基于BIM的城市地鐵車(chē)站施工協(xié)同管理研究

曾宇茜 羅星熠 于海瑩 唐 勇

（四川師范大學(xué)，四川成都 610000）

城市軌道交通高速發(fā)展的背景下，城市地鐵車(chē)站項(xiàng)目體量大、施工復(fù)雜、參建單位眾多、信息交互繁雜。本文將BIM技術(shù)與協(xié)同管理理念引入城市地鐵車(chē)站施工階段，搭建BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)，并基于此平臺(tái)進(jìn)行施工協(xié)同管理應(yīng)用。

1 施工階段引入BIM協(xié)同管理的必要性

城市地鐵車(chē)站項(xiàng)目參建單位多、施工環(huán)節(jié)多、工序復(fù)雜、施工周期長(zhǎng)，基于BIM的施工協(xié)同管理方式使整個(gè)施工管理系統(tǒng)趨于穩(wěn)定有序的狀態(tài)。傳統(tǒng)施工管理中的信息處于離散狀態(tài)，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞滯后、損壞、丟失情況；基于BIM的施工協(xié)同管理方式的數(shù)據(jù)具有高度集成性與交互性，可以在時(shí)間和空間上打通信息壁壘，通過(guò)權(quán)限設(shè)置實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、修改、更新，實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程中文件管理的同步。傳統(tǒng)作業(yè)模式不具備統(tǒng)一的工作標(biāo)準(zhǔn)，各應(yīng)用程序間難以兼容，影響工程數(shù)據(jù)的交互性；BIM協(xié)同管理模式采用同一協(xié)同管理平臺(tái)、同一建模標(biāo)準(zhǔn)及同一數(shù)據(jù)交互格式，有效地保證項(xiàng)目信息的一致性和交換的及時(shí)性、準(zhǔn)確性，避免重復(fù)性工作，提高施工效率和質(zhì)量。

傳統(tǒng)施工管理與BIM施工協(xié)同管理對(duì)比表如表1所示。

表1 傳統(tǒng)施工管理與BIM施工協(xié)同管理對(duì)比表

2 BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)基本架構(gòu)

基于BIM技術(shù)的施工協(xié)同管理平臺(tái)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)、信息技術(shù)等實(shí)現(xiàn)信息和數(shù)據(jù)的計(jì)算、處理、儲(chǔ)存和共享，在城市地鐵車(chē)站項(xiàng)目施工階段實(shí)現(xiàn)各參建單位的可視化協(xié)同管理[1]。平臺(tái)能夠在BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)并提供訪問(wèn)權(quán)限，使各參建單位的相關(guān)管理人員全面清楚地了解城市地鐵車(chē)站施工進(jìn)展情況。

BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)的基本架構(gòu)如圖1所示。

2.1 數(shù)據(jù)層

BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)層是三維數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)主要源自BIM模型、施工項(xiàng)目的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)信息以及現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)層的信息為項(xiàng)目后續(xù)在BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)上進(jìn)行協(xié)同管理研究提供可靠的支持與保障。

2.2 應(yīng)用層

BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)的應(yīng)用層主要包括安全管理、質(zhì)量管理、進(jìn)度管理、成本管理、物料管理、生產(chǎn)管理、勞務(wù)管理、技術(shù)管理模塊，可以被劃分為基礎(chǔ)功能模塊和拓展功能模塊[2]。BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)應(yīng)用層中，各參建單位收集現(xiàn)場(chǎng)施工信息并輸入相關(guān)指令，完成相應(yīng)的操作，以BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)為管理中心，將BIM模型與安全信息、造價(jià)信息、質(zhì)量信息、進(jìn)度信息等關(guān)聯(lián)，以便對(duì)施工安全、成本、質(zhì)量、進(jìn)度、變更等方面進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制與精細(xì)化協(xié)同管理[3]。

2.3 用戶(hù)層

BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)的用戶(hù)層中，各參建單位能夠?qū)崟r(shí)管理項(xiàng)目進(jìn)度，共享項(xiàng)目數(shù)據(jù)，處理項(xiàng)目報(bào)批事項(xiàng)等。“三端一體”的協(xié)同管理方式可以實(shí)現(xiàn)智能化、數(shù)字化及移動(dòng)化的施工協(xié)同管理[4]。

（1）WEB端。

WEB端是BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)的網(wǎng)頁(yè)端，主要包括質(zhì)量管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、成本管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、技術(shù)管理系統(tǒng)等。質(zhì)量管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題巡檢、項(xiàng)目分包評(píng)優(yōu)、跟蹤整改等功能；安全管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)隱患排查治理、風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控、安全可視化監(jiān)控等功能；成本管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)成本測(cè)算管理、成本數(shù)據(jù)分析、成本控制等功能；生產(chǎn)管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)施工計(jì)劃管理、跟蹤管控、生產(chǎn)協(xié)作、分析決策等功能；技術(shù)管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)方案圖紙變更、構(gòu)件跟蹤、三維交底等功能。

（2）PC端。

PC端是BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)的電腦主體端，主要包括BIM模型整合、場(chǎng)地管理、BIM+技術(shù)管理、資源管理等模塊。PC端具有輕量化、專(zhuān)業(yè)化、協(xié)同化的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)多專(zhuān)業(yè)BIM模型的集成與質(zhì)量、安全、成本、進(jìn)度、技術(shù)數(shù)據(jù)的集成。

（3）移動(dòng)端。

移動(dòng)端是BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)的手機(jī)APP端，主要采集施工過(guò)程中的信息數(shù)據(jù)，方便各參建單位的相關(guān)管理人員操作與查看，可以不受環(huán)境約束使用安全管理系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)等多項(xiàng)功能。

BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)移動(dòng)端界面如圖2所示。

3 BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)應(yīng)用

3.1 BIM質(zhì)量協(xié)同管理

以基于BIM技術(shù)的協(xié)同管理方式為技術(shù)手段，以BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)為管理中心，對(duì)城市地鐵車(chē)站施工階段的質(zhì)量管理中各參建單位的協(xié)作行為進(jìn)行協(xié)同管理研究[5]。BIM質(zhì)量協(xié)同管理包括發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題、信息采集上傳、質(zhì)量問(wèn)題分析與評(píng)估、質(zhì)量問(wèn)題整改、質(zhì)量問(wèn)題復(fù)核五個(gè)環(huán)節(jié)。

BIM施工質(zhì)量協(xié)同管理流程如圖2所示。

圖2 BIM施工質(zhì)量協(xié)同管理流程

由圖2可知，施工單位或監(jiān)理單位相關(guān)管理人員在施工現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，利用移動(dòng)端將采集的信息數(shù)據(jù)錄入BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)。質(zhì)量負(fù)責(zé)人通知質(zhì)量整改人進(jìn)行整改，通過(guò)平臺(tái)下發(fā)整改通知單。質(zhì)量整改人對(duì)質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行分析，通過(guò)具體的整改方案對(duì)質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行整改，將整改進(jìn)度與結(jié)果上傳至平臺(tái)。質(zhì)量復(fù)查人通過(guò)平臺(tái)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況對(duì)質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行復(fù)查，若復(fù)查通過(guò)，直接將復(fù)查結(jié)果上傳至平臺(tái)；若復(fù)查不通過(guò)，在平臺(tái)通知質(zhì)量整改人重新整改。項(xiàng)目有關(guān)參建單位均可以在平臺(tái)查看質(zhì)量問(wèn)題以及具體整改方案，對(duì)施工質(zhì)量問(wèn)題和執(zhí)行情況進(jìn)行跟蹤，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)傳達(dá)的及時(shí)性和有效性。

3.2 BIM安全協(xié)同管理

在城市地鐵車(chē)站施工現(xiàn)場(chǎng)可以采用智能監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的安全情況，將安全隱患數(shù)據(jù)直接上傳至BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)的安全管理模塊，由該模塊對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)與評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)施工階段的安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警。將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送給有關(guān)參建單位的管理人員，管理人員收到通知后及時(shí)進(jìn)行整改，并對(duì)安全隱患的整改信息進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋。BIM安全協(xié)同管理能夠?yàn)榘踩逃嘤?xùn)提供信息數(shù)據(jù)，提高安全檢查的效率與準(zhǔn)確率，達(dá)到及時(shí)預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)、隱患排查治理、可視化安全協(xié)同管理的目的[6]。

3.3 BIM成本協(xié)同管理

項(xiàng)目施工階段，基于算量軟件和計(jì)價(jià)軟件計(jì)算車(chē)站項(xiàng)目的總造價(jià)，將預(yù)算文件導(dǎo)入BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)，使清單與模型相關(guān)聯(lián)。相關(guān)參建單位可以在平臺(tái)查看項(xiàng)目成本數(shù)據(jù)，達(dá)到控制成本與成本協(xié)同管理的目的[7]。

項(xiàng)目清單關(guān)聯(lián)如圖3所示。

圖3 項(xiàng)目清單關(guān)聯(lián)

平臺(tái)可以保證成本相關(guān)數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，為各參建單位做出相關(guān)決策提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)，有效規(guī)避施工過(guò)程中的工程變更。

3.4 BIM進(jìn)度協(xié)同管理

項(xiàng)目施工階段，根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃編制要求和BIM模型要求，利用斑馬進(jìn)度計(jì)劃對(duì)該車(chē)站進(jìn)行施工進(jìn)度計(jì)劃編制。通過(guò)斑馬進(jìn)度云服務(wù)將編制的進(jìn)度計(jì)劃與BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)相關(guān)聯(lián)，以便各參建單位及時(shí)掌握施工進(jìn)度情況。同時(shí)，平臺(tái)可以自動(dòng)跟蹤項(xiàng)目的施工實(shí)施狀況，通過(guò)對(duì)比及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工進(jìn)度計(jì)劃與實(shí)際進(jìn)度的偏差，以便優(yōu)化調(diào)整施工方案。

通過(guò)BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)能夠?qū)κ┕みM(jìn)度進(jìn)行可視化管理，直接顯示施工進(jìn)度計(jì)劃，有利于各參建單位對(duì)比選擇最優(yōu)的施工方案。為了避免傳統(tǒng)施工進(jìn)度計(jì)劃中由人為編排導(dǎo)致的工序錯(cuò)亂、施工延期等問(wèn)題，各參建單位可以登錄BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)對(duì)BIM模型進(jìn)行施工模擬，發(fā)現(xiàn)工序間的邏輯錯(cuò)誤，重新優(yōu)化調(diào)整施工進(jìn)度計(jì)劃。平臺(tái)可以對(duì)進(jìn)度信息進(jìn)行收集，以便對(duì)進(jìn)度情況進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與控制，達(dá)到進(jìn)度協(xié)同管理的目的。

3.5 BIM變更協(xié)同管理

在工程變更過(guò)程引入BIM技術(shù)，可以有效地驗(yàn)證變更方案的合理性與可行性，對(duì)工程變更風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估。在BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)上，通過(guò)文件數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)與遠(yuǎn)程更新，BIM模型可以隨變更及時(shí)更新。各參建單位可以在平臺(tái)上及時(shí)獲取所需信息，減少各參建單位信息交互與傳遞的時(shí)間，使施工索賠管理更具時(shí)效性，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程變更的高效協(xié)同管理與動(dòng)態(tài)控制。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合BIM技術(shù)與協(xié)同管理方式，構(gòu)建基于BIM技術(shù)的城市地鐵車(chē)站施工協(xié)同管理平臺(tái)，對(duì)BIM施工協(xié)同管理平臺(tái)的基本構(gòu)架進(jìn)行闡述，分析基于平臺(tái)的質(zhì)量、安全、成本方面的協(xié)同管理。BIM施工協(xié)同管理方式能夠促進(jìn)城市地鐵車(chē)站施工階段各參建單位的溝通協(xié)作，實(shí)現(xiàn)城市地鐵車(chē)站項(xiàng)目中的信息集成、傳遞和交換，為項(xiàng)目實(shí)踐提供清晰的協(xié)同管理框架。