基于CIM＋新城建智能建造平臺的應用研究
——以青島市新機場高速連接線（雙埠至夏莊段）應用場景為例

文｜韓青 張修亭 于群 孫寶娣 鐘城豪

青島新機場高速連接線(雙埠-夏莊段)工程

2020年7月，住房和城鄉建設部等十三部門發布了《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》（以下簡稱“《指導意見》”）。《指導意見》是當前和今后一個時期指導建筑業轉型升級、實現高質量發展的重要文件，推動智能建造的發展已是實現我國建筑工業化的新導向、新探索和新實踐。落實住房和城鄉建設部對青島市建設智慧城市的要求，一方面從企業主導的工程項目建設微觀層面，能對工程項目全生命周期實施全過程管控，包括決策立項階段的投資決策，規劃設計、招投標、工程施工，綠色減碳建造、全過程的工程咨詢管理和投資管控、工程修復與拆除等，并以形成CIM ＋的應用場景之一。另一方面從政府主導的監管宏觀層面，能夠運用CIM 基礎平臺作為智能建造的數字底座，歸集住房和城鄉建設領域從業企業、個人、項目等多元綜合信息，搭建建筑產業互聯網平臺，推動智能建造應用，并通過運維綜合管理平臺，推動建筑市場從粗放型監管向效能監管、規范監管和聯動監管轉變。

青島市作為新型城市基礎設施建設試點城市穩步推進城市信息模型（CIM）平臺建設工作，在進行城市基礎設施建設時，運用新技術探索智能建造的智慧模式。青島市新機場高速連接線工程，因交通功能的重要性、施工組織的困難性廣受關注，基于CIM ＋新城建智能建造平臺搭建各參建方的溝通橋梁，使得工作協同高效，形成用數據決策，用數據管理，用數據創新的城市管理新模式，同時為進一步技術推廣提供了實踐應用支撐。

工程概況

青島市新機場高速連接線工程，是膠東國際機場周邊路網結構的重要通道，跨越城陽區、紅島、膠州市，全長24.18 公里，承擔著連接青銀高速和青蘭高速互聯互通的重任。該項目是青島中心城區“六橫九縱”高快速路網絡的重要組成，也是東岸城區四橫三縱快速路網的最北部一橫，是連接青銀高速和膠州灣高速最直接的橫向交通中樞，在東岸城區和北岸城區中承擔著“承接東西、輻射南北”的不可替代的快速疏解功能。工程建成后，東岸城區與新機場之間將形成“三快一主”四通道體系。

項目建設工期緊、線路長，施工作業面涉及跨越既有鐵路，部分路段涉及繁雜的地下市政管線，施工安全保障及交通疏解要求都極為嚴苛，且項目參與建設方較多，組織協調難度大，是目前在建的工程最復雜、影響最大、關注度最高的市政項目之一。

應用系統

本項目綜合運用大數據、移動互聯網、工業物聯網等新技術，基于CIM 數字孿生智能建造平臺打造城市基礎設施智能建造云平臺。平臺利用互聯網、BIM+GIS 技術實現參建各方實時工作協同，實現管理制度流程化、管理流程平臺化。集成視頻監控系統、環境健康監控系統、重大設備安全監控系統和施工現場人員管理系統等智能化系統，對工程現場進行綜合監控，提升各級領導的管控能力。建立基于互聯網+工作流的問題上報、整改、確認的問題管控機制，促進現場問題的及時有效解決，同時為各參建方及相關人員的考核提供數據支撐。以基于BIM的智能建造施工階段數據采集為基礎，形成工程建設階段數字資產，向運維階段進行整體移交。

應用內容

本項目應用內容包括編制基于CIM 的工程管理信息化解決方案、BIM技術實施服務和智能建造云平臺三部分，以期為青島城市信息模型（CIM）基礎平臺建設提供數據導入及維護更新。

編制基于CIM 的工程管理信息化解決方案

為順利實現信息化建設目標，協助相關人員在項目施工前建立切實可行的實施方案。需要統一各參建方基于CIM 的工程管理信息化實施標準，制定相關的工作流程和管理制度。基于CIM 的工程管理信息化解決方案應包括軟硬件和網絡環境配置、項目實施各方職責、技術培訓和實施計劃。

項目實施BIM技術服務

根據本項目特點和管理需求，編制本項目建筑信息模型（BIM）建模標準，規范各施工單位創建與應用建筑信息模型（BIM）成果。在建設階段提供信息化建設服務以及系統集成服務。通過BIM 建模和碰撞檢查的方式，及早發現各專業施工圖紙存在的矛盾和問題，在施工前盡可能解決圖紙問題，為后續施工打下基礎。

搭建智能建造云平臺

根據本項目特點和建設單位管理需求，統一規劃智慧工地系統集成范圍、內容及標準。建立新型管控模式，滿足工程參建各方進行高效協同工作。

智能建造云平臺（工程在線云平臺），立足于本工程全生命周期信息化管理，發揮BIM 和物聯網技術優勢，提高工程管理水平，實現建設與運維階段之間的數據傳遞，為后期運維管理奠定堅實的基礎。用戶端包括桌面端、移動端，移動端應能支持Android 和IOS 系統設備；主要功能涵蓋智慧工地系統集成、設計成果管理、多方工作協同、過程數據管理、集成管控、信息化竣工移交等功能組。平臺應用分項和內容見表1。

表1 平臺應用概況

同時根據工程特點和管理要求，項目采用多方共同參與的方式推進數字化路橋的應用實施，制定各項應用實施標準和規范，組建建設方數字化建設領導小組負責總體協調，成立項目實施團隊負責技術服務，參建各方負責人組成本項目實施推進工作組負責實施推進，如圖3 所示。

圖3 項目實施推進組織架構圖

本項目通過智能建造云平臺，以二三維數據一體化技術為基礎框架，無縫融合GIS、傾斜攝影、BIM、激光點云等二三維技術，對海量數據在二三維場景中的直觀展現及大數據分析，為工程管理提供更加高效的技術支撐。利用設計成果可視化管控、施工方案模擬分析、施工過程集成監管、工程竣工數據一體化移交等二三維一體化技術應用模塊，全面提高面向工程全生命周期管理的各方協同效率和管控能力。借助智能物聯監測技術，滿足參建各方對施工現場的實時情況的有效監管。整合工程現場視頻監控、勞務實名制、環境監測、沉降安全監測等系統數據，實現風險辨識的準確性、風險防范的主動性、應急處置的高效性。通過優化調整后的深化設計模型，導出構件加工圖和裝配式安裝圖。構件加工圖提交到預制構件廠進行加工，裝配安裝圖交安裝單位施工。同時利用二維碼技術對預制構件進行進度與質量的跟蹤，利用模擬建造技術向班組展示模型，有效指導施工安裝。

應用效益

項目運用CIM 數字孿生智能建造平臺，無縫融合BIM+GIS、云計算、大數據、物聯網等新技術，打造城市基礎設施智能建造云平臺，形成涵蓋科研、設計、生產加工、施工裝配、信息化移交、運營維護等全產業鏈融合一體的智能建造體系，全面提高面向工程全生命周期管理的各方協同效率和管控能力，走出一條技術自主可控的集約式高質量發展新路線。其應用效益可總結為如下兩方面。

經濟效益

青島市新機場高速連接線（雙埠至夏莊段）工程，是青島城投集團銳意創新、積極做好青島“新城建”試點城市的示范工程。青島城投集團把打造城市基礎設施智能建造云平臺作為企業創新發展的主要抓手，通過新機場高速連接線（雙埠至夏莊段）工程成功實施，已經具備在集團其他工程推廣的基礎。隨著平臺在青島城投集團內部承接工程中的推廣，必將產生巨大的經濟效益。以青島市新機場高速連接線（雙埠－夏莊段）工程為例，節約工程投資約2000 萬元，得到了青島市住房和城鄉建設局、山東省住房和城鄉建設廳等部門的高度認可。

社會效益

青島市新機場高速連接線（雙埠至夏莊段）工程項目的實施，是落實青島新城建“1 ＋6＋N”模式中的“推動智能建造與建筑工業化協同發展”要求、推動建筑業高質量發展、加快建造方式轉變的成功探索。對改變我國在建筑業工業化、信息化水平較低，生產方式粗放、勞動效率不高、能源資源消耗較大、科技創新能力不足等突出問題，具有積極的示范作用。同時為青島城市信息模型（CIM）平臺建設提供基礎數據，得到青島市住房和城鄉建設局等有關部門的充分肯定和高度評價，為下一步在青島城市基礎設施領域的推廣打下堅實的基礎。

圖1 BIM 可視化管理

圖2 集成管控

青島城投集團聯合中機六院打造的智能建造云平臺是面向城市基礎設施領域打造的互聯網平臺，是促進城市基礎設施領域建筑業數字化、智能化升級的關鍵支撐，是打通建筑業上下游產業鏈、實現協同發展的重要依托，也是推動智能建造與建筑工業化協同發展的重中之重，應用推廣前景十分廣闊，已經成為青島城投集團內改變傳統的粗放管理模式，探索智能建造與建筑產業化體系創新的有力舉措，也將成為青島智慧城市建設的有力支撐。