BIM協(xié)同平臺(tái)在高速公路項(xiàng)目全生命周期中的推廣與應(yīng)用

胡風(fēng)明 王 東

（1.華東交通大學(xué)，江西 南昌 330013 ；2.中交一公局重慶萬(wàn)州高速公路有限公司，重慶 404188 ）

0 前言

BIM(Building Information Modeling)技術(shù)是Autodesk 公司在2002年率先提出，經(jīng)過(guò)近20年的推廣與發(fā)展，目前已成為建設(shè)行業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)重要技術(shù)，助力行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)[1-3]。伴隨著互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，BIM 技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，應(yīng)用深度也在不斷發(fā)展。隨著各項(xiàng)技術(shù)的成熟與新技術(shù)的出現(xiàn)，BIM 必將融入建設(shè)行業(yè)的各項(xiàng)技術(shù)實(shí)施和管理過(guò)程中。BIM 技術(shù)在我國(guó)得到快速發(fā)展，在各類工程中已得到大量應(yīng)用[4-5]。為了更好地應(yīng)用BIM 模型，近些年開(kāi)發(fā)了大量的協(xié)同管理平臺(tái)，在設(shè)計(jì)和施工階段實(shí)現(xiàn)更好的協(xié)同與溝通[6-8]。

為了更全面地理解BIM 協(xié)同管理平臺(tái)的應(yīng)用價(jià)值，本文結(jié)合萬(wàn)州環(huán)線項(xiàng)目對(duì)BIM 協(xié)同管理平臺(tái)的推廣應(yīng)用進(jìn)行闡述，然后對(duì)協(xié)同管理平臺(tái)開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行分析，最后基于BIM 的內(nèi)涵分析協(xié)同管理平臺(tái)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)，分析結(jié)果可為BIM 推廣應(yīng)用提供參考。

1 工程概述

恩施至廣元國(guó)家高速公路重慶新田至高峰段是國(guó)家高速G5012 恩廣高速中的一段，是G42 滬蓉高速與G69 銀百高速的連接線，是萬(wàn)州地區(qū)“一環(huán)八射”高速公路網(wǎng)“一環(huán)”中的重要組成部分。全長(zhǎng)23.056 公里，新田長(zhǎng)江大橋是其關(guān)鍵控制性工程，橋址位于萬(wàn)州主城區(qū)上游19 公里處。新田長(zhǎng)江大橋全長(zhǎng)約1.7 公里，主橋采用主跨1020 米雙塔單跨鋼箱梁懸索橋，南塔柱上游側(cè)高177.5 米,下游側(cè)高161.5 米，南塔柱高均為177.5 米，主塔單肢塔柱基礎(chǔ)采用18×18 米的矩形承臺(tái)，下設(shè)9 根直徑3 米的灌注樁，兩岸均采用重力式錨碇，其中高峰岸錨碇開(kāi)挖方量約11 萬(wàn)方，新田岸錨碇開(kāi)挖方量約為17 萬(wàn)方，全橋共計(jì)鋼箱梁節(jié)段57 榀。鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長(zhǎng)18 米，梁寬30.5米，梁高3 米。項(xiàng)目效果圖如圖1 所示。

圖1 項(xiàng)目效果圖

2 BIM 應(yīng)用模式

萬(wàn)州公司與數(shù)字公司共同打造了“萬(wàn)州環(huán)線項(xiàng)目BIM+綜合指揮調(diào)度平臺(tái)”，參照萬(wàn)州環(huán)線的建設(shè)模式，將項(xiàng)目公司、總承包部、監(jiān)理以及四個(gè)分部統(tǒng)一納入管理平臺(tái)。通過(guò)BIM 協(xié)同管理平臺(tái)，我們?cè)诰€上對(duì)人員、質(zhì)量、安全、進(jìn)度進(jìn)行全方位管理，替代了以前部分線下工作。線上的數(shù)據(jù)傳輸更加及時(shí)、便捷，將以前各部門離散的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)同管理，大大加強(qiáng)部門間數(shù)據(jù)傳遞效率，方便了相關(guān)人員查閱數(shù)據(jù)。協(xié)同管理平臺(tái)界面如下圖2 所示。

圖2 BIM 協(xié)同管理平臺(tái)

3 BIM 協(xié)同管理平臺(tái)應(yīng)用

BIM 協(xié)同管理平臺(tái)承接設(shè)計(jì)優(yōu)化后BIM 模型為基礎(chǔ)，以自主研發(fā)模型輕量化引擎展示業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，以BIM 模型數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)作業(yè)。通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)錄入，實(shí)現(xiàn)施工階段所有過(guò)程數(shù)據(jù)的同步、共享，對(duì)項(xiàng)目人員信息積分管理、產(chǎn)值進(jìn)度展示、進(jìn)度模型可視化（信息關(guān)聯(lián)考慮可追溯性）、工序報(bào)驗(yàn)線上留痕、工程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)線路、統(tǒng)計(jì)分析、安質(zhì)問(wèn)題線上填報(bào)整改、資料分類關(guān)聯(lián)構(gòu)件管理、智慧工地系統(tǒng)對(duì)接配置、BIM 平臺(tái)專屬移動(dòng)端APP 實(shí)時(shí)跟蹤管理。本平臺(tái)應(yīng)用了行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)架構(gòu)體系，采用了BIM+GIS 底層技術(shù)，并與管理業(yè)務(wù)有機(jī)關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)按照一公局集團(tuán)業(yè)務(wù)模式進(jìn)行功能模塊設(shè)計(jì)，以現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)進(jìn)度為主線，考慮人、機(jī)、料、環(huán)、法五大因素，協(xié)同調(diào)度生產(chǎn)資源；結(jié)合公司管理方式創(chuàng)新，業(yè)務(wù)部門信息實(shí)現(xiàn)流程再造，聯(lián)動(dòng)各參建方，有效的管控工程進(jìn)度、質(zhì)量、安全。基于業(yè)務(wù)的BIM 協(xié)同管理平臺(tái)，改變、代替原有部分線下繁瑣流程，真正意義上為各業(yè)務(wù)部門提供全面的數(shù)字化系統(tǒng)支撐。采用課題研究的方式，提前考慮、謀劃了項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)階段的數(shù)字化建設(shè)方案，通過(guò)項(xiàng)目前期數(shù)據(jù)架構(gòu)頂層設(shè)計(jì)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、施工階段重要數(shù)據(jù)留存、繼承，高效實(shí)現(xiàn)公路運(yùn)營(yíng)階段資產(chǎn)數(shù)據(jù)初始化，并打通實(shí)現(xiàn)BIM 協(xié)同管理平臺(tái)建管養(yǎng)一體化管理。

3.1 人員管理

工人實(shí)名制管理，將項(xiàng)目所有工人信息，如身份證號(hào)碼、電話號(hào)碼、血型等基礎(chǔ)信息，導(dǎo)入平臺(tái)，完成實(shí)名制驗(yàn)證，通過(guò)進(jìn)退場(chǎng)和制卡功能，對(duì)工人進(jìn)入場(chǎng)施工場(chǎng)站進(jìn)行管理，沒(méi)有權(quán)限的工人不能進(jìn)入施工場(chǎng)地。工人培訓(xùn)教育對(duì)接項(xiàng)目部安培魔盒數(shù)據(jù)，讀取魔盒中工人培訓(xùn)教育情況，通過(guò)平臺(tái)能查看工人接受教育情況，打通了硬件設(shè)備屏障，充分利用已有數(shù)據(jù)，減少重復(fù)工作量。

3.2 進(jìn)度管理

計(jì)劃和進(jìn)度控制主要負(fù)責(zé)進(jìn)度計(jì)劃的編制、實(shí)際進(jìn)度的匯總、進(jìn)度偏差的對(duì)比分析等。通過(guò)BIM 輕量化模型可以形象的展示已完成構(gòu)件、未完成構(gòu)件的情況，也可以動(dòng)畫模擬構(gòu)件的施工完成情況（依據(jù)進(jìn)度計(jì)劃或者實(shí)際進(jìn)度數(shù)據(jù)）。施工中成功的進(jìn)度控制要求進(jìn)度控制人員能夠編制合理準(zhǔn)確的進(jìn)度計(jì)劃，及時(shí)了解施工進(jìn)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)進(jìn)度偏差并迅速的采取有效的糾偏措施。

3.3 安全質(zhì)量管理

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)巡查，現(xiàn)場(chǎng)安全質(zhì)量人員在發(fā)現(xiàn)安全或質(zhì)量隱患時(shí)，用照片的形式上傳至平臺(tái)，同時(shí)在平臺(tái)上標(biāo)明發(fā)生問(wèn)題的地點(diǎn)以及相關(guān)的模型進(jìn)行標(biāo)注。將施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題通過(guò)拍照上傳BIM 平臺(tái)的方法傳達(dá)給相應(yīng)的負(fù)責(zé)人，責(zé)令限時(shí)整改，整改后拍照回復(fù)留存歸檔形成閉環(huán)。在實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)模型與現(xiàn)場(chǎng)照片數(shù)據(jù)以及標(biāo)注的信息的聯(lián)動(dòng)下，積累現(xiàn)場(chǎng)施工發(fā)生的質(zhì)量安全問(wèn)題進(jìn)行整合，形象化的展現(xiàn)具體定位以及施工區(qū)域的相關(guān)模型信息。

3.4 技術(shù)管理

BIM 協(xié)同管理平臺(tái)按照WBS 清單最小施工構(gòu)件，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工報(bào)驗(yàn)工序，形成施工工序清單表，經(jīng)審核通過(guò)后，在平臺(tái)中形成工序工藝庫(kù)；明確線上工序報(bào)驗(yàn)工作流程，使工序報(bào)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，規(guī)避現(xiàn)場(chǎng)人員對(duì)施工工序不清楚作業(yè)。并對(duì)施工構(gòu)件提前關(guān)聯(lián)施工圖紙、技術(shù)方案、交底記錄、質(zhì)檢合格資料，為運(yùn)維階段提前做好信息傳遞、數(shù)據(jù)共享等工作。

BIM 協(xié)同管理平臺(tái)嚴(yán)格執(zhí)行線上工序報(bào)驗(yàn)，由技術(shù)員發(fā)起報(bào)驗(yàn)、質(zhì)檢員質(zhì)檢、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理復(fù)檢，并報(bào)驗(yàn)完成后于模型中顏色高亮區(qū)分，點(diǎn)擊構(gòu)件后可直觀顯示施工信息，進(jìn)度狀態(tài)；做到線上工序報(bào)驗(yàn)信息流轉(zhuǎn)，責(zé)任到人，杜絕了報(bào)驗(yàn)流程不規(guī)范問(wèn)題。

3.5 資料管理

將工程建設(shè)有關(guān)質(zhì)量、安全的相關(guān)資料上傳至平臺(tái)，與模型掛鉤。在施工完成提交數(shù)字交付，通過(guò)WBS 構(gòu)件清單唯一編號(hào)，可以跟運(yùn)維數(shù)據(jù)掛鉤起來(lái)。運(yùn)維人員，在運(yùn)維過(guò)程中通過(guò)平臺(tái)，直接能夠查看到構(gòu)件設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)施工信息。當(dāng)發(fā)生病害時(shí)，能夠查看它的設(shè)計(jì)信息，施工方案以及最終施工完成的質(zhì)量資料，相關(guān)人員就能夠迅速了解這個(gè)構(gòu)件的特點(diǎn)，然后有針對(duì)性的出具修補(bǔ)方案，保證修補(bǔ)材料，方法和以前一致，保證結(jié)構(gòu)物的整體性和質(zhì)量，減少反復(fù)的修補(bǔ)，節(jié)約修補(bǔ)費(fèi)用。結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn)，在建設(shè)階段就考慮到運(yùn)維階段，我們?cè)诮ㄔO(shè)階段提前將各項(xiàng)事情做好，雖然可能會(huì)增加一部分工作量和費(fèi)用，但是對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目生命周期，費(fèi)用反而會(huì)減少。

3.6 手機(jī)移動(dòng)端APP

為方便現(xiàn)場(chǎng)BIM 技術(shù)應(yīng)用，除電腦客戶端外，還同步開(kāi)發(fā)了手機(jī)APP。將三維模型與施工現(xiàn)場(chǎng)相結(jié)合，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員、監(jiān)理可通過(guò)選擇平臺(tái)上的模型構(gòu)件進(jìn)行報(bào)檢、查看。項(xiàng)目參與人員可通過(guò)手機(jī)端進(jìn)行相關(guān)代辦事項(xiàng)的實(shí)時(shí)查看、處理、閉合。施工作業(yè)人員可以直接通過(guò)手機(jī)終端查看三維可視化模型，并進(jìn)行施工構(gòu)件信息的查詢，同時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的安全質(zhì)量問(wèn)題可直接通過(guò)手機(jī)端進(jìn)行反饋，體現(xiàn)了信息的共享性、實(shí)時(shí)性。

施工技術(shù)人員直接通過(guò)手機(jī)端進(jìn)行施工信息的采集、錄入及查詢，極大的方便了現(xiàn)場(chǎng)施工管理，提高了BIM 應(yīng)用的便捷程度，解決現(xiàn)場(chǎng)可以直接利用手機(jī)終端進(jìn)行資料的采集、錄入、查詢及施工過(guò)程的管理，方便了現(xiàn)場(chǎng)施工管理，提高了施工信息化管理水平。

3.7 運(yùn)維階段-公路全資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)

公路全資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)中可視化平臺(tái)模塊，利用BIM+GIS 展示理念，達(dá)到精細(xì)化、可視化管理標(biāo)準(zhǔn)，建立綜合性展示平臺(tái)。承接施工階段BIM 協(xié)同管理平臺(tái)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，對(duì)BIM 模型相關(guān)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，包括設(shè)施設(shè)備管理、橋梁健康監(jiān)測(cè)、養(yǎng)護(hù)工程管理、動(dòng)態(tài)評(píng)估預(yù)警、統(tǒng)計(jì)病害分析、智能巡檢等。

4 結(jié)論

目前，萬(wàn)州環(huán)線項(xiàng)目基于BIM 的信息化生產(chǎn)管理平臺(tái)已經(jīng)建立完成，并在項(xiàng)目投入使用，現(xiàn)場(chǎng)施工人員可以利用該BIM 平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)手機(jī)終端進(jìn)行施工過(guò)程信息的采集及錄入，可以通過(guò)該系統(tǒng)進(jìn)行項(xiàng)目信息瀏覽、施工過(guò)程信息完成保存、施工形象進(jìn)度管理、項(xiàng)目施工過(guò)程質(zhì)量安全管理及人員信息安全管理等應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)山區(qū)高速公路施工全過(guò)程的信息化管控，有效的提高了項(xiàng)目信息化與項(xiàng)目管理的深度融合。