淺析投資項目全周期智慧化管理技術的應用

李彥濱 劉海濤 孫泓辭

（中國建筑第二工程局有限公司投資分公司，北京 100160）

在建筑工程領域，BIM技術已經得到了廣泛的應用，在建筑設計和施工中都展現了其重要價值。對于在建筑工程中所涉及的非專業人員，例如財務人員，BIM技術的使用讓財務人員的工作更高效。除了在建筑施工中的應用，BIM技術在項目運營、維護及后期管理環節也同樣發揮了它的優勢。對此，筆者認為實施基于BIM技術的項目全周期智慧管理是切實可行的。

一、BIM技術在設計中的應用

在設計單位，BIM技術及其相關軟件能夠助力設計的優化。使用BIM時，從施工圖到設計方案的修改，再到項目的工程效果展示，都可以通過仿真的方式呈現。這不但使專業人員可以深入了解設計細節，而且使非專業人員也能通過仿真效果直觀地把握項目的設計方向。

（一）審查施工圖

使用BIM技術的虛擬模型來替代傳統的施工圖，其優勢非常明顯。在BIM模型中，多個施工圖可以整合成一個統一的模型，其中包括土木、給排水和電力工程等。這樣的模型為各個工程間的相互影響提供了直觀的展示。BIM所建的模型不僅具有高度的可操作性，根據施工需要，還可以輕松地放大、縮小或拆解主要部分，使工作人員可以清晰地理解各區域的施工需求[1]。

（二）設計調整

雖然在工程推進過程中，希望盡量減少設計的修改，但在大多數項目中，某些設計調整是不可避免的。使用BIM模型時，任何設計的變動都會立即在模型中體現，從而使評估其可行性和潛在問題變得更為直接和清晰。

（三）模型展示

雖然BIM技術在模型的創建和修改中對硬件有較高的要求，但在模型展示方面，需求較為寬松。目前，如平板電腦和手機等移動設備已經能夠很好地滿足了BIM模型的展示需求，同時也支持模型的基本交互功能。

二、BIM技術在施工建設管理中的應用

（一）模擬施工過程

BIM技術能夠模擬施工過程，從而評估所采用的施工技術和方法是否滿足項目標準。為確保施工工藝符合項目需求，可以利用BIM技術進行合理性分析。例如，通過模擬施工技術和項目建設，可以判斷所選工藝是否能實現期望的建設成果。此外，模擬施工過程還有助于評估建議的施工順序是否可行。在施工實踐中，BIM虛擬模型會同步更新，準確反映施工進度，并為施工中出現的問題提供清晰的分析視角。

（二）階段性檢驗

在階段性檢驗中，BIM技術可以發揮其輔助作用。當對工程施工進行階段性檢查時，借助BIM虛擬模型可以識別在現場勘查時難以確定的潛在風險，從而提高檢查的全面性和準確性。

（三）項目進展報告

在制作階段性檢驗或后續的項目進展報告時，雖然實地照片可以一定程度上展示項目的進展，但利用BIM虛擬模型能夠更全面地呈現施工的實際情況。相比于傳統的PPT報告方式，BIM模型更能夠系統性地展示施工的整體情況。

三、BIM技術在運營管理中的應用

在項目的運營管理中，基于智慧管理平臺，可以實現BIM技術與GIS技術相結合，為項目及其周圍環境提供了持續的監控和管理。結合項目的潛在變化以及周圍環境的實際影響，例如建筑主體和水電系統中的長期潛在問題和風險，可以實現更精確和有針對性的管理控制[2]。此外，BIM技術確保了項目日常維護的準確性和及時性。結合BIM和GIS技術，可以制定更系統、更全面的維護計劃，從而明顯增強項目運維的安全性。另外，在智慧管理平臺的輔助下，項目潛在的風險及其具體表現都可以得到準確的預測。基于這些預測，可以提前進行檢測和干預，進而規避運維過程中的風險。借助BIM技術，項目的運營周期也得以延長。

四、BIM協同平臺的應用

為滿足BIM技術的應用需求，基于其打造的智慧管理平臺應具備以下核心組件：1個以BIM云計算為核心的控制中心，3大功能平臺（BIM、GSD和IoT接口平臺），3個關鍵管理階段（規劃、建設和運維），以及8個核心控制體系（協同設計、安全管理、質量檢查、進度監控、費用計算、文檔管理、現場監控和維護管理）。

（一）BIM數據中心

BIM數據中心是BIM技術平臺的核心，不僅負責數據的存儲、處理和決策，其運行效率和可靠性還會直接影響平臺的實用性和功能表現。目前，用戶可以通過PC和移動設備訪問BIM數據中心。具體能訪問哪些平臺（如BIM平臺、GSD平臺或IoT接口）則取決于用戶的密鑰類型。

1.BIM平臺。BIM平臺是一個先進的設計和管理工具，需要具備多種功能和特性。該平臺應能夠兼容所有主流的BIM格式，確保與各種軟件和應用的無縫對接。無論是在PC端還是移動端，用戶都能夠順暢地瀏覽模型并進行基礎的互動操作。此外，平臺必須完全滿足BIM技術的核心應用需求，同時也要有足夠的靈活性，支持二次開發。在處理數據能力上，能夠處理的覆蓋面積至少為10km2的地區，或者至多包含5000萬個模型的數據。

2.GSD平臺。GSD平臺是為了提高決策精確性而設計的，GSD平臺可以使用衛星圖像或無人機掃描的圖像來精確再現項目的實際場景。當與BIM平臺共同使用時，GSD不僅要能夠支持衛星圖像，還需要與ArcGIS的數據柵格化處理相兼容。此外，為了實現各種數據之間的流暢轉換，該平臺還必須具備將其文件與BIM文件轉換的能力。

3.IoT接口。IoT接口是設計實現各種硬件接入的關鍵部分。為了確保多功能性，該接口必須支持視頻監控，提供實驗室檢測數據的接入功能，并能夠接入基坑施工檢測的數據。此外，它還要能夠監控混凝土攪拌的質量、實時追蹤施工進度，監控人員的進出情況，以及為地面沉降提供檢測數據的接入。這一系列功能確保了IoT接口在建筑施工和管理中的核心作用[3]。

（二）BIM在規劃設計中的應用

在進行規劃設計時，以BIM技術為核心確保了規劃的準確性和實效性。然而，僅依賴BIM技術不足以實現規劃的高精度。因此，在實際的規劃設計中，除了充分應用BIM平臺和技術外，還需要融合GIS技術。這樣，結合這兩大技術可以使項目規劃資料更加完善和精確。項目規劃主要內容如下。

1.選址規劃。在項目建設的初步階段，正確的選址勘測至關重要。利用BIM技術與GSD2技術進行選址，不僅可以有效地規避地質敏感和脆弱區域，還可以通過仿真功能來評估整個項目的建設可行性。此外，這種技術結合還有助于減少對實地勘測的依賴，從而降低勘測的需求和強度。

2.協同設計。BIM平臺在協同設計方面具有多重功能。它能夠準確統計項目的工程量，如通過圖1所示的方式，確保對工程量的精準計算。此外，對于非專業設計人員，BIM技術的強大之處在于它可以利用仿真功能創建出虛擬模型，提供一個直觀的視角來展示項目建設完成后的樣貌和功能。在正式批準項目之前，這種直觀的仿真模型展示可以幫助團隊更好地了解預期的施工效果，從而判斷項目是否滿足建設要求，并在設計過程中做出必要的調整，以滿足實際的應用需求。

圖1 BIM平臺協同計算工程量頁面

（三）BIM在施工協同中的應用

在項目施工階段，動態管理是關鍵。盡管可以通過智能平臺進行系統性管理，但傳統方法下的施工進度展示并不直觀。BIM仿真技術提供了一個解決方案：通過不斷更新的BIM仿真模型，施工進度和潛在問題可以更為直觀地展現。

1.質量與安全管理。BIM平臺的引入極大地增強了施工過程中的風險預警能力，從而確保施工風險在實際操作中得到控制。BIM平臺的主要功能包括：允許所有施工相關方查看當前的施工狀態，讓業主可以對比現有施工進度與之前的進度，以識別潛在風險；平臺的自動巡檢功能，該功能根據上傳的數據和監控信息對施工進行檢查和質量評估。利用BIM平臺，施工標準和質量要求可以基于項目的特性自動導入。同時，業主也可以主動添加相關的施工指南和質量標準。有了這些基準和規范，BIM平臺可以自動地對施工質量進行監測、反饋，并根據處理結果評估風險處理效果。

2.進度管理與BIM平臺。項目進度管理是施工中的關鍵組成部分。利用BIM平臺各方包括業主，都可以實現高效的進度管理。業主可以利用BIM平臺對施工進度進行動態規劃，并實時發布更新的進度信息。隨著BIM平臺信息的自動更新，業主可以實時掌握當前的施工進度。當預期和實際施工進度出現偏差時，平臺的自動對比功能使業主能夠迅速識別造成偏差的原因，并進行相應的調整。此外，業主還可以利用平臺清晰地了解每個施工項目的啟動和預計完成時間。為滿足項目的進度管理需求，BIM平臺應具備以下幾項核心功能：一是支持4D BIM模型，確保不同模型間的順暢交互；二是平臺應能根據該模型精確展示當前施工進度；三是對于施工中的關鍵節點，平臺需要有自動提醒功能；四是平臺應能自動對比預計與實際的施工進度，以幫助管理者及時調整策略。

3.質檢管理。在使用BIM平臺的質檢管理中，不僅要確保滿足平臺的基本操作需求，還需保證其內容和格式與本地政府的規范相符。當需要時，可以方便地從電子平臺中導出符合地方管理部門要求的質檢文件。

4.監控管理。在利用BIM平臺進行監控管理時，關鍵在于充分發揮IoT接口的作用。通過將監控設備的數據直接與BIM的數據處理中心連接，可以將監控視頻和其他相關內容整合到BIM模型中，實現真實的仿真監控，滿足監控與模型間的交互需求[4]。

5.資料管理。在BIM平臺上，除了確保資料的分類和存儲功能，平臺還需具備以下特點：能夠設定資料的查詢權限；能鏈接以文字為主的文件和其他模型格式的文件，優化文件格式以方便在移動端瀏覽；根據項目需求自動創建文件分類，并配備高效的搜索引擎，以便于查找文件。

6.計量支付。在建筑項目的計量和支付環節，文件的真實性、完整性和不可篡改性變得尤為關鍵。這不僅影響支付的準確性和公正性，還關系著項目的透明度和各方的信任度。在這個環境下，BIM平臺的作用不可或缺。首先，BIM平臺必須提供一個高安全性的環境，能夠確保所有上傳的文件，特別是涉及合同和費用的文件，都是真實的、沒有被篡改的。為此，平臺應支持合同章等關鍵文件的高清掃描和上傳功能。在上傳過程中，采用加密技術和數字簽名確保文件的原始性和完整性。其次，為了確保文件的不可篡改性，BIM平臺應確保所有上傳的合同及關鍵文件一旦被保存，便進入“只讀”模式，即這些文件是不可編輯的。這樣一來，無論是業主、承包商還是其他相關方，都可以確信這些關鍵文件的內容不會被人為更改。此外，系統還可以為每一次文件的查看、下載或其他活動建立日志，從而為文件的訪問和使用提供完整的審計跡象。BIM平臺還可以配備自動驗證功能，當有任何疑似的篡改或不一致性出現時，平臺會自動發出警告，提示相關人員檢查和核實。最后，為了簡化計量和支付的流程，BIM平臺還可以整合支付網關和電子支付功能，使得支付過程更為自動化和流暢。這不僅提高了工作效率，還能夠確保支付的準確性和時效性[5]。

7.運營維護。在項目轉入運營維護階段時，其對數據和信息的需求與其在建設階段顯然不同。建設階段對于某些數據和信息要明確展現，在運營期間可能并不都是必要的。據估計，建設階段所產生的信息中，大約只有60%在運營期間仍維持較高的應用價值。因此，當項目從建設模式切換至運營模式時，與運營直接相關的信息應當被優先保留，同時其他與運營不直接相關的信息可以進行封存或訪問限制。

為滿足運營期間對平臺的深度應用和管理需求，項目運營平臺應具備以下核心接口和功能：一是智慧管理接口。整合BIM技術與GIS技術，此接口不僅可以為運營團隊提供實時的項目數據分析，還可以打通地理信息系統中的空間數據和BIM模型中的建筑數據，使得地理位置、建筑結構、設備信息等都可以在一個系統中呈現和管理。二是項目健康監控接口。基于BIM技術，此接口可以監測建筑結構和系統的健康狀態，如裂縫檢測、濕度控制、疲勞監測等，確保建筑物和其內部系統的長期穩定和安全。三是基礎設備控制接口。借助BIM技術，此接口允許運營人員遠程控制、監測和管理建筑中的各種基礎設備，如空調、照明、電梯等，以實現智能化、自動化的運營管理。四是緊急響應處理接口。在遭遇緊急情況（如火災、地震或其他突發事件）時，這個基于BIM技術的接口可以提供快速響應方案，例如指示安全出口、關閉關鍵系統等，確保人員和財產安全。這樣的細致化運營平臺不僅大大提高了建筑物的運營效率，還為確保建筑物的長期穩定和安全提供了堅實的技術基礎。

五、結語

在基于BIM技術構建的項目管理智慧平臺中，不僅需要深入挖掘BIM技術的潛能，還需整合GIS技術并為IoT預設接口。BIM，作為一種卓越的可視化技術，提供了滿足項目建設和管理全階段需求的視覺模型，使其在項目的整體生命周期管理中顯示出重要的應用價值。然而，目前這類智慧管理平臺在實踐中存在一個常見問題，即它們往往只滿足了基本的管理需求。對于特定項目的獨特需求，如何構建和定制這樣的平臺，仍然是一個不小的挑戰。