市政項目中的信息技術應用

我國目前正處于城市化和工業化快速發展階段，隨著城市化進程的不斷加快，隨之而來的傳統的設計和施工方法的弊端不斷的顯現。實際上，BIM技術在市政方面的應用還是屬于粗泛應用階段，像團隊組建、軟件準則和應用方向這些都還是在一個探索階段，本文就以上海市城市建設設計研究總院（以下簡稱上海城建總院）作為背景案例，談談市政工程中的信息技術應用。

市政基礎設施工程有很多特點，如工程項目體量大，投資高，涉及的專業多，像交通項目經常會碰到20多個配合的專業一起完成，同時，市政基礎設施工程項目對周邊環境影像也比較大，就像市政工程要涉及到管線的搬遷或者是周圍要不要拆遷等，還有就是交通組織和施工組織困難。所以說像這樣的工程項目中其實應該是全生命周期應用BIM技術才可以體現出更大的效益。

上海城建總院曾經跟設計單位做過溝通交流，對上海的業主比如說上海公路投資、城投集團還有路政局等業主進行了拜訪，這些業主明確表示非常支持BIM應用于項目中，更希望BIM技術應用在施工和運維階段，他們希望將資產管理應用到運維階段，像路政局更加希望是通過BIM技術用到反饋階段。

市政BIM發展策略

實際工作中，有些業主明確表示項目要制訂一些發展策略。以上海城建設計研究總院為例，它是從事城市基礎設施勘察設計為主的綜合性設計咨詢研究單位，它涵蓋了一般市政工程的各個領域。在2011年，上海城建總院以一個總承包項目做依托項目開始進行BIM的培訓和學習，在當時，BIM項目實際運用于市政項目的案例很少，所以第一個應用BIM的項目成功獲得了業主的高度評價，這個項目的應用帶動了上海城建總院其他專業的發展。

2012年，上海城建總院組建了一個BIM中心，由總院領導來直接引導BIM中心的規劃和方向，同時，各個專業院都有一個BIM小組，每一個專業院每一年都有一到兩個項目來實施BIM技術，這對于上海城建總院應用BIM技術來說有一定的推動性。在規范和目標方面，上海城建總院秉承規劃先行、目標長遠的總體原則，首先制定了三年BIM計劃，即達到市政工程行業領先水平，就是在不影響生產任務的情況下，以重點項目為試點實現技術突破、建立項目標準，通過這樣的項目級BIM應用，針對特定項目與特定協議，關注技術的實現與突破，從而實現五年BIM計劃，即增強設計引領能力，提升企業核心競爭力，也就是所謂的企業級BIM應用。通過資源整合、流程再造，提升BIM應用價值，建立企業級BIM應用標準，實施基于BIM的工作流程，最終提升企業綜合競爭力。

從提升上海城建總院綜合競爭力的高度，上海城建總院制定了利于BIM發展的相關制度，明確重大項目一定要用BIM技術來做應用，表1是2013年7月份的上海城建總院BIM項目信息表，從表中可以看出，目前上海城建總院已經有22個項目應用了BIM技術，比如說迪斯尼水處理廠、徐家匯交通樞紐工程、蘇州有軌電車工程以及上海世博會地下空間項目等都已經應用了BIM技術。

表1

上海城建總院還專門搭建了BIM信息交流平臺，院內BIM項目信息可以發布到BIM信息交流平臺，根據項目進度隨時更新，此外，上海城建總院還有一些規章制度來支持BIM技術在院內的應用發展，比如例會制度，定期召開周例會與月例會，每個月支持BIM小組一起開例會看每一個項目的進展情況如何；脫產培訓制度，要求所有專業院每年抽出一定比例的人脫產一定時間，專門培訓BIM技術應用能力，如此一來，推動了上海城建總院BIM發展的步伐。

上海市城市建設設計研究總院工程總承包部BIM負責人秦雯對記者說：“在一些重大項目中我們也有BIM來做示范作用，這些示范作用也推動了上海城建總院BIM技術的發展。在BIM應用上我們更加是著重廣度和深度。”目前，上海城建總院有多個專業應用了BIM技術，包括給排水工程，如迪斯尼水處理廠、沈杜泵站、大連路泵站等項目；隧道工程，如陳翔路地道、虹梅南路隧道、北翟路隧道、北橫通道等；道橋工程，如奉浦大道金匯港橋；地下空間工程和軌道交通工程等。

BIM技術可以把傳統的設計要求做精、做實、做新，傳統項目就從設計直接開始，但是對于前期的勘察信息這些都是比較忽視的。以上海北橫通道新建工程為例，該項目利用BIM技術實現了勘察物探數據的錄入，建立完整的道路沿線市政設施，并提供最詳實的勘察數據，減少與現狀的沖突。

國內最早將BIM技術應用于施工招標的項目之一——迪斯尼水處理廠，它是最大的市政項目也是施工招標的項目，這個項目中嚴格按照迪斯尼業主制訂的標準來實施，把這個流程做到施工圖的深度。做深就是在這個項目中實現了BIM變革設計流程，在這個項目中直接用BIM來進行設計，直接從BIM模型導出，并且還通過互動三維模型直接復制圖紙，提升了出圖的質量。“此外，在招標的基礎上還附帶了工程量，這樣新穎的模式業主也很感興趣，他們主動要求我們把這個項目介入到施工階段，所以這是一份設計合同最后變成了一個施工總承包的合同。”秦雯說到。

技術帶來變革

BIM應用的廣度要結合設計施工總承包項目來實現全生命周期的應用，規劃、設計、施工、運維階段都要利用BIM運用下去。上海城建總院第一個總承包項目有一個特點是在不同深度都會有BIM來應用。秦雯解釋到：“通常大家都會覺得設計院的BIM項目單單只用到設計階段，就會覺得對室外應用很好，我們把這個帶到工地上去，把它一個BIM軟件和BIM硬件相結合還有三維激光掃描和三維打印結合起來應用，三維激光掃描技術與BIM技術結合應用，從設計到施工提供可靠依據，基于BIM模型進行三維打印，快速成型。”

通過這些應用上海城建總院已經有一些成果，例如已經出版的書籍《建筑信息模型BIM叢書》之《市政工程應用解析篇陳翔路地道工程案例》，同時，上海城建總院也參與編寫“十二五”職業教育國家規劃教材《BIM理論與應用》，并在《中國市政工程》、《 土木建筑工程信息技術》等刊物發表論文多篇。此外，上海城建總院也參與了上海市科委科研課題《數字化樂園建設關鍵技術研究》子課題；上海市建交委科研課題，申請了六項BIM相關專利，獲得了“創新杯”最佳企業BIM應用、最佳拓展應用、基礎設施BIM二等獎。

BIM到底能為工程項目帶來哪些收益呢？以陳翔路地道工程為例，該項目依托EPC工程，探索全生命周期應用。陳翔路地道工程位于上海市嘉定區南翔鎮陳翔路，總長500m。主要涉及下穿滬嘉高速公路、軌道交通11號線地道一座。工程內容主要包括道路、排水、地下通道、地道泵站，同步實施公用管線、綠化、照明、交通標志標線等附屬設施。

它的難點主要是要保證交通的順暢，不能把交通閉塞掉，還要讓11號線不受到影響，在這個項目中上海城建總院就把BIM分析、施工都進行了利用，通過不同軟件都可以做到。秦雯介紹到，首先從設計往前延，延到勘察階段建立了地質模型，把廣告信息和地質信息都放入進去，這就可以很直觀從這個模型中跟現狀進行比對來了解它是什么樣子的。另外通過相關軟件來結合把它作為維護和結構的模型，把這個BIM模型與計算軟件進行了設計分析，通過和常規軟件進行比對發現他們的成果得到了論證也是真正做到了事實意義上的BIM設計。

上海城建總院還做了交通模擬，就是地形模型換了一個環境分析進行交通模擬。并和模型直接組成一個施工圖，上海城建總院把BIM帶到一個工地上去率先讓機器人應用于市政工程，將基于BIM這三類發現他的效率和精度比普通的要擴大2到3倍，在現場直接使用。上海城建總院還同樣進行了三維激光掃描與BIM技術結合應用。將BIM與施工管理結合，在現場還有很多監控點進行現場智能化的監控，同樣通過一個移動平臺可以查看現場實際的應用情況。

背景資料

上海城建設計研究總院1963年創立以從事城市基礎設施勘察設計為主的綜合性設計咨詢研究單位，13個專業院和工程總承包部(覆蓋了一般的市政工程的各個領域)，8個職能部門3家外省市分院和駐外機構（天津分院、浙江分院、海西分院）。上海市企業技術中心、博士后工作站等（研發）機構；職工總數近1200人：各類專業技術人員700余名，其中，高級工程師以上人員200余名，始終位于上海市勘察設計單位綜合考評前10名 。首批被授予上海市優秀公司，并連續榮膺此光榮稱號。

另一個應用案例是徐家匯交通樞紐工程，這個項目特點是結合軌道交通項目，發揮BIM優勢。徐家匯是上海繁華地區，徐家匯交通樞紐工程主要難點有三線交匯，五層站廳，新舊結合，其中11號線新建站為5層站廳，且需要與港匯地下室拼接；9號線站廳在現有港匯地下室中改造；新建站與改建站的拼接。這個項目BIM應用工程范圍包括軌道交通11號線徐家匯站新建工程；軌道交通9號線徐家匯站改建工程；港匯廣場換乘通道改造工程以及地下部分新建建筑面積41505.9平米。這項目的應用點是從規劃、設計、運營都進行應用。很多方面的應用其實都是向業主提出的，他們希望可以做更多的應用。

徐家匯交通樞紐工程的項目級應用規劃主要有BIM實施的基礎構架、BIM應用目標、BIM模型的建模細則、BIM實施的工作流程與協調機制和BIM實施的保護措施實施規劃。在前期根據物探數據，創建管線與土層的現狀BIM模型，分析地鐵維護與現狀管線、土層的關系，為維護設計、分析管線搬遷及車站埋深的提供設計依據。可視化是BIM最基本的功能，用它來檢驗車站展臺標識的設置和視覺效果，還有扶梯周圍的布置對于乘客的疏散，這樣會做到更加人性化的設計。

上海城建總院在2013年7月5號通過暢游網組織了主題為“BIM技術如何落地”的BIM沙龍，探討了當下關于BIM應用發展的多個重要議題，例如BIM收費標準、BIM軟件的制約問題、建設項目各參與單位的BIM協作機制以及BIM三維審圖等，現在提到一些問題將來會解決掉，因為BIM的發展將會對我們社會效益和經濟效益帶來很大的驅動力。