淺析BIM 技術(shù)在地鐵施工進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)管理中的應(yīng)用

辛慶飛，王啟濤，王紫蓼

（青島市地鐵十三號(hào)線有限公司，山東 青島 266000）

城市地鐵是一個(gè)以高技術(shù)、特大型和綜合性為一體的城市交通系統(tǒng)。因?yàn)檫@三個(gè)特點(diǎn)要求非常高的技術(shù)和非常精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，所以導(dǎo)致城市地鐵建設(shè)施工困難，建設(shè)時(shí)間長。地鐵在施工建設(shè)中，往往因?yàn)楦鞣N原因?qū)е率┕ね@就加大了施工團(tuán)隊(duì)的經(jīng)濟(jì)支持并降低了效率，也妨礙了城市的經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度，影響市民的生活水平。通過這些問題，我們應(yīng)該加大對(duì)地鐵建設(shè)的重視，有效地管理控制施工中的風(fēng)險(xiǎn)，不管在施工前還是施工結(jié)束后，要做到全方位的風(fēng)險(xiǎn)控制。就目前來說，BIM 技術(shù)已經(jīng)在我國得到十分廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。BIM 技術(shù)可以通過數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并以此構(gòu)造一個(gè)數(shù)據(jù)化模型，依托這種有效的技術(shù)，我們可以合理的去解決地鐵建設(shè)中遇到的問題。誠然，在我國依靠BIM 技術(shù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控的施工團(tuán)隊(duì)和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)并不多。陳一鳴等人通過研究BIM 技術(shù)，經(jīng)過多年不懈努力構(gòu)建了一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)管理平臺(tái)，通過這個(gè)平臺(tái)可以有效便捷地對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估和預(yù)算，并找到解決風(fēng)險(xiǎn)的方法。本文以如何縮短地鐵建設(shè)時(shí)間為目的，通過結(jié)合BIM 技術(shù)進(jìn)行全方面的分析。

1 城市地鐵建設(shè)的特點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)

城市地鐵建設(shè)主要在地下進(jìn)行，從而增加了施工難度，要求非常精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)和專業(yè)的設(shè)備進(jìn)行施工，從而也大大增加了建設(shè)的難度系數(shù)。地鐵建設(shè)主要集中在城市中心地段，其目的是為了緩和地上交通的壓力，讓市民能夠更好地出行，提升城市的生活質(zhì)量，從而達(dá)到推動(dòng)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

對(duì)于地鐵建設(shè)，主要特點(diǎn)是施工的條件十分困難。因?yàn)榈罔F建設(shè)主要集中在地下施工，又因?yàn)榈叵碌沫h(huán)境不如地上那么的開闊，又因?yàn)楦鞣N因素的影響，對(duì)于線路的分布，車流量的大小和地下水的分布等都需要做到精準(zhǔn)無誤的考慮，這也導(dǎo)致地鐵建設(shè)困難重重。

其次，地鐵建設(shè)會(huì)涉及許多領(lǐng)域?qū)I(yè)化的技術(shù)，建設(shè)的難度系數(shù)巨大。需要在施工之前就整合許多行業(yè)信息，在建設(shè)的過程中，對(duì)這些行業(yè)進(jìn)行有效的信息傳遞也十分困難。因此，就需要高度集中的管理系統(tǒng)，方便信息的共享傳遞。

施工風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高也是地鐵建設(shè)的一個(gè)主要特點(diǎn)，因?yàn)榈罔F在施工的時(shí)候，必須充分考慮地面的建筑，并設(shè)計(jì)合理的施工方法，如果出現(xiàn)差錯(cuò)，就會(huì)出現(xiàn)很嚴(yán)重的后果。比如，地面塌方，地面凹陷和排水系統(tǒng)損壞等。所以，相比地上交通建設(shè)，地鐵施工的困難和風(fēng)險(xiǎn)都是十分巨大的。

城市地鐵建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)主要有：設(shè)備使用不當(dāng)、設(shè)備故障、安全設(shè)施缺陷、排水不佳、地下水流失、水土流失、施工材料不安全等。這些風(fēng)險(xiǎn)會(huì)影響地鐵建設(shè)的效率，也會(huì)危及到建設(shè)者的生命安全，更會(huì)造成大量的資源浪費(fèi)。影響地鐵施工的主要風(fēng)險(xiǎn)因素如表1。

2 通過BIM 技術(shù)構(gòu)建地鐵風(fēng)險(xiǎn)模型

地鐵施工中遇到的風(fēng)險(xiǎn)，主要是通過BIM 技術(shù)進(jìn)行分析和管控。通過以BIM 技術(shù)開發(fā)的軟件系統(tǒng)，對(duì)地鐵建設(shè)構(gòu)建一個(gè)合理的風(fēng)險(xiǎn)模型。有了這個(gè)模型，就非常方便地展示出來地鐵建設(shè)中哪些方面存在問題，哪些方面存在不足，哪些方面需要改進(jìn)。建設(shè)者和設(shè)計(jì)者通過對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行層層分析，找到解決風(fēng)險(xiǎn)的方法，優(yōu)化地鐵建設(shè)的有效路徑，這大大節(jié)約了時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本，對(duì)整個(gè)地鐵行業(yè)有著非常巨大的幫助。

表1 影響地鐵施工的主要風(fēng)險(xiǎn)因素

BIM 如何建立符合當(dāng)前社會(huì)地鐵施工的數(shù)據(jù)庫。BIM 數(shù)據(jù)庫中包含大量的地鐵施工案例信息和專業(yè)的地鐵施工專業(yè)知識(shí)，并將這些信息數(shù)據(jù)存入BIM 數(shù)據(jù)庫。每當(dāng)有新的數(shù)據(jù)出現(xiàn)，就會(huì)有相應(yīng)的工作人員進(jìn)行更新。地鐵需要開始建設(shè)之前，就可以參照BIM 數(shù)據(jù)庫，對(duì)信息進(jìn)行逐一的比較分析。

構(gòu)建BIM 數(shù)據(jù)模型，尋找風(fēng)險(xiǎn)（如圖1）。地鐵施工之前，各個(gè)單位的人員應(yīng)該建立自己的數(shù)據(jù)模型，并用模型和BIM數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行對(duì)比，從而發(fā)現(xiàn)可能存在風(fēng)險(xiǎn)的因素，再尋找解決風(fēng)險(xiǎn)的方法。

圖1 地鐵BIM 風(fēng)險(xiǎn)模型

3 BIM 技術(shù)在地鐵建設(shè)中的應(yīng)用

通過BIM 技術(shù)，我們可以隨時(shí)對(duì)工期進(jìn)行直觀有效的對(duì)比。可以通過BIM 技術(shù)平臺(tái)，對(duì)材料、人員和工期等進(jìn)行匹配（如圖2），這些數(shù)據(jù)可以直接從模型中得出材料是否充足、人員時(shí)候足夠等問題。還可以在施工前就設(shè)定施工進(jìn)度模型，并在實(shí)際的施工中進(jìn)行效率匹配，一旦出現(xiàn)效率低下和延長工期的問題，模型就會(huì)自動(dòng)反饋。通過這種方法，更加有利于施工設(shè)計(jì)者們的宏觀調(diào)控，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的把控，統(tǒng)籌兼顧整個(gè)施工團(tuán)隊(duì)。從而達(dá)到提升施工效率，能夠更早地完成地鐵建設(shè)，更早的將地鐵投入使用，讓市民能夠出行方便，增加市民的幸福指數(shù)。

圖2 材料實(shí)際用量和計(jì)劃用量對(duì)比

施工團(tuán)隊(duì)的能力是影響地鐵建設(shè)效率的關(guān)鍵因素，施工團(tuán)隊(duì)可以通過BIM 數(shù)據(jù)分析，根據(jù)SIM 系統(tǒng)所給的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，直觀地看出各個(gè)施工環(huán)節(jié)有無問題，各個(gè)施工團(tuán)隊(duì)的工作進(jìn)度和風(fēng)險(xiǎn)是否得到有效的解決。SIM 系統(tǒng)也有利于監(jiān)管考核各個(gè)施工小隊(duì)的實(shí)際效率，并且讓各個(gè)小隊(duì)有著有效的監(jiān)督。這種方法，可以在特殊施工問題上找到合適的施工團(tuán)隊(duì)，可以因地制宜地開展地鐵建設(shè)工程。

另一方面，地鐵建設(shè)是一個(gè)工程量十分巨大的項(xiàng)目，在施工方面需要嚴(yán)格篩選專業(yè)人員和施工單位，不能有半點(diǎn)馬虎。因?yàn)檎麄€(gè)地鐵建設(shè)會(huì)投入大量的人力物力財(cái)力，因此，在策劃和施工的過程中不能有怠慢，一旦出現(xiàn)差錯(cuò)就會(huì)帶來巨大的消極影響。況且在協(xié)調(diào)各個(gè)單位組織的時(shí)候，也會(huì)出現(xiàn)不同程度的障礙，各個(gè)領(lǐng)域的人在一起協(xié)同工作也會(huì)面臨許多嚴(yán)重的問題。而BIM 技術(shù)系統(tǒng)就是為解決這樣的問題而產(chǎn)生的，它可以十分有效和快速地解決地鐵施工中所有遇到的問題，提高建設(shè)地鐵的效率，是一個(gè)十分有用的系統(tǒng)。

SIM 信息透明化集中化可以促使各個(gè)參與地鐵建設(shè)的人士更好地溝通交流，加強(qiáng)相互協(xié)助。地鐵施工建設(shè)不是單方面的規(guī)劃建設(shè)，而是涉及的很多領(lǐng)域不同職業(yè)的人共同完成的，同時(shí)，在施工期間，還要時(shí)刻注意地面基礎(chǔ)設(shè)施的影響，還要充分和各個(gè)單位組織溝通。因此，各個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)人士相互溝通相互協(xié)作是建設(shè)地鐵的主要前提。SIM 技術(shù)可以構(gòu)建一個(gè)專門的信息交流平臺(tái)，并將各個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行不同層次的翻譯，讓每個(gè)施工單位的人都能夠明白意思，每個(gè)環(huán)節(jié)的人員都可以在平臺(tái)上更新修改自己領(lǐng)域的有關(guān)信息，做到信息有效的共享交流。比如，當(dāng)施工小隊(duì)發(fā)現(xiàn)軌道的材料沒有達(dá)到要求，就可以在SIM 信息平臺(tái)上發(fā)布相關(guān)的消息，當(dāng)負(fù)責(zé)材料的有關(guān)人員看見后，就會(huì)采取相應(yīng)的措施去解決這個(gè)問題，這樣就大大促進(jìn)的效率的提升，還能增強(qiáng)整個(gè)施工團(tuán)隊(duì)的凝聚力。SIM 系統(tǒng)將一對(duì)一這種落后的傳統(tǒng)溝通模式轉(zhuǎn)變成了一對(duì)多的新時(shí)代模式，保證了信息獲取的及時(shí)性，更加增加了人員的相互協(xié)作能力，更加快速便捷地傳播信息，做到信息的全透明化。

SIM 信息系統(tǒng)能夠?qū)Φ罔F建設(shè)中的所有動(dòng)態(tài)進(jìn)行跟蹤處理。地鐵的施工空間不如地面施工那么寬闊，對(duì)資源的擺放位置，人員的休息區(qū)域等都有著嚴(yán)格的規(guī)范。并且地鐵建設(shè)的施工量也十分巨大，傳統(tǒng)的施工模式不適合地鐵建設(shè)。SIM 系統(tǒng)就是根據(jù)其強(qiáng)大的功能性，可以對(duì)施工期間的所有信息進(jìn)行整合處理，包括材料、人員、有關(guān)單位、商務(wù)合同等進(jìn)行有效的管理。依托這種強(qiáng)大的功能，可以對(duì)資源做到逐一的跟蹤調(diào)查，還可以對(duì)施工單位人員進(jìn)行排班輪換。更何況，SIM 技術(shù)有計(jì)算機(jī)技術(shù)作為大數(shù)據(jù)依靠并結(jié)合各種電子設(shè)備技術(shù)和定位技術(shù)，可以對(duì)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效的評(píng)估測試管理，還可以隨時(shí)掌控施工現(xiàn)場，并且提供現(xiàn)場施工的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，并且對(duì)施工材料和其他資源進(jìn)行有效的跟蹤處理。通過SIM 系統(tǒng)，可以讓地鐵施工的材料有效地利用起來，同時(shí)，加強(qiáng)整個(gè)施工團(tuán)隊(duì)的管理和協(xié)調(diào)。

SIM 技術(shù)可以合理地規(guī)劃地鐵建設(shè)的施工進(jìn)度。因?yàn)榈罔F建設(shè)工作量巨大，環(huán)境狹小和技術(shù)性高的原因，要在密閉空間內(nèi)進(jìn)行不同領(lǐng)域的施工是十分困難的事情，這也會(huì)導(dǎo)致施工斷斷續(xù)續(xù)，沒有連貫性，降低地鐵建設(shè)的效率。但是，通過SIM 技術(shù)就可以輕松進(jìn)行資源整合，構(gòu)建一個(gè)有效的3D模型，并在3D 模型的基礎(chǔ)上再進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，將SIM 技術(shù)和地鐵建設(shè)的所有信息結(jié)合整理，預(yù)測可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)并進(jìn)行解決。通過SIM 技術(shù)對(duì)多種地鐵施工案例進(jìn)行分析，我們可以看出，SIM 技術(shù)的確提高了地鐵建設(shè)的效率。

4 結(jié)語

如今地鐵的建設(shè)越來越普及，成為城市內(nèi)部交通最方便的一種交通工具。但是，傳統(tǒng)的建設(shè)模式還存在，就導(dǎo)致了地鐵建設(shè)工期延遲，帶來了經(jīng)濟(jì)損失。因此，SIM 技術(shù)必須得到快速的普及，才能更好地建設(shè)我們的城市內(nèi)部交通網(wǎng)絡(luò)，更快的讓市民享受方便的交通服務(wù)。SIM 技術(shù)是一種整合整個(gè)地鐵建設(shè)所需要面臨問題的系統(tǒng)，可以讓信息更加高效地傳遞，讓跨工種交流協(xié)同工作變成可能。無論是在風(fēng)險(xiǎn)管控上，資源的最終利用上，還是整個(gè)施工現(xiàn)場的監(jiān)督上都發(fā)揮著舉足輕重的作用。因此，我們必須大力的推崇SIM 技術(shù)，在目前社會(huì)背景和科學(xué)技術(shù)的前提下，只有SIM 技術(shù)系統(tǒng)能夠最好的服務(wù)地鐵建設(shè)，加快地鐵的建設(shè)，提高效率，帶來經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。這種技術(shù)對(duì)地鐵建設(shè)有著十分重要的作用，對(duì)城市的基礎(chǔ)建設(shè)有著推動(dòng)作用，對(duì)城市居民也是很有價(jià)值的。