基于“BIM+GIS”的公路工程建設進度管理

汪軍 何剛 喬科 劉勇 白皓 唐浩

（1.四川省公路規劃勘察設計研究院有限公司，四川 成都 610041；2.四川高速公路建設開發集團有限公司，四川 成都 610041）

近年來，隨著數字經濟快速發展，數字化進程在各行業領域中不斷推進，公路工程建設也逐步開始采用各種數字化技術，從粗放式管理走向精細化管理。本文以施工管理主要目標之一的進度管理為切入點，論述基于“BIM+GIS”數據共享的工程建設進度管理。

一、進度管理共享數據鏈構建

公路工程各類信息化系統中存在諸多足以支撐進度管理的狀態數據，而從其他業務系統中獲取進度數據需要建立數據共享通道。數據共享通道包括空間數據、EBS-WBS數據鏈形成的共享數據鏈。空間數據為通過共享業務系統在空間區域實施的狀態記錄，主要指包括征地拆遷在內面向空間位置開展業務管理的系統數據。EBS-WBS數據鏈指公路工程數字化管理中，以工程對象（EBS）及分部分項（WBS）為中心且相互關聯的數據關系構建的數據鏈[1]，保證工程對象體系在數字化管理中的穩定性、唯一性、有效性及可共享性，各業務系統均通過EBS-WBS數據鏈實施數字化管理，從而保證進度管理能夠通過數據鏈獲取狀態數據，也保證整個工程數字化管理中各模塊數據間的共享性及互通性。

圖1 EBS-WBS數據鏈關系示意圖

進度管理建立EBS數據、WBS數據、空間數據三者間關系，將施工狀態數據通過直接或間接方式自動匯集到EBS對象，表達工程施工狀態。

二、工程進度數據自動采集

（一）征地拆遷進度

征地拆遷是高速公路建設中重要基礎工作之一,也是高速公路建設難點,直接影響高速公路工程建設進度[1]。隨著信息化與數字化推進，基于“BIM+GIS”的征地拆遷管理系統不斷涌現[3][4]，可通過征地拆遷計劃、拆遷進度等數據管理永久征地、臨時征地等元素。本文在上述基于征地拆遷單一元素的管理外，通過GIS和BIM分別管理征拆區域和工程結構的空間坐標，利用空間坐標關系構建征拆區域與工程結構關聯，綁定征地拆遷進度與工程建設計劃進度，既可根據工程結構物施工進度預警征拆進度，也可根據征拆進度合理安排工程建設計劃，避免征拆進度與工程建設進度數據不同步造成不合理的計劃安排。

（二）計劃管理

根據工程施工組織計劃，依托BIM模型動態建立現場施工周計劃及月計劃，實現施工計劃管理可視化。基于“BIM+GIS”的計劃管理可實現施工計劃仿真模擬，分析并優化計劃可行性，配合其他業務數據可驗證施工計劃與多種外部資源的匹配性，包括施工計劃、征拆計劃與進度的匹配性、資源需求強度與生產供應的匹配度，從而優化施工計劃、征拆計劃、資源采購計劃，以及生產設備與場地規劃等施工組織計劃。同時，結合BIM可引入信息化技術，基于案例推理、知識庫、計劃模板、遺傳算法、專家系統及神經網絡等[5]，可實現進度計劃自動生成，大幅提高施工組織計劃排布效率及準確率。計劃管理的排布為進度管理數據提供重要時間節點。

（三）質量檢驗與評定狀態

公路工程構件施工通常分為多個工序，每個工序通過WBS實施工序報檢、質量評定等，工序報檢及質量評定的數據真實有效地記錄工程施工痕跡，通過EBS-WBS數據鏈向進度管理提供實時施工狀態，同時可通過整個施工過程中質量檢驗與評定，追蹤構件的完整施工狀態。

（四）計量狀態

完成質量評定并合格的構件符合計量條件，工程計量系統獲取構件滿足計量條件后實施計量工作，計量可依需求根據EBS或WBS開展，進度管理可通過EBS或WBS直接或間接獲取相應狀態數據。

三、形象進度展示

基于“BIM+GIS”的形象進度管理可實時展示動態施工進度，通常采用構件顯隱、著色等方式獨立或綜合表達形象進度，工程構件施工狀態數據可通過數據共享通道從征地拆遷、計劃管理、質量檢驗與評定、計量管理等業務系統中獲取，形成完整進度狀態顯示。

無記錄構件作為原始狀態，表達為灰色；已編制施工計劃的構件狀態為計劃中，表達為黃色；第一道工序已實施質量檢驗的構件進入施工中狀態，表達為紫色；構件關聯的所有分項工程均已完成質量檢驗時，定義為已完工，表達為橙色；構件對應的分項工程完成質檢評定時，定義為待計量，表達為藍色；構件對應計量工作已完成時定義為已計量，表達為綠色。而征拆進度與施工計劃進度沖突觸發預警狀態時，構件設置為紅色表示異常。結合工程形象進度展示，項目業主及施工單位可對工程進度狀態實現進度分析，對出現偏差的工程進度實施干預，保證公路工程建設的順利推進。

四、結語

本文以進度管理為工程管理切入點，建立數據共享通道，從征地拆遷、計劃管理、工序報檢、質量管理、計量管理等業務管理中獲取數據，自動并實時通過“BIM+GIS”匯集進度數據，實現直觀可視化的進度展示，提供第一手進度數據，支撐工程管理建設者進度決策。