足項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)。為確保施工工藝符合項(xiàng)目需求，可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行合理性分析。例如，通過(guò)模擬施工技術(shù)和項(xiàng)目建設(shè)，可以判斷所選工藝是否能實(shí)現(xiàn)期望的建設(shè)成果。此外，模擬施工過(guò)程還有助于評(píng)估建議的施工順序是否可行。在施工實(shí)踐中，BIM虛擬模型會(huì)同步更新，準(zhǔn)確反映施工進(jìn)度，并為施工中出現(xiàn)的問(wèn)題提供清晰的分析視角。

（二）階段性檢驗(yàn)

在階段性檢驗(yàn)中，BIM技術(shù)可以發(fā)揮其輔助作用。當(dāng)對(duì)工程施工進(jìn)行階段性檢查時(shí)，借助BIM虛擬模型可以識(shí)別在現(xiàn)場(chǎng)勘查時(shí)難以確定的潛在風(fēng)險(xiǎn)，從而提高檢查的全面性和準(zhǔn)確性。

（三）項(xiàng)目進(jìn)展報(bào)告

在制作階段性檢驗(yàn)或后續(xù)的項(xiàng)目進(jìn)展報(bào)告時(shí)，雖然實(shí)地照片可以一定程度上展示項(xiàng)目的進(jìn)展，但利用BIM虛擬模型能夠更全面地呈現(xiàn)施工的實(shí)際情況。相比于傳統(tǒng)的PPT報(bào)告方式，BIM模型更能夠系統(tǒng)性地展示施工的整體情況。

三、BIM技術(shù)在運(yùn)營(yíng)管理中的應(yīng)用

在項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)管理中，基于智慧管理平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)與GIS技術(shù)相結(jié)合，為項(xiàng)目及其周圍環(huán)境提供了持續(xù)的監(jiān)控和管理。結(jié)合項(xiàng)目的潛在變化以及周圍環(huán)境的實(shí)際影響，例如建筑主體和水電系統(tǒng)中的長(zhǎng)期潛在問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)，可以實(shí)現(xiàn)更精確和有針對(duì)性的管理控制[2]。此外，BIM技術(shù)確保了項(xiàng)目日常維護(hù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。結(jié)合BIM和GIS技術(shù)，可以制定更系統(tǒng)、更全面的維護(hù)計(jì)劃，從而明顯增強(qiáng)項(xiàng)目運(yùn)維的安全性。另外，在智慧管理平臺(tái)的輔助下，項(xiàng)目潛在的風(fēng)險(xiǎn)及其具體表現(xiàn)都可以得到準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)?；谶@些預(yù)測(cè)，可以提前進(jìn)行檢測(cè)和干預(yù)，進(jìn)而規(guī)避運(yùn)維過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。借助BIM技術(shù)，項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)周期也得以延長(zhǎng)。

四、BIM協(xié)同平臺(tái)的應(yīng)用

為滿足BIM技術(shù)的應(yīng)用需求，基于其打造的智慧管理平臺(tái)應(yīng)具備以下核心組件：1個(gè)以BIM云計(jì)算為核心的控制中心，3大功能平臺(tái)（BIM、GSD和IoT接口平臺(tái)），3個(gè)關(guān)鍵管理階段（規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)維），以及8個(gè)核心控制體系（協(xié)同設(shè)計(jì)、安全管理、質(zhì)量檢查、進(jìn)度監(jiān)控、費(fèi)用計(jì)算、文檔管理、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和維護(hù)管理）。

（一）BIM數(shù)據(jù)中心

BIM數(shù)據(jù)中心是BIM技術(shù)平臺(tái)的核心，不僅負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理和決策，其運(yùn)行效率和可靠性還會(huì)直接影響平臺(tái)的實(shí)用性和功能表現(xiàn)。目前，用戶可以通過(guò)PC和移動(dòng)設(shè)備訪問(wèn)BIM數(shù)據(jù)中心。具體能訪問(wèn)哪些平臺(tái)（如BIM平臺(tái)、GSD平臺(tái)或IoT接口）則取決于用戶的密鑰類型。

1.BIM平臺(tái)。BIM平臺(tái)是一個(gè)先進(jìn)的設(shè)計(jì)和管理工具，需要具備多種功能和特性。該平臺(tái)應(yīng)能夠兼容所有主流的BIM格式，確保與各種軟件和應(yīng)用的無(wú)縫對(duì)接。無(wú)論是在PC端還是移動(dòng)端，用戶都能夠順暢地瀏覽模型并進(jìn)行基礎(chǔ)的互動(dòng)操作。此外，平臺(tái)必須完全滿足BIM技術(shù)的核心應(yīng)用需求，同時(shí)也要有足夠的靈活性，支持二次開(kāi)發(fā)。在處理數(shù)據(jù)能力上，能夠處理的覆蓋面積至少為10km2的地區(qū)，或者至多包含5000萬(wàn)個(gè)模型的數(shù)據(jù)。

2.GSD平臺(tái)。GSD平臺(tái)是為了提高決策精確性而設(shè)計(jì)的，GSD平臺(tái)可以使用衛(wèi)星圖像或無(wú)人機(jī)掃描的圖像來(lái)精確再現(xiàn)項(xiàng)目的實(shí)際場(chǎng)景。當(dāng)與BIM平臺(tái)共同使用時(shí)，GSD不僅要能夠支持衛(wèi)星圖像，還需要與ArcGIS的數(shù)據(jù)柵格化處理相兼容。此外，為了實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)之間的流暢轉(zhuǎn)換，該平臺(tái)還必須具備將其文件與BIM文件轉(zhuǎn)換的能力。

3.IoT接口。IoT接口是設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各種硬件接入的關(guān)鍵部分。為了確保多功能性，該接口必須支持視頻監(jiān)控，提供實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)數(shù)據(jù)的接入功能，并能夠接入基坑施工檢測(cè)的數(shù)據(jù)。此外，它還要能夠監(jiān)控混凝土攪拌的質(zhì)量、實(shí)時(shí)追蹤施工進(jìn)度，監(jiān)控人員的進(jìn)出情況，以及為地面沉降提供檢測(cè)數(shù)據(jù)的接入。這一系列功能確保了IoT接口在建筑施工和管理中的核心作用[3]。

（二）BIM在規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，以BIM技術(shù)為核心確保了規(guī)劃的準(zhǔn)確性和實(shí)效性。然而，僅依賴BIM技術(shù)不足以實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的高精度。因此，在實(shí)際的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，除了充分應(yīng)用BIM平臺(tái)和技術(shù)外，還需要融合GIS技術(shù)。這樣，結(jié)合這兩大技術(shù)可以使項(xiàng)目規(guī)劃資料更加完善和精確。項(xiàng)目規(guī)劃主要內(nèi)容如下。

1.選址規(guī)劃。在項(xiàng)目建設(shè)的初步階段，正確的選址勘測(cè)至關(guān)重要。利用BIM技術(shù)與GSD2技術(shù)進(jìn)行選址，不僅可以有效地規(guī)避地質(zhì)敏感和脆弱區(qū)域，還可以通過(guò)仿真功能來(lái)評(píng)估整個(gè)項(xiàng)目的建設(shè)可行性。此外，這種技術(shù)結(jié)合還有助于減少對(duì)實(shí)地勘測(cè)的依賴，從而降低勘測(cè)的需求和強(qiáng)度。

2.協(xié)同設(shè)計(jì)。BIM平臺(tái)在協(xié)同設(shè)計(jì)方面具有多重功能。它能夠準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目的工程量，如通過(guò)圖1所示的方式，確保對(duì)工程量的精準(zhǔn)計(jì)算。此外，對(duì)于非專業(yè)設(shè)計(jì)人員，BIM技術(shù)的強(qiáng)大之處在于它可以利用仿真功能創(chuàng)建出虛擬模型，提供一個(gè)直觀的視角來(lái)展示項(xiàng)目建設(shè)完成后的樣貌和功能。在正式批準(zhǔn)項(xiàng)目之前，這種直觀的仿真模型展示可以幫助團(tuán)隊(duì)更好地了解預(yù)期的施工效果，從而判斷項(xiàng)目是否滿足建設(shè)要求，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中做出必要的調(diào)整，以滿足實(shí)際的應(yīng)用需求。

圖1 BIM平臺(tái)協(xié)同計(jì)算工程量頁(yè)面

（三）BIM在施工協(xié)同中的應(yīng)用

在項(xiàng)目施工階段，動(dòng)態(tài)管理是關(guān)鍵。盡管可以通過(guò)智能平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)性管理，但傳統(tǒng)方法下的施工進(jìn)度展示并不直觀。BIM仿真技術(shù)提供了一個(gè)解決方案：通過(guò)不斷更新的BIM仿真模型，施工進(jìn)度和潛在問(wèn)題可以更為直觀地展現(xiàn)。

1.質(zhì)量與安全管理。BIM平臺(tái)的引入極大地增強(qiáng)了施工過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力，從而確保施工風(fēng)險(xiǎn)在實(shí)際操作中得到控制。BIM平臺(tái)的主要功能包括：允許所有施工相關(guān)方查看當(dāng)前的施工狀態(tài)，讓業(yè)主可以對(duì)比現(xiàn)有施工進(jìn)度與之前的進(jìn)度，以識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)；平臺(tái)的自動(dòng)巡檢功能，該功能根據(jù)上傳的數(shù)據(jù)和監(jiān)控信息對(duì)施工進(jìn)行檢查和質(zhì)量評(píng)估。利用BIM平臺(tái)，施工標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求可以基于項(xiàng)目的特性自動(dòng)導(dǎo)入。同時(shí)，業(yè)主也可以主動(dòng)添加相關(guān)的施工指南和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。有了這些基準(zhǔn)和規(guī)范，BIM平臺(tái)可以自動(dòng)地對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)、反饋，并根據(jù)處理結(jié)果評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)處理效果。

2.進(jìn)度管理與BIM平臺(tái)。項(xiàng)目進(jìn)度管理是施工中的關(guān)鍵組成部分。利用BIM平臺(tái)各方包括業(yè)主，都可以實(shí)現(xiàn)高效的進(jìn)度管理。業(yè)主可以利用BIM平臺(tái)對(duì)施工進(jìn)度進(jìn)行動(dòng)態(tài)規(guī)劃，并實(shí)時(shí)發(fā)布更新的進(jìn)度信息。隨著B(niǎo)IM平臺(tái)信息的自動(dòng)更新，業(yè)主可以實(shí)時(shí)掌握當(dāng)前的施工進(jìn)度。當(dāng)預(yù)期和實(shí)際施工進(jìn)度出現(xiàn)偏差時(shí)，平臺(tái)的自動(dòng)對(duì)比功能使業(yè)主能夠迅速識(shí)別造成偏差的原因，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。此外，業(yè)主還可以利用平臺(tái)清晰地了解每個(gè)施工項(xiàng)目的啟動(dòng)和預(yù)計(jì)完成時(shí)間。為滿足項(xiàng)目的進(jìn)度管理需求，BIM平臺(tái)應(yīng)具備以下幾項(xiàng)核心功能：一是支持4D BIM模型，確保不同模型間的順暢交互；二是平臺(tái)應(yīng)能根據(jù)該模型精確展示當(dāng)前施工進(jìn)度；三是對(duì)于施工中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，平臺(tái)需要有自動(dòng)提醒功能；四是平臺(tái)應(yīng)能自動(dòng)對(duì)比預(yù)計(jì)與實(shí)際的施工進(jìn)度，以幫助管理者及時(shí)調(diào)整策略。

3.質(zhì)檢管理。在使用BIM平臺(tái)的質(zhì)檢管理中，不僅要確保滿足平臺(tái)的基本操作需求，還需保證其內(nèi)容和格式與本地政府的規(guī)范相符。當(dāng)需要時(shí)，可以方便地從電子平臺(tái)中導(dǎo)出符合地方管理部門要求的質(zhì)檢文件。

4.監(jiān)控管理。在利用BIM平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控管理時(shí)，關(guān)鍵在于充分發(fā)揮IoT接口的作用。通過(guò)將監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)直接與BIM的數(shù)據(jù)處理中心連接，可以將監(jiān)控視頻和其他相關(guān)內(nèi)容整合到BIM模型中，實(shí)現(xiàn)真實(shí)的仿真監(jiān)控，滿足監(jiān)控與模型間的交互需求[4]。

5.資料管理。在BIM平臺(tái)上，除了確保資料的分類和存儲(chǔ)功能，平臺(tái)還需具備以下特點(diǎn)：能夠設(shè)定資料的查詢權(quán)限；能鏈接以文字為主的文件和其他模型格式的文件，優(yōu)化文件格式以方便在移動(dòng)端瀏覽；根據(jù)項(xiàng)目需求自動(dòng)創(chuàng)建文件分類，并配備高效的搜索引擎，以便于查找文件。

6.計(jì)量支付。在建筑項(xiàng)目的計(jì)量和支付環(huán)節(jié)，文件的真實(shí)性、完整性和不可篡改性變得尤為關(guān)鍵。這不僅影響支付的準(zhǔn)確性和公正性，還關(guān)系著項(xiàng)目的透明度和各方的信任度。在這個(gè)環(huán)境下，BIM平臺(tái)的作用不可或缺。首先，BIM平臺(tái)必須提供一個(gè)高安全性的環(huán)境，能夠確保所有上傳的文件，特別是涉及合同和費(fèi)用的文件，都是真實(shí)的、沒(méi)有被篡改的。為此，平臺(tái)應(yīng)支持合同章等關(guān)鍵文件的高清掃描和上傳功能。在上傳過(guò)程中，采用加密技術(shù)和數(shù)字簽名確保文件的原始性和完整性。其次，為了確保文件的不可篡改性，BIM平臺(tái)應(yīng)確保所有上傳的合同及關(guān)鍵文件一旦被保存，便進(jìn)入“只讀”模式，即這些文件是不可編輯的。這樣一來(lái)，無(wú)論是業(yè)主、承包商還是其他相關(guān)方，都可以確信這些關(guān)鍵文件的內(nèi)容不會(huì)被人為更改。此外，系統(tǒng)還可以為每一次文件的查看、下載或其他活動(dòng)建立日志，從而為文件的訪問(wèn)和使用提供完整的審計(jì)跡象。BIM平臺(tái)還可以配備自動(dòng)驗(yàn)證功能，當(dāng)有任何疑似的篡改或不一致性出現(xiàn)時(shí)，平臺(tái)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警告，提示相關(guān)人員檢查和核實(shí)。最后，為了簡(jiǎn)化計(jì)量和支付的流程，BIM平臺(tái)還可以整合支付網(wǎng)關(guān)和電子支付功能，使得支付過(guò)程更為自動(dòng)化和流暢。這不僅提高了工作效率，還能夠確保支付的準(zhǔn)確性和時(shí)效性[5]。

7.運(yùn)營(yíng)維護(hù)。在項(xiàng)目轉(zhuǎn)入運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段時(shí)，其對(duì)數(shù)據(jù)和信息的需求與其在建設(shè)階段顯然不同。建設(shè)階段對(duì)于某些數(shù)據(jù)和信息要明確展現(xiàn)，在運(yùn)營(yíng)期間可能并不都是必要的。據(jù)估計(jì)，建設(shè)階段所產(chǎn)生的信息中，大約只有60%在運(yùn)營(yíng)期間仍維持較高的應(yīng)用價(jià)值。因此，當(dāng)項(xiàng)目從建設(shè)模式切換至運(yùn)營(yíng)模式時(shí)，與運(yùn)營(yíng)直接相關(guān)的信息應(yīng)當(dāng)被優(yōu)先保留，同時(shí)其他與運(yùn)營(yíng)不直接相關(guān)的信息可以進(jìn)行封存或訪問(wèn)限制。

為滿足運(yùn)營(yíng)期間對(duì)平臺(tái)的深度應(yīng)用和管理需求，項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)平臺(tái)應(yīng)具備以下核心接口和功能：一是智慧管理接口。整合BIM技術(shù)與GIS技術(shù)，此接口不僅可以為運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)提供實(shí)時(shí)的項(xiàng)目數(shù)據(jù)分析，還可以打通地理信息系統(tǒng)中的空間數(shù)據(jù)和BIM模型中的建筑數(shù)據(jù)，使得地理位置、建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)備信息等都可以在一個(gè)系統(tǒng)中呈現(xiàn)和管理。二是項(xiàng)目健康監(jiān)控接口?；贐IM技術(shù)，此接口可以監(jiān)測(cè)建筑結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的健康狀態(tài)，如裂縫檢測(cè)、濕度控制、疲勞監(jiān)測(cè)等，確保建筑物和其內(nèi)部系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定和安全。三是基礎(chǔ)設(shè)備控制接口。借助BIM技術(shù)，此接口允許運(yùn)營(yíng)人員遠(yuǎn)程控制、監(jiān)測(cè)和管理建筑中的各種基礎(chǔ)設(shè)備，如空調(diào)、照明、電梯等，以實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化的運(yùn)營(yíng)管理。四是緊急響應(yīng)處理接口。在遭遇緊急情況（如火災(zāi)、地震或其他突發(fā)事件）時(shí)，這個(gè)基于BIM技術(shù)的接口可以提供快速響應(yīng)方案，例如指示安全出口、關(guān)閉關(guān)鍵系統(tǒng)等，確保人員和財(cái)產(chǎn)安全。這樣的細(xì)致化運(yùn)營(yíng)平臺(tái)不僅大大提高了建筑物的運(yùn)營(yíng)效率，還為確保建筑物的長(zhǎng)期穩(wěn)定和安全提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

五、結(jié)語(yǔ)

在基于BIM技術(shù)構(gòu)建的項(xiàng)目管理智慧平臺(tái)中，不僅需要深入挖掘BIM技術(shù)的潛能，還需整合GIS技術(shù)并為IoT預(yù)設(shè)接口。BIM，作為一種卓越的可視化技術(shù)，提供了滿足項(xiàng)目建設(shè)和管理全階段需求的視覺(jué)模型，使其在項(xiàng)目的整體生命周期管理中顯示出重要的應(yīng)用價(jià)值。然而，目前這類智慧管理平臺(tái)在實(shí)踐中存在一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題，即它們往往只滿足了基本的管理需求。對(duì)于特定項(xiàng)目的獨(dú)特需求，如何構(gòu)建和定制這樣的平臺(tái)，仍然是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。