綜合管廊項目前期策劃階段BIM應用分析

彭威

摘要：綜合管廊項目具有投資大、工期長、社會關注度高等特點，因此前期策劃階段項目管理具有較高的經濟和社會價值。BIM具備其強大的可視化、協同性、模擬性等特點，相較于設計和施工階段，BIM在綜合管廊項目前期策劃階段的應用能夠更大程度發揮BIM的價值。本文順應當前綜合管廊項目和BIM技術的發展趨勢，提出前期策劃階段中應用BIM技術的具體流程，針對綜合管廊項目呈線性分布的特點，提出BIM+GIS的應用方案，針對BIM技術模擬性的特點提出BIM在設計方案優化中的應用點。本文提出的綜合管廊項目前期策劃階段BIM的應用流程和應用點，將作為設計和施工階段BIM應用的有效補充，促進BIM技術在綜合管廊項目全生命周期的應用，最大程度發揮BIM的應用價值。

Abstract： The integrated pipe corridor project has the characteristics of large investment， long construction period and high social attention. Therefore， project management in the early planning stage has high economic and social value. BIM has strong visualization， collaboration， simulation， and other characteristics. Compared with the design and construction phase， BIM can make greater use of BIM's value in the application of the early stage planning of integrated pipeline projects. This paper complies with the current trend of integrated pipeline projects and BIM technology， proposes the specific process of applying BIM technology in the early planning stage， and proposes a BIM+GIS application scheme for the BIM technology simulation aiming at the linear distribution characteristics of integrated pipeline projects. The characteristics of the application of BIM in the design program optimization. The application process and application point of BIM in the preliminary planning stage of the comprehensive pipeline project proposed in this paper will be an effective complement to BIM application in the design and construction stage， and will promote the application of BIM technology in the overall lifecycle of the integrated pipeline project， and maximize the application of BIM.

關鍵詞：綜合管廊；BIM應用；前期策劃

Key words： integrated pipe gallery project；BIM application；CDIO；early planning stage

中圖分類號：TU990 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）29-0008-03

0 引言

綜合管廊具有體量大、投資回收期長的特點，前期策劃階段的項目管理對項目目標的實現具有重大意義。將BIM（建筑信息模型）技術與綜合管廊工程項目相結合，有助于BIM技術發揮其價值，改善信息傳遞效率，減少信息傳遞損耗。

綜合管廊項目中BIM技術應用的關鍵在于整合項目各個參與方，打通傳統工程管理模式下“竹節式”的信息傳遞狀態。應用BIM技術整合各個參與方的信息，并依靠BIM軟件間信息共享打破信息孤島，構建項目共享管理平臺。然而現階段BIM應用主要集中在綜合管廊項目的設計及施工階段。如姜天凌等人依托海東市綜合管廊項目，利用MEP（機電）插件進行交叉路口處管道模型建模，減少管線錯漏及管線標高錯誤的出現，并可實施查看管道信息及管道間凈距[1]；朱記偉等人從協同設計流程、協同設計應用點等方面探討了BIM技術在綜合管廊設計中的應用[2]；王能林等人則論述了BIM技術在綜合管廊工程設計、運營階段的應用，指出可利用BIM技術進行綜合管廊預制構件的拆分和深化設計，并可利用RFID技術（無線射頻識別）對管廊生產信息進行動態管理[3]；陳瑤等人指出可利用BIM技術進行施工模擬、信息集成，以實現對綜合管廊項目的質量控制[4]。

可以看出，BIM技術在綜合管廊項目前期策劃階段的應用較少，尚未和設計和施工階段整合形成BIM整體管理體系，未真正發揮BIM技術的應用和價值。因此，本文將綜合管廊項目與BIM技術相結合，建立適合于政府投資項目中BIM技術應用的組織管理形式，有利于BIM技術的推廣，打造政府主導投資項目管理的新思路，具有一定的實踐價值和意義。

1 綜合管廊項目前期策劃階段BIM應用流程

項目前期策劃是指在項目開始之初，依據業主方的要求，通過對項目進行全面系統分析，對項目整體進行運籌、規劃，以期實現項目進度、成本、質量三大目標的最佳組合。綜合管廊項目作為市政基礎設施的一種，建成后關系到區域內居民的生產生活，因此項目的前期策劃就顯得尤為重要。

BIM技術信息集成及虛擬可視化的優點可有效緩解項目前期策劃階段所面臨的問題。基于BIM的綜合管廊項目策劃流程主要分為信息輸入、信息集成、信息獲取和決策四個環節（如圖1所示）。整體應用基于BIM的PMIS（項目管理信息系統）平臺，各單位在客戶端進行本專業權限范圍內的信息輸入與獲取。

在信息輸入中，除地質勘查信息需要由勘察單位輸入外，其余信息均由業主方輸入，項目報有關部門進行規劃審批，獲得項目規劃紅線、用地指標，同時，由于綜合管廊項目設計規模的確定需要考慮未來區域內各用地性質，從而根據經濟發展水平，預測未來區域內人口數量，所以要求城市各級規劃越詳盡越好。

BIM數據庫將輸入的信息進行分類集成，省去了設計方查閱尋找各類資料的時間。設計單位可以直接利用項目平臺上的信息進行設計，同時利用BIM軟件，對方案進行綠色建筑的分析，并初步計算項目工程量，套入定額得到項目概算，業主不僅可以直觀地看到項目建成后的建筑模型，同時還有概算、環境分析、經濟效益分析等指標文件，將設計方案量化評價，便于業主根據建筑信息模型做出較為科學的決策。

綜合管廊設計中還需考慮地下原有管線的影響，在項目策劃前，需摸清城市地下管網信息。在一些較為發達的城市，已預先建立基于GIS（地理信息系統）的“數字城市”模型，實現了城市可視、可量測、可挖掘的包含了豐富地理、經濟和人文信息的聚合數據和可視空間信息社會化服務[5]。可通過GIS數字城市中，獲取既有建筑物及管線信息，同時已建成的BIM模型也可對數字城市模型進行補充和豐富。

2 綜合管廊項目前期策劃階段BIM應用點

2.1 BIM與GIS結合

綜合管廊項目在空間上呈線性分布，在空間上必須進行精準定位，這需要依托GIS技術進行精確的場地分析。同樣，在綜合管廊項目構件節點深化中，單純依靠GIS技術也很難將構件之間關系描述清楚。GIS技術主要集成城市建設領域中的道路、建筑、水域、植被等空間和環境描述信息，主要解決城市宏觀領域中的問題，而BIM技術則在具體建筑機電設施本身集成大量施工信息，指導具體建筑工程，是解決城市微觀建設領域問題的信息應用技術。通過GIS與BIM技術的集合，優勢互補，共同指導綜合管廊項目的建設。

2.1.1 BIM與GIS集成思路

GIS和BIM集成重點是需要解決這兩種技術所應用的軟件之間的數據單向或雙向的轉換共享問題。BIM技術通用格式為IFC格式，也支持通過DWG格式進行轉換，GIS技術的通用格式則為GML或是CityGML格式，不同的數據格式的豐富程度及幾何表示均有所側重。IFC格式更加強調對構件幾何空間的定義，CityGML則更加強調多尺度空間上的表達。將IFC和CityGML通過轉換工具定義其轉換過程中的幾何信息過濾及語義映射規則，實現在數據傳遞過程中的無損傳遞。

2.1.2 BIM與GIS結合的具體應用

選線設計需要綜合地理、地質、經濟等多方面的資料進行分析，選擇設計出最科學最合理的綜合管廊規劃路線。可利用Autodesk公司的Infraworks軟件進行管廊線路優化設計，該軟件可在三維環境下直接進行選線設計。Infraworks可展示大尺度空間地理信息，但不能對地理信息進行存儲和分析的操作，需要與GIS結合，對數據進行存儲和分析。Infraworks通過數據接口獲取相關數據信息，并將地形及地理要素數據在界面上進行三維展示[6]。

利用GIS還可提供分析和支持。利用DEM數據，獲取線路規劃范圍內的地形線，計算土石方，確定土石方工程量，通過緩沖區的分析，檢查受綜合管廊施工影響的房屋。利用Civil 3D進行地形設計，設置邊坡、基坑開挖等的模擬。

2.1.3 BIM與GIS集成模型的輕量化

BIM模型由于所集成的信息量較大，占用極大的內存空間，而與GIS集成后，模型所占用空間更大，為降低對項目部電腦的要求，提高模型的加載速度，縮短緩存時間。在建模的過程中要求按照BIM總體要求進行模型拆分，降低BIM文件大小。同時要求對BIM模型進行優化，去除冗余面，提高導出效率并降低不同系統中誤差出現的幾率。在模型界面交界處可能出現重疊面、漏空和交叉，需要BIM建模負責人對模型進行必要核對和維護，提高綜合模型的緊密程度和準確率，既要簡化模型，又要保證模型精度符合BIM建模整體要求。

2.1.4 不同部門、不同專業之間信息格式的確定

BIM與GIS技術的應用實現了對城市宏觀管理和微觀管理相結合，實現了政府、項目部對建設項目的實時動態管理，同時涉及城市政務、規劃、發改、建設、管理、市政、電力、通訊等多個政府部門，因此必須首先統一各方需要的信息格式、明確各參與方的權利與責任。

2.2 設計方案優比選

BIM技術的應用使得綜合管廊項目管廊過程中產生的大量文件以數字的格式存儲在計算機中，隨著業主工程經驗的逐漸增多，BIM數據庫中的內容也逐漸豐富。因此，可根據以往項目的歷史指標，組合分析設計方案的可行性及效益，并依據此次項目的特點，修改相關資金參數，較準確的推算出項目成本，為三算對比控制提供較符合實際的概算指標。同時，可利用以往已經生成的類似項目的BIM模型，或粗略搭建項目BIM模型，利用廣聯達、魯班等算量軟件，可快速統計工程量信息，再輸入定額及主材價格等估算指標，就可在圖紙尚未完成前，了解項目投資估算的具體情況[7]。

在方案比選階段，業主可利用BIM模型，對設計方案直觀全面的了解。分析設計方案中的建筑布局、朝向、日照及通風等情況，并與周圍環境進行協調，從而得到綜合管廊較為科學線型走向及通風口、采光井的布置。一般來說，項目建設之前的分析越精確，后期的成本就更容易控制，取得的收益也更多。

3 結語

BIM技術具備其強大的圖紙可視化、信息處理和存儲能力，相較于設計和施工階段，BIM在綜合管廊項目前期策劃階段的應用能夠更大程度發揮BIM的價值。本文從BIM技術和綜合管廊項目特點的角度提出了綜合管廊項目前期策劃階段BIM應用的流程和應用點，能夠有效梳理綜合影響項目建設的一系列因素，使項目決策環節不再是某些領導“一言堂”，而是能提前獲取項目建設部分參數信息、環境效益信息及成本估計，為科學決策提供可以量化的依據。

參考文獻：

[1]姜天凌，李芳芳，蘇杰，等.BIM在市政綜合管廊設計中的應用[J].中國給水排水，2015（12）：65-67.

[2]朱記偉，鄭思龍，劉建林，等.基于BIM技術的城市綜合管廊工程協同設計應用[J].給水排水，2016（11）：131-135.

[3]王能林，汪小東，張欣，等.BIM技術在市政綜合管廊建設運營中的應用探究[J].建筑施工，2016（10）：1486-1488.

[4]陳瑤.BIM技術在綜合管廊建設的質量控制中的應用[C].中國湖北武漢：2014.

[5]李德仁，邵振峰，楊小敏.從數字城市到智慧城市的理論與實踐[J].地理空間信息，2011（06）：1-5.

[6]任曉春.鐵路勘察設計中BIM與GIS結合方法討論[J].鐵路技術創新，2014（05）：80-82.

[7]林韓涵，周紅波，何溪.基于BIM設計軟件的工程量計算實現方法研究[J].建筑經濟，2015（04）：59-62.