從BIM的角度看園區(qū)的信息化建設(shè)——以上海國(guó)際旅游度假區(qū)為例

賈 蓉

(上海市測(cè)繪院，上海200063)

一、引 言

建筑信息模型(building information modeling，BIM)作為一種全新的理念和技術(shù)，受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者和行業(yè)的普遍關(guān)注［1］。我國(guó)工程建設(shè)行業(yè)從2003年開始引進(jìn)BIM技術(shù)，國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃和“十二五”建筑信息化發(fā)展綱要中也將BIM技術(shù)納入研究?jī)?nèi)容。2014年10月29日，上海市人民政府辦公廳正式發(fā)布《關(guān)于本市推進(jìn)建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》，并于2014年12月1日起正式施行，進(jìn)一步推動(dòng)了BIM技術(shù)在上海市建筑工程行業(yè)中的應(yīng)用。BIM在建筑業(yè)的廣泛推廣，也引起了眾多相關(guān)行業(yè)的關(guān)注，地理信息行業(yè)對(duì)BIM技術(shù)如何融入GIS應(yīng)用展開了深入研究［2-4］。

基于對(duì)各種信息的承載能力，BIM將整個(gè)建筑相關(guān)的信息和設(shè)計(jì)文檔存儲(chǔ)在集成數(shù)據(jù)庫(kù)中，為構(gòu)建各個(gè)專業(yè)協(xié)同工作提供了統(tǒng)一的平臺(tái)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了各專業(yè)的信息共享，促進(jìn)了建筑物與設(shè)施的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、監(jiān)理和運(yùn)維的信息全生命周期業(yè)務(wù)協(xié)同應(yīng)用模式的發(fā)展［2］。因此，BIM帶來(lái)了一種新的建筑管理思想，即建設(shè)工程生命周期管理(building lifecycle management，BLM)［5］。

園區(qū)建設(shè)作為后城鎮(zhèn)化建設(shè)階段城市發(fā)展的推進(jìn)器，在體系結(jié)構(gòu)和發(fā)展模式上都是城市在一個(gè)小區(qū)域范圍內(nèi)的縮影。2014年9月10日，上海市政府公布了《上海智慧城市建設(shè)2014—2016年行動(dòng)計(jì)劃》，園區(qū)的建設(shè)也進(jìn)入了“以人為本、全面感知、內(nèi)生發(fā)展、智能協(xié)同”的新階段［6］。本文將BIM對(duì)建筑全生命周期的管理理念運(yùn)用到智慧園區(qū)的建設(shè)中，充分發(fā)揮三維GIS在園區(qū)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)等階段的場(chǎng)景展示及空間分析等作用，突破BIM輔助技術(shù)人員對(duì)單一建筑實(shí)體的過(guò)程和質(zhì)量控制，拓展到對(duì)整個(gè)園區(qū)宏觀的工程進(jìn)度和完成質(zhì)量的管理，更適用于園區(qū)管理者。

上海國(guó)際旅游度假區(qū)圍繞上海市建設(shè)世界著名旅游城市的發(fā)展目標(biāo)，以上海迪士尼項(xiàng)目為核心，是一個(gè)集主題游樂(lè)、旅游度假、文化創(chuàng)意、商務(wù)會(huì)議、商業(yè)零售、體育休閑等產(chǎn)業(yè)于一體的綜合型園區(qū)，將與虹橋商務(wù)區(qū)、世博后續(xù)開發(fā)區(qū)等區(qū)域共同成為上海未來(lái)發(fā)展的重要區(qū)域。該項(xiàng)目自2011年開始投入建設(shè)，為保證建設(shè)期間施工質(zhì)量和提高管理效率，上海國(guó)際旅游度假區(qū)管委會(huì)在項(xiàng)目建設(shè)之初，便在管理中引入了智慧園區(qū)的管理理念，在上海市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)基礎(chǔ)上，建立園區(qū)的信息管理平臺(tái)。本文將以該平臺(tái)在園區(qū)建設(shè)階段及運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的應(yīng)用為例，介紹BIM全生命周期管理理念在智慧園區(qū)建設(shè)中的應(yīng)用。

二、全生命周期的智慧園區(qū)建設(shè)應(yīng)用

園區(qū)的管理與城市管理相類似，也是全方位、多層次的，園區(qū)管理半徑與管理縱深較大，作出準(zhǔn)確決策的難度隨之增加，園區(qū)管理單位所承擔(dān)的責(zé)任，與基層地方政府所承擔(dān)的責(zé)任非常近似，不僅要負(fù)責(zé)整個(gè)園區(qū)的管理，同時(shí)還要負(fù)責(zé)園區(qū)的產(chǎn)業(yè)推進(jìn)，招商引資、應(yīng)急處置、內(nèi)部服務(wù)等各種服務(wù)與管理工作，因此必須采用信息化的管理手段，促進(jìn)園區(qū)的管理部門、業(yè)主、合作單位的良性互動(dòng)，本文主要對(duì)GIS技術(shù)在園區(qū)全生命周期管理中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1．地下管線全生命周期管理

地下管線作為地下空間利用的重要組成部分，在可利用的土地資源日漸減少的今天，越來(lái)越得到城市管理者的重視。地下管線的普查是城市管理的一項(xiàng)重點(diǎn)工作，但管線普查由于其測(cè)量對(duì)象的不可見(jiàn)性，普查精度并不高。在普查完成后，由于缺少系統(tǒng)的規(guī)劃和約束機(jī)制，數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新方式存在缺陷、更新資金缺乏保障、各管線權(quán)屬單位的利益難以協(xié)調(diào)等多方面的原因，致使地下管線普查成果往往無(wú)法發(fā)揮作用。

地下管線現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的采集和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)維護(hù)是地下管線GIS系統(tǒng)最直接的需求。上海國(guó)際旅游度假區(qū)在此基礎(chǔ)上，針對(duì)地下管線全生命周期——規(guī)劃、設(shè)計(jì)、竣工和運(yùn)維四個(gè)階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并對(duì)各階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合應(yīng)用:在地下管線建設(shè)期間，通過(guò)對(duì)管線綜合、管線設(shè)計(jì)方案的整理，以及地下管線跟蹤測(cè)量，收集地下管線規(guī)劃、設(shè)計(jì)和竣工數(shù)據(jù)，并通過(guò)對(duì)不同階段管線位置的空間分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)管理部門工程規(guī)劃許可證和竣工驗(yàn)收合格證審批的輔助(如圖1所示);進(jìn)入運(yùn)維階段后，管線數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新結(jié)合浦東新區(qū)掘路開挖報(bào)批制度，確保了數(shù)據(jù)更新的及時(shí)性和全面性。園區(qū)政務(wù)部門、園區(qū)規(guī)劃審批部門、園區(qū)內(nèi)各建設(shè)單位可以在統(tǒng)一的平臺(tái)上進(jìn)行協(xié)同辦公，同時(shí)還能與上級(jí)管理部門進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，并為實(shí)現(xiàn)國(guó)家、省(直轄市)、市、重點(diǎn)區(qū)域(園區(qū))各級(jí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的互聯(lián)互通提供了可能。

圖1 地下管線輔助審批

2．三維規(guī)劃輔助審批管理

上海國(guó)際旅游度假區(qū)內(nèi)建筑密度大，復(fù)雜建筑多，控制性詳細(xì)規(guī)劃這種平面化的指標(biāo)控制手段在空間形態(tài)控制上的缺陷較為明顯，這給這些地區(qū)的規(guī)劃管理工作帶來(lái)了較大的難度。利用先進(jìn)的三維虛擬化、云計(jì)算等技術(shù)建立一個(gè)科學(xué)的、直觀的、高效的三維規(guī)劃管理平臺(tái)，是解決現(xiàn)有大型城市重點(diǎn)地區(qū)規(guī)劃管理難題的重要手段［7］。

三維規(guī)劃輔助審批分為兩個(gè)層次，第一層是對(duì)建筑物定性指標(biāo)的分析，多應(yīng)用在城市空間布局控制和風(fēng)貌景觀協(xié)調(diào)等方面，具體功能為:使管理者可以足不出戶模擬現(xiàn)場(chǎng)人的視角，從景觀敏感位置多視角查看分析規(guī)劃方案的景觀效果是否與周邊建筑協(xié)調(diào)，或利用視線分析、人行模擬等工具對(duì)規(guī)劃方案指標(biāo)進(jìn)行定性分析。上海國(guó)際旅游度假區(qū)以迪士尼樂(lè)園建設(shè)為核心，樂(lè)園區(qū)外配套設(shè)施(如公共配套設(shè)施和主題酒店等)保持與樂(lè)園風(fēng)格一致性，且保證度假區(qū)內(nèi)各角度風(fēng)貌的美感是其建設(shè)期間必須考慮的。三維規(guī)劃輔助審批的第二層次是對(duì)控制性詳細(xì)規(guī)劃指標(biāo)定量的分析，如控高指標(biāo)、退界距離、容積率、分層密度等，這是建筑設(shè)計(jì)的硬性指標(biāo)，不符合的設(shè)計(jì)不能通過(guò)審批，而其中有些指標(biāo)的計(jì)算過(guò)程是復(fù)雜的，將控制指標(biāo)體系賦予三維控制盒，利用控制盒直觀形象地表達(dá)控詳規(guī)劃內(nèi)容，為控詳規(guī)劃提供了表達(dá)和管理基礎(chǔ)［8］，如圖2所示。上海國(guó)際旅游度假區(qū)利用三維GIS結(jié)合對(duì)建筑控制性詳細(xì)規(guī)劃指標(biāo)以三維控制盒的形式進(jìn)行表現(xiàn)，在上海市政務(wù)外網(wǎng)全市三維建筑模型數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)資源的基礎(chǔ)上，完成園區(qū)內(nèi)地上三維建筑模型庫(kù)建庫(kù)工作，圍繞園區(qū)規(guī)劃審批的應(yīng)用需求，為申報(bào)建設(shè)項(xiàng)目的指標(biāo)控制和方案評(píng)估提供三維可視化的輔助管理服務(wù)，以提高園區(qū)內(nèi)規(guī)劃審批的工作效率。

圖2 三維控制盒在三維規(guī)劃輔助審批管理中的應(yīng)用

3．園區(qū)運(yùn)營(yíng)階段的管理

園區(qū)的參與主體包括園區(qū)管委會(huì)、園區(qū)企業(yè)、公共配套和商貿(mào)配套，可歸納為政務(wù)服務(wù)、產(chǎn)業(yè)提升、生活服務(wù)三大類需求，其中，園區(qū)管委會(huì)的信息化需求主要集中在以資源整合和信息共享為基礎(chǔ)的電子政務(wù)、園區(qū)管理、公共服務(wù)、商務(wù)促進(jìn)等。以園區(qū)管理為例，基礎(chǔ)設(shè)施管理、交通管理、安全管理、基礎(chǔ)通信管理等屬于園區(qū)管理中最為普遍的應(yīng)用［9］。

園區(qū)運(yùn)營(yíng)管理階段，三維GIS場(chǎng)景中數(shù)據(jù)種類較多，要求采集各類專業(yè)地物準(zhǔn)確的地理位置，并進(jìn)行分層分類，以配合不同行業(yè)管理者的專業(yè)應(yīng)用。其次，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能調(diào)控使GIS應(yīng)用還需要解決微觀層面上三維數(shù)據(jù)的建模問(wèn)題，這對(duì)三維GIS提出了更高的要求，尤其是建筑物內(nèi)部及內(nèi)部設(shè)施的三維建模問(wèn)題［2］。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，BIM可成為三維GIS重要的數(shù)據(jù)源，BIM可用來(lái)生成數(shù)字城市三維模型，尤其是建筑內(nèi)部設(shè)施模型，BIM將為GIS提供完善復(fù)雜的三維數(shù)據(jù)，GIS與BIM的集成，為GIS發(fā)展帶來(lái)新的生命力［2，10］。

三、總結(jié)和展望

本文介紹了BIM全生命周期管理的理念，并在上海國(guó)際旅游度假區(qū)園區(qū)建設(shè)階段地下管線和三維規(guī)劃審批和運(yùn)營(yíng)階段園區(qū)管理的運(yùn)用中得到了體現(xiàn)。其中建設(shè)階段的應(yīng)用已經(jīng)付諸實(shí)際，并在實(shí)踐中取得了較為滿意的效果;對(duì)運(yùn)營(yíng)階段利用BIM數(shù)據(jù)進(jìn)行建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)及設(shè)施的建模的研究尚處于研究階段，國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)還不成熟，這也為BIM與GIS的集成提出了挑戰(zhàn)。

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