政府級BIM公共服務管理平臺應用實踐
——以上海市楊浦區為例

(上海延華智能科技(集團)股份有限公司，上海 430073)

1 引言

BIM技術是一種應用于工程設計建造管理的數據化工具，通過參數模型整合各種項目的相關信息，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，為設計團隊以及包括建筑運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎[1]，在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用，是世界建筑行業發展革命性及主趨勢，是推動信息化時代城市精細化管理的重要手段。

近些年，建筑行業信息化發展突飛猛進，BIM技術得到了政府和業界的高度重視。在政策的引導和行業的支持下，促進了基于BIM技術的施工管理平臺的快速發展。目前，國內BIM行業的產業平臺主要聚焦于單個項目的施工階段管理工作。通過施工管理平臺并結合項目BIM工作，數字化、信息化管理建設項目[2-3]。使項目的過程、材料、資金、工期等清晰透明，提升項目的管理質量和施工質量[4]，但是針對整體區域性項目群管理的建筑信息模型技術應用管理平臺還是空白。

政府級BIM技術應用公共服務平臺以BIM為信息載體，結合GIS技術、移動互聯技術、物聯網技術等研發建設信息管理平臺，集成建設項目信息數據庫、項目公共服務平臺和項目監督服務平臺，對區域建設工程進行信息化、三維可視化和智慧化管理，為城市應用管理智慧化奠定了堅實的基礎。

2 平臺總體框架

BIM技術應用公共服務平臺利用物聯網、云計算和大數據處理等技術，建設一個綜合性的BIM應用管理平臺，實現GIS與BIM結合的項目群管理、實現基于建筑信息模型的重大風險源監控、自動預警、監測分析等功能、運用BIM技術，實現造價管理、對項目應用建筑信息模型技術后產生的效益(包括設計協同、進度控制和造價管理產生的效益)進行分析。

平臺采用B/S架構，無需安裝任何軟件，通過瀏覽器即可訪問。平臺分為前端和后臺兩部分，其中前端又分為GIS層駕駛艙(項目群管理)和BIM層(單項目管理)。平臺前端主要為用戶向展示區域內各BIM項目的運行情況。政府管理層可以查看所有的項目的數據，對項目進行及時的管控。項目各參與方管理人員可以向專家咨詢問題、上傳項目的模型和文檔，對項目數據進行及時更新。專家可以及時解答項目難題。

平臺后臺主要是維護基本數據，包括用戶管理、項目管理、專家管理、部門管理、鏈接管理、角色(權限管理)和系統日志。

平臺采用五層架構(圖1)，從下到上依次是：基礎環境層、數據資源層、平臺支撐層、業務應用層和用戶服務層。各層功能如下：

(1)基礎環境層：該層主要負責為整個平臺運行提供最基礎的網絡設施環境。

(2)數據資源層：該層主要為平臺提供數據庫服務。

(3)平臺支承層：該層主要是為平臺功能邏輯的實現提供基礎功能支撐，其中，模型渲染引擎為用戶操作模型提供實時渲染支撐； 文件轉換服務為用戶提供三維模型文件轉化和數模分離服務。文件轉換完成后，模型幾何數據和屬性數據分開存儲。

(4)業務應用層：該層主要為用戶提供各種功能，例如試點項目、聯席會議、專家平臺、效益分析、BIM+等等；

(5)用戶服務層：用戶通過瀏覽器訪問平臺。

圖1 平臺功能架構

3 BIM公共服務管理平臺功能

3.1 GIS層駕駛艙(用于項目群的監督和管理)

GIS層駕駛艙模塊是將區域GIS地圖與試點項目的BIM模型交互的模塊，對項目進行三維展示實現對項目群的管理。

3.1.1 區域項目群

在GIS地圖的基礎上，建立BIM項目模型。用戶可以自行2D與3D的切換，對模型進行放大、縮小、旋轉、平移等操作，全方位展示項目信息，進行線上數據管理及展示，如圖2所示。而且用戶還可以通過精確搜索或者模糊搜索對項目進行篩選，選擇項目后與模型區進行聯動定位到模型，查看工程項目建設過程的進度以及發生的質量、安全、文明施工等事件統計，并可以進入BIM層—事件功能模塊查看詳細事件。

圖2 GIS項目群示意圖

3.1.2 專家平臺

建立云端專家庫，展示區域內BIM專家庫內的專家信息，并可以在平臺上與專家進行在線答疑、交流溝通。經過長時間的積累，形成BIM知識庫，推動區域BIM技術應用和發展。

3.1.3 效益分析

平臺采用科學合理的BIM綜合評價體系，通過節約成本、加快進度、提高質量、提高安全性和提高效率5大準則和16個指標體系，對BIM應用進行綜合評價。對項目應用BIM技術后產生的效益(包括設計協同、進度控制和造價管理產生的效益)進行分析，并生成相應的對比分析圖表，可對項目節省的效益有直觀的感受。對項目群或單個項目使用BIM所產生的進度效益進行統計分析并生成相應圖表。如實際工期統計、計劃工期與實際工期的對比等，如圖3所示。對項目群或單項目使用BIM所產生的成本效益分析，如項目實際投資、合同金額與實際投資金額統計等，如圖4所示。

圖3 進度效益分析

圖4 成本效益分析

3.2 BIM層(單項目管理)

BIM層可實現對單個項目進行管理，通過進度管理、質量管理、安全管理、文明施工要點、遠程監控機制、物料管理等模塊，實現工程信息逐步集成的過程，從決策階段、實施階段到使用階段最終形成覆蓋完整工程項目的信息模型，為工程參建方提供一個可以實時掌控項目動態、了解項目進度、查看項目質量安全等問題的平臺。

3.2.1 進度管理

進度管理包括進度計劃、進度追蹤、進度統計、進度糾偏等功能。將BIM模型中的構件按分部分項工程分類，與施工進度計劃(可從project導入)相關聯，對創建好的分部分項設定類型，包含里程碑、一般任務、關鍵工序和重大風險源四個類型，如圖5所示。對于關鍵工序，可以選擇預先設定好的關鍵工序的分部分項。這樣可以在進度計劃做好以后，針對于關鍵工序的分部分項發送自動事件進行提醒。精確到構件級，實現三維動態施工模擬。同時，可通過平臺將每周任務發送給參建單位相關責任人，隨時隨地查看相關項目成員和計劃的執行情況，施工單位人員可在平臺中對任務逐個銷項，監理單位和建設方可通過平臺進行進度追蹤和糾偏，實現項目建設過程中的每一環都可追溯的同時，有效地保證工程進度。

圖5 進度管理

3.2.2 質量管理

通過搭建建設領域各細分行業質量控制點，使其與分部分項工程一一對應。隨著施工推進，通過平臺推送質量控制任務推送給相關責任人，實時指導現場施工。同時，可對施工現場發生的質量事件進行記錄、上傳，并將相關問題與BIM模型中構件相關聯，便于及時對現場問題進行處理和整改以及日后對問題的追溯。經過一段時間的運行后，針對出現的問題，形成質量通病庫，為以后的工程建設提供參考,如圖6所示。

圖6 質量管理

3.2.3 安全管理

通過搭建建設領域各細分行業重大風險源數據庫要點，使其與分部分項工程一一對應，隨施工推進，通過平臺推送安全控制任務推送給相關責任人，實時指導現場施工。同時，可對施工現場發生的安全事件進行記錄、上傳，并將相關問題與BIM模型中構件相關聯，便于及時對現場問題進行處理和整改以及日后對問題的追溯。經過一段時間的運行，針對出現的問題，形成安全通病庫，為以后的工程建設提供參考,如圖7所示。

圖7 安全管理

3.2.4 文明施工

通過搭建建設領域各細分行業文明施工措施要點，使其與分部分項工程一一對應，隨施工推進，通過平臺推送任務推送給相關責任人，實時指導現場施工。同時，可對施工現場發生的文明施工等事件進行記錄、上傳，并將相關問題與BIM模型中構件相關聯，便于及時對現場問題進行處理和整改以及日后對問題的追溯。進行文明施工相關文檔的查詢及編輯。經過一段時間的運行，可以形成文明施工通病庫，為以后的工程建設提供參考,如圖8所示。

圖8 文明施工管理

3.2.5 遠程監控

在平臺中整合主體結構、周邊環境、場地布置、圍護結構、道路管線等BIM模型，搭建監測模型，并將監測點與其所監測的實體構件相關聯，將監測結果實時反映到三維場景，同時形成各種監測結果的分析報表，支持將報表導出PDF等格式，方便日后對監測數據進行查看。并且按安全隱患的級別自動推送給相應的管理人員,如圖9所示。

圖9 遠程監控管理

3.2.6 物料管理

該模塊主要有以下功能：

(1)物料計劃

在線項目的物料信息，如設備的規格型號、資產編碼、計劃進場時間、供應商等，并與BIM模型進行綁定。

(2)物料溯源

通過將所消耗的物料與BIM模型的綁定，可以追溯到各物料的詳細使用情況，便于日后對物料的使用進行溯源。

(3)物料統計

結合工程的進度管理，記錄工程所消耗的人材機等信息。幫助用戶了解工程中物料的使用情況。

圖10 物料管理

4 結論

BIM技術應用公共服務平臺前端構架主要包括GIS層和BIM層。GIS 層駕駛艙實現對項目群的管理。駕駛艙內可以查看楊浦區BIM 試點項目以及楊浦區BIM 發展現狀和發展史。通過BIM層對項目進行精細管理，包括項目參與方人員、進度、模型、質量、安全、文明施工等。

目前楊浦BIM技術應用公共服務平臺已經開發完成，處于試運行狀態。試運行期間已有6個試點項目的BIM數據與平臺成功對接，供平臺試運行使用。平臺正式運行之后，剩余20個試點項目將依次與楊浦BIM技術應用公共服務平臺進行數據對接。

政府BIM技術應用公共服務平臺的建立，讓政府建設建管主管部門及時掌握轄區內全局建設項目里程碑信息和建設情況，有效管理施工現場質量、安全、文明等問題； 同時能通過進度對比分析提供施工進度及優化指導。同時，項目產品不受地域、平臺、終端及瀏覽器的限制，可以讓用戶隨時使用； 不需要安裝對應軟件，支持40多種文件格式，可以讓用戶快速打開各種來源的模型； 并且具有可靠的可視化解決方案，讓傳遞、分享、協同和溝通更加便利和高效。