基于業主BIM的大型機場項目協同管理方法研究

楊 磊

（廣東民航機場建設有限公司，廣東 廣州 510470）

0 引 言

近年來，BIM技術在建筑行業得到了廣泛的關注與應用，其在工程建設管理中的作用逐步體現，特別是在一些大型工程項目的建設管理中發揮了重要作用。大型機場作為一種特殊的大型工程項目，在國民經濟建設發展及國防安全中占據著重要的地位。其項目建設是一項復雜的系統工程，涉及金融、建筑、貿易、國防、交通等多個方面。與其它基礎工程項目相比，大型機場工程項目的建設管理具有施工規模大、施工工期長、建設與管理技術含量高、涉及人員專業多、建設施工質量要求高等特點［1］。因此，高效的協同管理就成為大型機場項目能否順利進行的一項重要影響因素。

早期機場項目建設管理的方式主要依靠紙質表單進行信息的傳遞與存檔，實際中還存在著口頭傳遞信息的原始方式。這種方式容易造成建設項目中信息的丟失、遺漏、混亂，給大型機場項目的建設管理帶來極大的障礙。這種方式的直接后果就是管理粗放、效率低下、質量無法保證。隨著信息技術的普及，信息化管理平臺應運而生，在一定程度上解決了上述問題。國內已有較多的信息化工程管理平臺，且在多個工程項目上已有廣泛應用［2］，并有研究將 BIM與傳統的工程項目管理平臺相結合，基于BIM技術開展工程項目建設管理工作［3］。但多數信息化平臺是設計、施工、咨詢等參建單位的內部平臺，而不是業主的項目管理平臺，沒有考慮業主的管理訴求，無法滿足業主對大型機場項目建設管理需要［4］。

本文以廣州白云機場 T 2 航站樓工程項目為研究對象，針對項目參建方多、管理環節多、管理業務復雜等問題，從業主管理的角度，研究基于BIM的工程項目多方協同管理方法，研發基于BIM的大型機場項目協同管理平臺，闡明BIM技術在大型機場項目多方協同管理中的價值。

1 大型機場工程項目業主BIM概述

業主BIM與設計單位、施工單位的BIM技術應用存在本質的區別。業主BIM的出發點是工程項目質量、安全、進度、投資、合同等管理需要，而不是設計、施工過程中的具體BIM技術應用。對業主而言，大型機場項目建設管理的重難點主要表現在以下幾點。

1）規模大。大型機場項目包含飛行器停靠場地、維修場地、航站樓、地面交通運輸等多個專項，占地面積大，需要高效的協同管理工具系統管理各專項建設。

2）周期長。一般情況下，一個大型機場項目從場地施工到竣工交付需要 3～5年時間，需要建立一套高效的管理方法，保證數據、資料、信息等在全過程的有效傳遞。

3）專業多。大型機場項目建設涉及到建設單位、設計單位、施工單位、咨詢單位等多個單位，以及土建、機電、地質、氣象、環保、交通等不同的專業，涉及的人員更是數不勝數，需要建立一種高效的協同管理辦法，統籌各參建單位、各專業、所有人員的相關工作。

4）質量高。大型機場是高密度的人口聚集區，質量安全是工程建設的重中之重，建立一套高效的質量安全協同管理辦法，為施工、監理、質檢、業主等單位提供高效的協同工作環境，是解決這一問題的有效手段。

上述特點決定需要一套高效、科學、協同的管理方法，滿足大型機場項目高質量的建設管理需要。本文利用BIM技術的可視化、參數化、模擬化價值，針對上述重難點開展大型機場項目的高效協同管理方法研究。

2 多方協同方法研究及平臺開發

實現大型機場項目高質量建設管理的核心在于協同，各單位之間數據的協同、信息的協同、業務的協同。BIM技術的優勢在于項目建設的全過程信息都可以依附于 BIM模型進行存儲和管理，為大型機場項目的協同管理提供技術和數據基礎［5］。BIM技術在大型機場項目建設管理中的主要協同價值如下所述。

1）BIM三維可視化實現各參建單位的高效協同溝通。傳統的項目設計、施工建設主要以二維 CAD 圖紙為主進行溝通協調，二維表達不直觀，給項目各參建單位的溝通協調帶來較大困難。BIM技術通過三維模型極大降低了溝通成本，提高了業主與各參建方之間，以及各參建方之間的協同工作效率［6］。在此過程中，對BIM模型的輕量化技術進行研究，為各參建單位基于 BIM模型的協同工作提供基礎支持。

2）BIM參數化實現各環節數據的關聯與整合。BIM模型的價值在于依附于構件存在的非幾何信息，包含面積、尺寸、質量、施工、進度、性能等多種工程建設的專項信息，并且實現多階段、多專業、多參建方、多環節的數據關聯和共享［7］。各參建單位實現數據的高效協同和共享，業主利用信息集成和分析結果進行科學決策，極大提高項目管理效率。

3）BIM+信息化管理平臺創建協同管理環境。傳統的信息化平臺在一定程度上實現了協同管理，建立了信息流、業務流，但其管理仍然以傳統的表單和業務流為主?；?BIM的協同管理平臺，建立了一種新的數據組織方式，優化出新的業務管理流程［8］。BIM協同管理平臺實現全過程資料歸檔，并基于BIM模型建立數據集，基于BIM模型建立工程項目質量、安全、進度等管理體系，為大型機場項目各參建單位創建協同工作環境，為業主提供協同管理工具。

圖1 基于BIM的大型機場項目多方協同管理平臺

基于上述理論研究和全生命周期的管理理念，采用B/S架構形式研發基于BIM的大型機場項目多方協同管理平臺，平臺的主要功能體系如圖1所示。

BIM協同管理平臺包含項目信息、項目前期、項目勘測與設計、項目招投標與合同、項目現場管理、項目驗收與移交管理、項目管理工具等主要功能。本平臺的研發充分利用了BIM技術的優勢，充分考慮 BIM技術的協同管理價值，系統功能基本覆蓋了大型機場項目建設的主要管理業務，并與BIM模型進行有效整合，為各參建單位創建了信息化的協同工作環境，有效滿足了業主對大型機場項目的協同管理需求。

3 基于BIM的多方協同管理實踐

本文以廣州白云機場 T2 航站樓項目為實踐對象，研究BIM技術和BIM協同平臺在項目建設管理中的價值。白云機場 T2 航站樓項目位于白云區人和鎮白云國際機場航管樓北側，建設內容包括主樓、東五指廊、東六指廊、西五指廊、北指廊及相關配套設施等，總建筑面積近 66 萬 m2，建筑高度約 45 m，建筑層數為地上 4 層，另外配套建設 22 萬 m2的交通中心及停車樓，實現民航、城軌、地鐵、高速路等多種交通工具的無縫對接。本項目體量大、建設專項多、協同環節多，BIM技術和協同管理平臺在本項目中給業主管理帶來的價值主要體現在以下幾點。

3.1 設計階段的BIM協同管理

項目設計是項目建設的源頭，設計階段的高質量管理可以有效保證施工階段的工程質量。BIM協同管理平臺采用最新輕量化渲染技術，在平臺上實現BIM模型的輕量化，方便各參建單位快速瀏覽、高效溝通，如圖2所示。各參建單位可在輕量化的BIM模型中快捷查詢模型場景樹、快速定位構件查看構件屬性，支持快速添加批注/討論，附件文檔等相關信息，并支持視圖存儲，實現各參建單位基于同一視圖的協同工作。

圖2 設計階段的BIM協同管理

在大型機場項目建設中，整體模型由若干個BIM分區模型組成，分區模型又由相應的土建、機電、鋼筋等專項模型組成。根據白云機場 T2 航站樓項目的特點，創建相應的 BIM模型樹，將所有模型以樹的形式進行管理，各參建單位通過選擇相關模型做到快速定位操作，提高了協同效率。業主和各參建方基于BIM協同管理平臺的輕量化模型進行設計方案管理，在輕量化模型上進行問題標注、問題共享，相關的設計問題推送給相應的責任單位和責任人。充分考慮機場項目的復雜性，研究提供6種視圖（前視圖、后視圖、左視圖、右視圖、上視圖、下視圖）的模型瀏覽查看方法，滿足各參建方對本項目設計BIM模型的全面協同管理需要。

3.2 現場實施的多單位人員協同管理

項目現場管理是項目全生命周期中最為復雜的階段，其中尤以人員的管理最為重要。研究基于 BIM的現場實施人員管理方法，并基于BIM協同管理平臺進行實現。在項目出入口安裝人臉識別考勤系統，系統數據與BIM協同管理平臺進行對接。通過在現場和穿戴設備中安裝傳感裝置，實現各現場施工人員的現場軌跡跟蹤，并在BIM模型上進行展示，實現現場施工人員的精確管理。在此基礎上與各單位工作人員的任務交叉、工作面銜接結合，實現各單位現場實施人員的協同管理。

為實現現場人員的精細化管理，研究現場實施人員的統計分析方法。BIM協同管理平臺支持按工種、按單位、按時段、按姓名等多種形式的統計分析，通過深入的統計、分析、匯總等工作為業主的管理提供數據支持，如圖3所示。通過人臉識別考勤和現場活動軌跡跟蹤，BIM協同平臺實現了現場實施人員的實時、精細化管理，為業主對各單位的人員管理和各單位之間的人員協同提供了新的手段和方法。

3.3 可視化的多方進度協同管控

基于傳統的工程進度管理方法，研究基于BIM的可視化多方進度協同管理方法。將傳統的項目實施進度與BIM模型進行關聯，結合BIM的三維可視和模擬功能實現進度的可視化管理。在此基礎上，研究基于BIM的實際進度與計劃進度的對比分析方法，以及自動化進度預警算法，在實際項目實施過程中根據不同的進度管控力度，實現施工進度的可視化管控和自動化預警。在涉及到多方進度綜合管理時，能夠滿足多方進度的可視協同管理需要。

在項目實際建造過程中，利用計劃進度BIM模型和實際進度BIM模型進行比對，支持區域過濾、時間過濾，利用不同的顏色區分正常、超前、計劃、滯后等進度信息（見圖4）。根據不同的顏色生成預警信息，并將預警信息推送給相關責任人，實現進度的自動化預警管理。BIM協同管理平臺以簡單易懂的形式和精確的算法，實現業主對工程項目施工進度的全面掌控和精細化管理。

3.4 現場安全的多方協同管理

大型機場作為重要的城市公共基礎設施，對項目的質量、安全有較高要求，在項目施工過程中，項目的安全文明施工管理同樣是重中之重。研究基于BIM的安全問題協同管理辦法，支持現場安全問題的 24 小時全天管理，現場安全問題通過 BIM管理平臺的移動端上傳，并在平臺中形成督辦，最終形成現場安全問題的閉環管理（見圖5）。平臺實現現場安全問題與BIM模型的關聯，借助 BIM模型的可視化、參數化和模擬化價值，對現場安全問題的整體提供幫助。

圖3 現場人員的多方協同管理

圖4 可視化的多方進度協同管理

圖5 現場安全的多方協同管理

圖6 可視化的多方協同在線變更管理

BIM協同管理平臺支持現場安全問題的統計分析，實現按單位、按施工階段、按時間段、按問題類型等進行統計、匯總、分析，分析結果為業主和各參建單位的建設管理提供數據支持。BIM協同管理平臺為各參建單位提供協同工作環境，各參建單位基于 BIM協同管理平臺對安全問題進行整改督辦，并在平臺上進行留痕，為業主對現場安全問題的高效管理提供了新手段。

3.5 可視化的多方協同在線變更管理

工程變更是工程項目業主單位關注的重點，變更一方面會帶來工期延誤，另一方面增加項目成本。BIM管理平臺針對白云機場 T2 航站樓項目的變更業務管理需要研發了變更管理模塊。首先提供基于BIM模型的可視化多方協同洽商環境；其次支持在線審批，提高變更業務效率；最后，平臺實現每條變更業務的全過程記錄，如圖6所示。徹底改變了變更無法跟蹤、變更事項不直觀、變更審批時間周期長、變更統計靠人工錄入、事后的變更資料零散存儲等問題，極大提高了工程項目變更業務的管理效率。

BIM協同管理平臺支持按單位、按時間段、按工程階段等多種形式的變更業務統計分析，統計分析結果為業主和各參建單位提供決策支持?；贐IM的變更管理方式，改變了傳統的工程變更形式和管理方式，為后期的工程項目竣工、工程款結算、項目成本管理帶來極大的便利。

4 結 語

本文從業主管理的角度，探討BIM技術在大型機場項目建設管理中的價值。經過多年的實施與探索，BIM技術的專業化分工逐漸顯現，其在管理中的價值不斷得到關注。在本項目中，業主管理 BIM有明確的管理訴求，包括項目的質量、安全、進度、投資等維度，與設計單位、施工單位的技術BIM應用存在本質的區別。BIM技術對業主管控的最大價值在于協同，傳統的、孤立的、單向的管理方式得到優化，基于 BIM的高效、協同、互聯的大型機場項目管理新模式逐漸形成。

在基于BIM的多方協同管理方法研究基礎上，研發BIM協同管理平臺，為大型機場項目的各參建單位提供協同工作環境。在白云機場 T2 航站樓項目建設過程中，BIM協同管理平臺在設計BIM協同、現場人員管理、進度管理、安全質量管理以及變更管理等方面發揮了重要的作用，有效提升了項目管理的效率以及各參建單位之間的協同。相對于傳統的工程管理平臺，基于BIM的協同管理平臺在管理業務的可視化、管理業務的數據流、各參建單位間的協同效率等方面有了極大的提升。BIM協同管理平臺的研發致力于大型機場項目的全生命周期管理，在后續其他工程項目建設過程中，將繼續對BIM的業主管理價值進行挖掘，將BIM技術和BIM協同管理平臺在大型機場項目業主管理方面的價值最大化。