基于CIM信息模型的智慧園林工程管理體系建設

文｜寧夏恒鴻建設有限公司 楊玲玲

城市信息模型(City Information Model)簡稱“CIM”技術，現如今已獲得了廣泛運用，兼具環境優化、全周期管理等技術優勢，可顯著增強建筑項目的整體管理質量。2019年，CIM 技術正式融合園林管理，在景觀規劃、地形設計、水系資源分配等方面，逐一進行數據交互，增加項目技術參數管理的全面性，有效降低人為失誤可能性，獲取較高的景觀設計成果。為此，以實例項目為視角，探索CIM 技術的融合方法，解析CIM 技術用法，具有較高的研究價值。

1 項目概述

某市政園林項目占地面積總數為5.82萬m2，建筑面積總和為12.1 萬m2。園林景觀施工任務量較大，各區域需進行園林主題設計，嘗試從空間布局設計、多多題綠化群落等方面，進行園林設計。建立設計、施工多個主體的交流體系，共同探索CIM技術融合園林項目的理念方法。園林設計期間，施工組織需細化綠化方案，增強整體園林建設質量。在原有的設計技術下綠化景觀元素明顯存在視感突兀割裂、空間深化不強的問題，因此需要進一步進行完善設計，順應案例項目的CIM 技術融合需求[1]。由于園林區域地勢存在一定差距，應融合豎向設計思想，準確設定各園林主題，有效去除植物與管線的位置沖突問題。建立遠程管理模塊，順應各方主體對項目的管理需求。

2 CIM 技術融合的技術方案

CIM 技術融合智慧園林項目，從項目資源、規劃行為、工程單體交付三個層次，給出可行的施工方案。當前國內CIM 平臺技術的應用還仍然處于起步階段，盡管還并未形成BIM 技術那樣統一的技術口徑，但當前業內達成的普遍共識是：CIM 城市信息平臺，即大場景設計元素的GIS 技術數據與小場景BIM 建模數據的深度融合，除此以外為了滿足系統化的大型城市場景設計需求，CIM 平臺還應融合IoT 技術，使整個設計方案模型具有關于完整的時間流、空間流與各類流體力學場、建筑力學場與地質力學場的深度模擬計算能力。其中GIS 技術部分主要是負責城市園林的道路地形、水系結構、綠地分區以及地塊用途等方面的設計內容；BIM 技術部分負責園林內部所有的容載建筑物、無人構造物以及配套景觀建筑小品與附屬設施的設計；而IoT 技術部分則負責將整個園林內部的游客、景物、各類事件以及環境體系的運行狀況信息進行統一歸集與模擬預演，進而實現對整個園林宏觀、微觀、地上、水上、靜態、動態、室內景觀與室外景觀的感知、映射與微結構調整。

對比收集相關項目，整合成項目景觀設計的核心資料，從軟景、硬景、水景各方面進行區域設計，保證空間分配的合理性。構建新型植物劃分標準，創建景觀族庫，給出植物資料庫的編碼規范，使數據庫可容納至少300 種數據信息，保證植物資料庫的數據管理質量[2]。創建苗木供應流程，積極整合苗木生產單位，增強出圃苗木資料的利用效果，給予設計單位較為全面的設計方案，保證采購順暢。設計單位可調取數據庫的各項信息，增加CIM 模型創建質量，進行園林布局的豎向分析，保證園林設計的精細性。施工單位可結合設計方案，提升工程模型信息的深化性，給出布線檢測結果，加強進度與成本管控。園林項目完工，使用APP 進行遠程查驗。

3 BIM 技術融合園林管理的具體表現

3.1 創建植物資料庫

案例項目初期創建了小型植物族庫，可容納數據量較少。CIM 技術融合后，需進行族庫容量擴充，便于添加新增植物。預計案例項目種植150 種綠植，后續可能會持續增加苗木類型。針對園林項目中使用的植物，逐一進行編碼設計，以此構建出物品模型，便于管理[3]。編碼設計使用Revit 編碼程序，植物編碼結果如表1所示。

表1 園林項目植物編碼結果

3.2 碰撞檢查

園林項目進行初期，會設計地形、建設景觀小品、敷設地下管線、種植植物。地形布置、小品位置、管線布局、植物搭配等數據，作為案例項目模型的關鍵信息。使用Revit 程序，開展布線碰撞檢測，共測出60 處碰撞位置，包括植物與供電線路相撞1 處、輸水管線與供電線路相撞20 處。運行BIM 平臺，選擇二次開發插件，準確鎖定線路相撞點。

對植物種植點與地下管線相撞的問題，使用CIM 平臺自動變更相撞物體的位置。施工組織需結合程序設計的避讓規則，進行相撞物體的位置調整，給出位置相撞報告與調整方案。此種自動調整程序，能夠有效處理67%的相撞問題，剩余未處理的相撞問題，需具體確定避讓方式，準確設計避讓間距，以此保障工程進展的順暢性。運行CIM 平臺能夠有效回避多種管線相撞問題，切實減少了返工量，降低了工程成本。

3.3 模擬施工

創建施工模型后，由工程師進行項目檢查，查驗場景布置的合理性，巡視各項植物的工程情況。利用CIM 平臺的可視化功能，增強項目經理的自主監管能力，有效聯合三維勘圖與工程監管，實現項目在線監管，以此提升工程監督質量，確保及時發現工程問題。使用CIM 模型，融合工程規劃方案，側重模擬工程難點，前期預演“大樹與路面”“消防與綠植”“鋪裝與布線”之間的關系，有效回避管線相撞問題，給予應急處理方案，積極回避工程可能出現的施工問題，充分發揮工程參數的利用價值，保證工程管理質量。

3.4 豎向分析

豎向分析功能是指在園林項目的CIM信息模型中插入有關園林設計細節的CAD圖形數據，從工程勘測、曲面設計、放坡規劃、地塊調整、道路修建、雨水分析、工程量測算等多個方面，自動生成多個園林設計方案。運行CiviL 3D 平臺，全面落實豎向分析。使用平臺中的曲面工具，創建曲面，從高程、坡度、流向等多個方面，給出分析結果。立體模型創建成功后，選定數據顯示模型，添加各項參數，豎向分析的范圍數設定為“8”，全面展示各項分析資料。模型數據有變化時，圖例表信息相應變動。但CIM 技術所面臨的主要問題則在于BIM 模型與GIS 技術的結合壁壘，由于BIM 技術當前并不存在對外公開的數據格式與文件結構，因此很難實現GIS 與BIM 技術不同設計方案之間的開放共享。當前CIM 技術在城市園林景觀設計的應用實例中，普遍做法是利用外部的建模軟件或數據格式轉換工具，將BIM 模型轉換為與GIS 模型一致的數據格式后輸出結果，但這種方法轉換的數據極容易出現數據丟包、變形等數據解析問題，因此將CIM 的模型數據轉化進行豎向分析前，還需要以人工校對補正、碰撞沖突檢查、3D 演示檢測等方式來完善模型數據，避免其輸出錯誤的圖紙信息。

（1）高程分析時，選擇“高程”數據反饋形式，動態添加各類BIM 模型的曲面資料，獲得高程參數的分析數據，如表2所示。

由表2高程數據可知：案例項目中的種植區域地勢高度表現出一定差異性，高程最大值為36m，高程最小值為13.07m，高差達到22.93m。

表2 CIM 信息模型高程參數的分析數據

（2）坡度分析時，在CIM 模型曲面數據反饋形式中選擇“坡度”，相應補充曲面圖示信息，模型反饋的坡度數據如表3所示。

表3數據發現：案例項目四個種植區的坡度具有一定差異性，A 區與B 區的地勢較為平緩，坡度小于16.63%，C 區域D區的坡度較為陡峭。結合各區域的坡度特點，相應選擇綠植。

表3 CIM 信息模型坡度分析結果

（3）徑流分析。CIM 模型中選擇“流域”數據反饋形式，數據分析結果如表4所示。

表4中，N 表示北緯，S 表示南緯，E表示東經，W 表示西經。如表4徑流數據可知：案例項目中含有“復合排水”“洼地”“流域邊界”等多種徑流區域，需結合案例項目各區的徑流特點，綜合確定種植數量、澆灌方案，增強園林規劃的合理性，以此發揮徑流分析價值。

表4 BIM 模型徑流數據的分析結果

3.5 資金管控

園林項目施工期間，需進行多次深化模型，首先在CIM 模型中以外部數據接口的形式將提交工程量、工程結算等信息插入信息模型。而后是初期工程量核算工作，需核算人員運行工程造價管理平臺，參照圖紙規劃情況，給出完整統計。此種核算過程表現出耗時、易錯等問題，難以保障核算質量。CIM 模型能夠自行統算各植物的工程信息，短時間內準確給出工程量統計結果，可顯著增強統算結果的準確性。對比工程模擬、工程進展各項信息，能夠動態掌控已付、收入各項資金信息，保證資金控制有效性。

3.6 苗木驗收

CIM 平臺用于園林項目管理，極具特色的功能是“苗木驗收”。工程負責的各方成員，從各自專業視角提出苗木驗收要求。軟件單位有效整合各方需求，研發出GIS 插件、苗木質量檢查APP。施工單位需在苗圃中存儲苗木資料，將苗木照片回傳至CIM 空間模型，同時利用苗木實物圖與苗木模型之間的灰度關聯性，生成二維碼。在這個苗木二維碼中，含有苗木實物圖、系統編碼等信息，同時園區苗木全生命周期的生長狀態信息都將會被同步更新至這個信息平臺上，進而實現景區苗木的無人化信息管理。全面整合苗木信息后，開展苗木驗收工作，從栽種點位、工藝方案等方面，逐一進行檢查。驗收完成，點擊查看驗收成果，相應查看苗木驗收的各項資料，生成苗木種植完成的實景效果圖。苗木驗收完成，使用軟件回饋驗收結果。如果驗收失敗，需調整工程方案。

3.7 管理成效

CIM 平臺支持的設計模式下，城市景觀園林管理可分為如下幾個階段：規劃設計階段，需要將城市園林項目的總體規劃、市政道路、交通道路、水利設施以及景觀投產運營狀況所形成的數據全部集成于CIM 平臺上，形成對整個園林項目具有優化規劃指導的設計方案；建設階段，以園林項目的安全生產、人力資源配置、建設質量、工期進度以及經濟成本等多個方面效益作為管理目標，實現針對性的管理功能。以園林的進度目標為例，在CIM 信息模型中可以用三種不同陰影顏色來表示不同構件的提前、正常與超期建設三種進度狀態，方便景觀園林項目的管理者更清晰直觀地了解項目進展情況，分析具體子部分部工程的進度延期原因，便于管理者給出更加科學的決策計劃；運營階段，主要是利用外部的物理傳感器與伺服傳感器實現景區內招商、產業、人員配置、安防條件以及能耗等數據的調度管理，使景區內部做到業務可管、事件可控、狀態可視，顯著提高景區內部物資調度配置與事件響應處理的效率。線上整合各項植物信息，對苗木位置、種植流程進行線上驗收分析，以此準確排查各項工程問題，能夠有效推進園林項目進度。實踐中，案例項目的園林施工比預期提早18d。

4 結論

綜上所述，從資料庫、豎向分析等多個視角，探索CIM 技術的用法，以此貫穿園林布景、資金管控各個項目，切實保證苗木質量。使用碰撞檢測功能，排查各類基建管線的布設問題，切實控制施工差錯，創建項目遠程監管單元，增加園林管理信息交流的順暢性。經案例項目融合CIM 技術實踐發現：CIM 模型前期排查市政園林工程設計問題，增強工程規劃的可行性；線上豎向分析功能，切實提升了園林設計的準確性；線上苗木驗收模塊的成功開發，賦予園林管理全新的參數管理方向，從苗木、種植、工藝等多個方面，逐一進行園林管理，以此保證園林管理的智慧性。