BIM技術在公路工程造價管理中的應用探索

曹繼亮

（湖南省郴州公路橋梁建設有限責任公司，湖南郴州 423000）

BIM技術在公路工程造價管理中的應用探索

曹繼亮

（湖南省郴州公路橋梁建設有限責任公司，湖南郴州 423000）

公路是我國重要的基礎設施建設，公路設施的完善極大地促進了全國建設市場的統一，推動了各地區經濟的發展，改善了人們生活。公路工程建設屬于高能耗功能工程，工程建設中存在嚴重的資源浪費問題，不僅加劇我國日益嚴重的資源緊張問題，也使工程造價均超出了預期，嚴重影響工程建設的經濟性。基于BTM技術基本原理及優勢介紹，研究其在造價管理中的發展趨勢，并對其在公路工程造價管理各個階段中的具體應用進行探討。

BIM 公路工程 造價管理 數字地面模型（DTM） Revit 設計信息模型

公路工程建設屬于高能耗功能工程，工程建設中存在嚴重的資源浪費問題，建立一個基于BIM技術的公路工程造價管理平臺是非常必要的，BIM技術在公路工程造價管理的應用不僅可以實現公路決策及設計階段概預算的精準性，還能對施工及結算階段提供統一的計算模型，從而實現公路工程各階段造價管理的一體化、智能化管理，打破工程相關主體之間的溝通障礙，實現對公路工程全壽命周期的造價管理。

1　BIM技術的基本概念及發展優勢

1.1BTM技術介紹

BIM技術是指建筑信息模型（Building Information Model）技術，是一種建立于工程項目信息基礎上的三維建筑模型，BIM不僅是一個模型，它更是一個過程，能夠詳細、真實地反映出工程各個項目的信息［1］。BIM技術主要包括三個功能，一是BIM技術是基于數據標準和可操作性的基礎上構建的數字信息模型，包含并共享工程建設的所有信息。二是對所有建筑信息進行整合的數字化模型動作，任一工程建設主體均從該模型內獲取或更改信息內容，滿足工程建設需求，確保工程建設順利進行；三是科學的工作系統，工程建設主體間可通過BIM系統實現有效溝通和信息共享，在項目全生命周期內協作完成工程建設，提高工作和和決策的效率，提高管理決策和管理行為的科學性。

1.2BTM技術基本原理

公路工程是指公路構造物的勘察、測量、設計、施工、養護、管理等工作，涉及多個不同專業。公路工程建設也需經歷決策到竣工等多個不同階段，不同的專業或建設階段對相同信息的處理方式不同，容易造成信息冗余，不同專業間或建設階段之間的信息傳遞及共享存在障礙。而BIM技術通過建立以信息為核心的模型，該模型由單個構件或物體等基本元素構成，構件或物體的物體特性、幾何信息、成本信息、施工要求等內容均轉化為參數，以參數表達。BIM技術對構件或物體的參數信息進行處理并整理歸類，集中存儲在模型數據庫內，形成數字化模型。基于BIM模型的公路工程項目管理系統可以根據需求修改參數和構建信息，避免數據信息冗余，方便各個建設主體間的信息交流。

1.3BIM技術優勢

一是工程整體設計更加直觀。設計人員可以使用BIM技術一次性表達出工程項目設計的所有建筑構件，工程建設主體可以直觀的了解工程的整體情況。二是兼容性強，BIM技術可支持個專業不同軟件設計需求，如在IFC標準下建立的模型可實現不同應用程序間的數據轉換和共享，使工程建設全生命周期使用的所用信息相互關聯。三是為相關人員提供信息交流和共享的平臺。BIM模型集成了整個項目的信息和整套設計文檔，信息均經過參數化轉化，使信息相互關聯，并實現各種運算，避免信息重復處理和信息損失，提高工作效率。

1.4BIM在造價管理中的發展趨勢

工程造價管理工作是一項系統復雜的工作，造價管理覆蓋工程建設全壽命周期，因而BIM技術在造價管理中的應用不僅僅是應用于工程量統計和造價分析的廣聯達、魯班、Solibri造價管理軟件，而應是一系列軟件的集大成者，僅適用單個軟件無法最大限度發揮BIM技術的價值，因此BIM計數在造價管理上不僅僅是對工程量計算、材料造價管理、綜合單價分析、成本決策分析服務，更是對工程全生命周期造價的管理，涉及工程建設的各個方面。

2　公路工程造價管理的現狀及其劣勢

2.1公路工程造價管理的現狀

公路工程計價相對于建筑工程而言存在工程量計算不嚴謹、算量軟件不成系統等缺陷，所以對公路工程各階段的計量問題爭議較大。例如變更及設計修改部分的計量，許多公路工程實際施工中，許多業主未及時確認已完成的工程量及其價值，施工單位無法及時獲得變更等增加工程量的工程款而導致資金短缺，影響整體施工進度。計量人員僅根據相關工程量清單進行計量，導致計量結果與事實不符。

在施工階段的工程量計量上，措施項目費用難以通過固定單價精準計算，如模板支架等費用，只能以一個粗淺的費率算入某一細目工程的綜合單價內［2］。公路工程存在大量的變更項，變更項目會引起工程量及措施費用的極大變化，甚至遠超出合同清單范圍。招標方在工程量清單中不會提供準確的工程量，而施工單位的投標報價往往也缺乏對變更的預見性及措施項目費用的明確性，導致工程竣工結算階段對合同價款進行漫長的調整，就出現了通車后三四年，工程結算及審計仍未完成的奇怪現象。

另外，當前公路工程的造價管理在項目建設的全壽命周期上存在極大的分歧或不統一，設計、招標、施工階段的造價數據銜接不到位。往往設計圖紙中的工程數量一經施工單位復核就出現極大的缺失或漏項，從而造成各參建方對設計圖紙產生極大的不信任。

2　2 BIM技術應用于公路工程造價管理的劣勢

2.2.1公路工程在圖形算量、三維算量方面的落后

建筑工程建設與公路工程建設存在很大差別，建筑工程圖形算量、三維算量的科學性反復論證公路工程算量方法也能實現圖形算量或三維算量，而在當下，公路工程各分部分項工程的算量都而停留在列表法計算的模式下。在科學技術飛越發展的今天，建立一個基于BIM技術的造價管理信息模型是公路工程造價管理的當務之急。

2.2.2與建筑工程對比公路工程建立BIM模型建立的難度過大

公路工程是布置于地球表面的帶狀構造物，公路工程建立BIM模型必須基于公路工程所跨越的不同地貌、地形、地質，建立其繁長的數字地面模型（DTM）。其跨越的不同區域形成了不規則性強、跳躍性大、斷裂性多，里程長、對高程差值計算要求高等特點，這些特點導致公路工程BIM模型對精確合理性、構網速度、模型內插速度及精度有更高的要求，甚至需采用到更高配置的計算機系統。常用數字地面模型構建主要包括：基于不規則三角形的建模、基于規則格網的建模兩種，這兩種在公路工程構建數字地面模型中存在一些缺點。基于格網建模的缺點為不能完全準確地表示地形結構和細節，陡峭斜坡、大斷裂線地區覆蓋能力差。基于不規則三角形的建模的缺點為數據量大，數據結構復雜，在大范圍、小比例的公路工程數字地面建模中的難度大。

3　BIM軟件在公路工程造價管理的應用與探討

3.1公路工程BIM的建立及與造價管理系統對接的探討

現階段，公路工程設計軟件如緯地、海地等，均是在建立了數字地面模型的基礎上智能布線、穿插結構物。但均存在一個共性問題：精準性太差，尤其是設計的幾何信息模型與數字地面模形的拼接部位，而所有數字地面模型的建立最初都是在CAD二次開發軟件南方CASS成圖軟件中形成的。而當前，使用最廣泛的BIM建模軟件當屬Autodesk Revit，而采取CASS與Revit對接，則可在數字地面模型上完美地建立設計信息模型。首先，以動態GPS-RTK系統或航測采集DTM三維數據，將連續地面轉化為散點三維坐標，然后將各測點編碼并在CASS中展點，準確地建立各地形及各部高層，建立正確的數模。其次，導入Autodesk Revit，就可以在Reivt architecture軟件平臺下自由自在的設計我們的公路工程BIM了。

我們最終的目的是要讓BIM運用于公路工程的造價管理，所以在完成上述步驟后，還需進一步研究BIM與相關造價管理軟件的對接，比如同望WECOST、縱橫等軟件。而由于公路工程造價管理軟件必須得讓各參建方按權限使用，則需要將現有的造價管理軟件從C/ S結構轉換成B/S結構，并使得BIM模型能在B/S結構中讓各參建方按相關權限進行操作及修改，這樣，我們的BIM技術運用于公路工程造價管理就能真正實現。

3.2BIM在工程造價管理各階段的應用探索

3.2.1BIM在決策階段的應用

決策階段，建設單位可根據BIM模型集成項目方案與財務，修改相關參數，獲得方案投資效益質保，提高決策水平。投資決策階段的關鍵在于合理準確地估算投資，基于BIM數據模型可利用其可視化和模擬性特點，在模型中查找相似工程造價信息，參照既往工程單方造價，估算投資總量。如有多個投資方案，可使用BIM模型綜合對比各個方案的優缺點，選擇更加經濟的方案。另外，由于公路工程建設存在不可預見的費用，基于BIM模型還要有效預見工程項目建設過程中可能存在的風險，降低不可預見費用投入［3］。

3.2.2BIM在設計階段的應用

在設計概算上，設計人員可將完善后的設計模型導入至BIM模型內，得出工程量文件，在通過模型對比投資估算項目概算書。另外，還可使用BIM模型對設計成果進行檢驗，減少設計中的碰撞問題，及時發現錯誤設計，為后續施工圖預算打下基礎。在施工圖預算管理上，可通過分布式BIM模型，將傳統施工CAD圖導入至模型，建立成本模型，再套取相應清單定額，軟件自動完成扣減、分類匯總，得出粗造價格文件。再將粗造價格文件導入BIM模型內，得出最終項目造價，節省計算時間。

3.2.3BIM在工程招投標階段的應用

使用BIM模型抽取項目工程量全部信息，從軟件中獲取最接近市場的價格編制標底，確定每個單位工程準確無誤后生成招標文件。生成招標文件前對標書的合法性進行檢查，如清單是否有空項、工程量有無小于1等。使用系統“反查”功能檢查問題界面，及時修改問題，從而快速生成招標文件。其后，將BIM模型及工程量清單儀器發放給投標單位，投標方再根據自身情況填報單價。由于BIM模型構建與工程量信息關聯，可利用BIM模型快速核準招標文件中工程量清單的正確性。另外，生成投標文件的過程與招標過程相似，也可對投標文件檢查合法性及招投標文件是否一致，發現兩者不一致地方［4］。例如，招投標的工程量是否一致。形成有效的招投標文件后，可支持多種格式輸出，或直接打印。

3.2.4BIM在公路施工階段的應用

在工程結算方面，管理人員將粗造文件導入算量軟件后可直接顯示框圖出價，并在模型中直接勾選所需內容，直接獲取工程任意部分的工程量及其造價，實現按時結算以及根據工程進度采購建材及按時、按額領取建材。還能及時編制資金計劃、采購計劃、勞動力等，實現真正意義上全過程造價管理。在工程變及索賠上，例如更改公路路基墊層厚度，填土層厚度增加導致各類集料使用量增加，工程量也須從星計算和匯總。使用BIM模可直接在使用尺寸修改功能，實現填土層厚度替換，自動計算工程量信息。工程量變更后將重新導入到造價軟件內，重新計算造價。對于不同施工方可使用同一BIM模型，增加時間進度和成本信息管理功能，分析統計各個階段成本費用，并使用BIM模型管理支付施工款進度，避免出現超付或延付問題，避免工程索賠。

3.2.5BTM在竣工結算階段的應用

將工程構件、施工進度、材料、生產商等價格信息輸入BIM模型內，工程竣工階段對BIM數據庫內所有數據進行整合，可直接獲得項目真實造價情況。例如檢查混凝土使用量，使用BIM模型內框架出圖功能，選中公路工程需要效果混凝土的選項，從而獲得混凝土使用總量，如若雙方獲得的總量數據不一致，可意義分別計算各個分項目所用混凝土，再找出總量差異較大的原因。該方法不僅降低人工預算工作強度，精確性也更高。

4　結語

基于BIM技術的優勢，隨著我國工程建設行業市場化不斷提高，BIM技術在公路工程建設中的應用范圍也將不斷擴大，規范建筑單位工程造價行為，提高造價管理效率。同時BIM技術的應用也將更加有利于監管部門對行業的監管，遏制徇私舞弊。因此，將BIM 技術用于公路工程造價管理是勢在必行。

［1］李斌強.BIM技術在高速公路機電工程中的應用探討［J］.中國交通信息化，2015（05）：33-34.

［2］任非，宋莎.BIM技術在工程造價管理中的應用［J］.安徽電子信息職業技術學院學報，2015（03）：38-41.

［3］艾新，張德海，韓進宇.基于BIM的全過程造價管理應用探索［J］.建筑與預算，2014（05）：14-18.

［4］李靜，方后春，羅春賀.基于BIM的全過程造價管理研究［J］.建筑經濟，2012（09）：96-100.