建筑信息模型技術在基層央行信息基礎設施建設中的應用探析

中國人民銀行武漢分行 李堅

當前，建筑信息模型(BIM)技術在建筑行業內的應用呈不斷演進之勢。2017年印發的《國務院辦公廳關于促進建筑業持續健康發展的意見》要求加快推進建筑信息模型（BIM）技術在規劃、勘察、設計、施工和運營維護全過程的集成應用，實現工程建設項目全生命周期數據共享和信息化管理[1,2]。2022年，住建部印發的《“十四五”建筑業發展規劃》要求加快推進建筑信息模型（BIM）技術在工程全壽命期的集成應用，健全數據交互和安全標準，強化設計、生產、施工各環節數字化協同，推動工程建設全過程數字化成果交付和應用[3]。由于BIM技術具有的數字化、可視化等特有優勢，該技術的普及推廣為基層央行提高信息基礎設施建設項目管理和實施水平提供了新思路。

1 BIM技術概述

1.1 BIM的概念

根據《建筑信息模型應用統一標準》（GB/T51212-2016），建筑信息模型（BIM）指的是在建設工程及設施全生命周期內，對其物理和功能特性進行數字化表達，并依此設計、施工、運營的過程和結果的總稱[4-7]。由此定義可知，BIM既指的是進行建模活動得到的模型結果，也反映了建立模型和根據模型進行實施的過程，即通過對基礎設施建設項目全生命周期中相關信息的共享和傳遞，為各項目參與方提供協同工作的基礎，以此進一步加強各環節的溝通協調，降低設計和實施成本，提高項目建設質量。

要對基礎設施建設項目有效實現信息化管理，需要依賴于以下基本要素：（1）存在統一平臺，需要通過科技賦能構建實現項目管理基本體系的信息化，建設可實現各項目參與方信息交流共享的集中平臺。（2）實現信息集成，為解決各項目參與方使用的應用軟件不盡一致且相對封閉的問題，需要快速整合集中各參與方擁有的項目相關數據，以打破信息孤島提高信息集成度。（3）編制通用標準，為防止由于各項目參與方錄入數據依據的格式及計量方式不盡相同而影響數據交流利用的情況發生，需要通過制定基礎設施建設相關數據的錄入標準，降低技術演進所需的成本和風險，保證數據綜合利用渠道暢通。有鑒于此，BIM技術無疑是現階段公認的實現基礎設施建設工程項目信息化管理最有效的技術路徑。

1.2 BIM的特點

（1）數字化和模擬性。與傳統工程制圖方式不同，BIM技術可以對基礎設施建設項目建立整體數字化模型，通過將待建設基礎設施的物理坐落、空間結構、建設用材等全部屬性關系實現信息參數化表達，使得傳統工程制圖當中繪制用時較長的建筑內部預埋、管線布置等工程實施細節得以充分體現出來，在此基礎上通過已完成參數化建模的各類屬性信息對模型和構件進行數字化分析，通過動態改變實施參數，進行數據模擬碰撞測算，并根據測算情況不斷迭代，以達到優化基礎設施建設設計及實施的效果。

（2）集成化和一致性。BIM技術的一大特色在于可以對待建設的基礎設施建立整體模型，且建立的模型內各個結構單元及其屬性參數與其他結構單元屬性及模型整體之間能實現一致關聯。若模型內某一個結構單元的屬性參數取值發生變化，與之關聯的相關屬性參數也都將隨之進行改變，由此信息模型實現了在基礎設施建設項目各進展階段具備可修補及一定程度自動演化的特性。

（3）可視化和協調性。與手工制圖及傳統AutoCAD等軟件僅能實現對待建基礎設施某個投影面二維建模，用戶需人工處理從現實三維空間到圖紙二維空間映射不同，BIM技術可對各類基礎設施建設項目直接實現三維建模，以便項目參與各方較傳統的工程制圖方式更加直觀、形象地了解建筑結構空間內的預期情況，并通過自動實現三維模型向各個投影方向二維施工圖紙的轉換，提高輸出施工圖紙的準確性。針對信息基礎設施建設項目實際設計實施工作中多方溝通交流較多的現狀，BIM技術可將之前分割在各建設方獨立存儲的項目設計和實施參數有效嵌入一體化模型，實現對項目建設的協同管理，便于建設過程中相關各方的溝通。

（4）過程化和全生命周期性。應用BIM技術能夠實現對基礎設施建設項目事前規劃設計、事中建造、事后運維整個全生命周期的完整覆蓋，作為基礎設施建設項目工程實施參數信息的唯一數據源，BIM模型的數據庫可為基礎設施建設項目提供全方位數據支持，對建設過程中因施工變更產生的相關文檔能實現集中統一管理，使得基礎設施建設項目信息具有可追溯性，有利于提升對項目參數的版本控制管理水平。

2 BIM技術在基層央行信息基礎設施建設中的應用

2.1 信息基礎設施設計階段

在基層央行信息基礎設施建設工作中，項目需求方常包含一定數量的科技人員，由于相關科技人員可能缺乏必要的建筑設計和施工工作經歷，按照傳統方式進行需求分析及細化設計時在具體需求表達方面存在產生較大溝通成本的可能。在信息基礎設施設計階段，通過BIM技術對待建設的信息基礎設施實現可視化三維建模，有助于設計人員面向信息基礎設施建設需求方直觀展示對當前信息基礎設施建設的設計構想付諸實施后可能取得的效果，便于信息基礎設施建設需求方通過比較設計計劃與信息基礎設施最終建設目標之間存在的區別，及時發現當前設計構想與自身真實需求之間存在的差異，從而與需求編制人員就項目設計實施后需要實現的真正需求取得一致理解，有效降低信息基礎設施建設需求人員與設計人員之間的溝通成本。幫助信息基礎設施建設人員明確建設需求，以便通過在信息基礎設施項目建設早期更精確地確定最終需求，減少后續實施期間的不必要變更，提高后續實施效率。

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通過BIM技術建模，也為信息基礎設施建設各方在項目進入施工實施前針對實施結果開展定性和定量測算提供了有效技術措施。既有利于信息基礎設施建設人員通過對管線鋪設等隱蔽工程計劃進行模擬碰撞測試，通過事先在模擬階段發現設計中的問題，從系統設計階段盡早發現和解決問題，在實施之前及時排除影響安全生產的潛在風險隱患，提升信息基礎設施的健壯性；也便于根據信息基礎設施計劃實施得到的三維結構，結合建材以及設施所在地氣溫、風力、降水、日照等氣象信息，針對不同設計方案的能耗、用水、能源效率（PUE值）等指標進行精確分析測算，通過調整機房建材類型、優化機房內部建設結構，完善機房溫濕度調節系統的建設布局、提升系統工作效率，為基層央行落實碳達峰、碳中和相關要求，降低信息基礎設施能耗提供科技支撐[8]。

2.2 信息基礎設施建設實施階段

在信息基礎設施建設項目施工過程中，通過BIM技術建模對工程實施開展預先評估，對各部分實施內容涉及的工程量變更進行計量，有助于信息基礎設施建設管理人員快速完成對實施所需各類硬件材料的數量的自動統計，為安排具體施工實施工作提供定量數據支撐，提高了信息基礎設施建設工程管理的精細化程度。通過BIM技術有助于在信息基礎設施建設項目進行建筑結構施工前提前謀劃各類管線預埋和留洞問題，通過調整管線實施參數快速生成三維預覽結果，便于基層央行信息基礎設施建設管理人員組織各類具體技術實施人員溝通協作，細化完善排布方案，保障預留預埋工作的及時性、準確性。在結構施工過程中，可以依托BIM的數字化和模擬性特點快速統計材料用量并指導下料，提升對信息基礎設施建設所需硬件耗材的管理精細化程度，同時運用BIM的可視化、協調性特點開展細致查驗和技術交底，消除可能導致后期返工的隱患，縮短項目實施工期，節約建設成本。通過BIM技術的全生命周期性，可以進一步提升對信息基礎設施建設實施階段建筑施工實際人力資源及硬件耗材資源消耗的精細化管理能力，為加強和改進信息化項目績效管理提供了新方法。

3 推進BIM技術應用的思考和建議

3.1 合理制定BIM技術推廣應用規劃

與近年新建信息基礎設施項目不同，基層央行信息基礎設施建設領域部分老舊項目存在圖紙資料以現有標準衡量不夠完備、核心數據準確性有限、建設期內設計實施變更頻繁、建成投產后維修改造內容較多等情形，基于存量檔案材料開展BIM應用工作量較大且作用有限。優先選擇新建信息基礎設施項目開展試點是當前較為適宜的BIM技術應用路徑。后續隨著基層央行內部管理措施的不斷優化、項目相關技術文檔資料的逐步梳理完善，以及基礎設施建設項目全生命周期信息化管理水平的持續提高，在存量信息基礎設施建設項目中BIM技術的應用空間也將得到有效擴展。

3.2 不斷拓展BIM技術應用范圍

結合“數字央行”建設相關目標及工作規劃[9]，進一步擴寬BIM技術在基層央行信息基礎設施建設及運維領域的應用范圍，依托BIM具有的建筑整體面積及分區面積、設計總機柜數目等信息基礎設施元數據，實現信息基礎設施建筑信息模型與金融信息基礎設施管理平臺、分支行信息基礎設施運維監控系統之間的聯動。結合系統整合和“三集中”工作，發揮BIM包含數據的內生價值，通過貫通BIM數據與固定資產管理、信息化建設項目績效評估、內部審計及業務連續性保障風險管理等業務領域相交互的途徑，拓展BIM數據在人民銀行內部管理與服務領域的應用，提高基層央行內部管理水平。

3.3 推動BIM領域標準及軟件體系不斷完善

現階段BIM領域國家標準《建筑信息模型應用統一標準》（GB/T 51212-2016）和《建筑信息模型施工應用標準》（GB/T 51235-2017）還有待進一步細化完善，針對金融行業及人民銀行分支行BIM建設和應用的行業標準亟待制定。在BIM軟件領域，同樣面臨著軟件體系尚需完善、軟件種類繁多、軟件原生功能欠缺需二次定制開發的發展瓶頸。建議一是從貫徹落實國家標準化戰略，發揮標準在經濟活動和社會發展中的技術支撐作用出發，啟動人民銀行分支機構建筑信息模型應用標準的編制工作，結合《中國人民銀行電子信息系統機房管理辦法》等人民銀行現行制度編寫符合基層央行信息基礎設施建設及運維實際的BIM應用標準體系，并在此基礎上結合現有《金融業信息系統機房動力系統規范》、《金融IT基礎設施數據元》金融行業標準等標準規范，編制金融行業BIM應用標準，以金融標準助推金融行業信息基礎設施建設和運維工作實現高質量發展[10]。建議二是從實現高水平科技自立自強的角度出發，加強技術攻關，推進相關領域基礎共性技術和關鍵核心技術研發，并研發具有自主知識產權的相關軟件平臺，積極推廣自主可控BIM技術的應用。

引用

[1]章學軍,金泓帆.BIM在我國的發展現狀概論[J].廣東土木與建筑,2022,29(4):14-17.

[2]李洋.BIM技術在地鐵車站空間環境設計中的應用研究[D].蘇州:蘇州科技大學,2021.

[3]蔡京建.BIM助力提升建筑業信息化水平[J].中國工業和信息化,2022(3):54-58.

[4]王晴月,牛英海,姚旭婷,等.基于BIM的工程建設項目規劃報建審查平臺搭建方案初探[J].物聯網技術,2022,12(3):51-53.

[5]丁少華.基于BIM的裝配式建筑全產業鏈項目管理模式研究[J].建筑經濟,2021,42(8):67-71.

[6]徐昕.BIM技術在裝配式建筑施工中的應用價值體現[J].智能城市,2021,7(24):157-158.

[7]陳望舒.對于裝配式結構設計方法的研究[J].福建建筑,2021 (5):63-66.

[8]杜曉潔,杜宇朝.綠色節能金融數據中心建設探索[J].金融科技時代,2020,28(8):15-18.

[9]何文才.關于“數字央行”時代提高科技工作履職效能的思考[J].金融科技時代,2021,29(5):74-77.

[10]楊瓊.基層央行機房建設定額標準探索[J].金融科技時代,2020, 28(8):62-68.