城市快速路工程BIM管理平臺應用實踐

2024-01-18 16:24:47張航

現代信息科技 2023年22期

收稿日期：2023-05-06

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2023.22.022

摘? 要：紹興市智慧快速路作為一項大型市區公共交通工程，同期并行建設路段較多，存在一定的管理難度。以BIM平臺為項目管理手段，融合大數據、云計算、物聯網等新興技術，基于進度、質量、安全等功能模塊，覆蓋設計、施工各個環節，全階段保障項目平穩實施。基于BIM管理平臺的項目管理模式，有效提高了工程建設質量和項目綜合管理水平，實現了項目精細化管理創新。

關鍵詞：快速路；BIM；管控；精細化

中圖分類號：TP39? ? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-4706（2023）22-0100-05

Application Practice of BIM Management Platform for Urban Expressway Engineering

ZHANG Hang

（Shanghai Urban Construction Information Technology Co.， Ltd.， Shanghai? 200082， China）

Abstract： As a large-scale urban public transportation engineering， Shaoxing Smart Expressway has many parallel construction sections during the same period， which poses certain management difficulties. Using the BIM platform as a project management methods， integrating emerging technologies such as big data， cloud computing， and the Internet of Things， based on functional modules such as progress， quality， and safety， covering all stages of design and construction， ensuring the smooth implementation of the project throughout the entire stage. The project management model based on the BIM management platform has effectively improved the quality of engineering construction and the level of comprehensive project management， achieving innovation in refined project management.

Keywords： expressway; BIM; control; refinement

0? 引? 言

紹興市智慧快速路作為紹興市“六橫八縱”智慧快速路交通路網，拉近了杭州與紹興亞運會場館間的時空距離，為推進長三角一體化和紹興市三區融合提供了有力支撐和堅強保障。作為一項大型公共交通工程，快速路網覆蓋整個紹興市區。根據項目實際需求和屬地特點，紹興智慧快速路在全線路、全專業、全階段引入BIM技術，采用基于BIM管理平臺的項目總體管理模式，打造全壽命周期的快速路智慧建造管理解決方案，以智慧化的管理賦能工程建設，實現對工程建設項目的高效專業化管理。

1? 工程管理痛點

由于紹興快速路多個路段同時開工，具有單位多、時間緊、任務重等特點。特別是在建設時期，存在信息無法共享和協同工作，信息應用和交換不及時、不準確的問題，給工程帶來一定的風險。

1.1? 管理割裂問題

各類工程建設過程中，管理割裂的問題始終存在，投資、設計、施工、運維、監理等角色往往只關注自己本職的業務，在各自作業過程中記錄的信息也無法有效交互溝通。究其原因，在于沒有一個有效的系統串聯各方職能。

1.2? 信息孤島問題

快速路多個路段同期并行施工，各方之間信息無法共享，對于信息的理解難免產生偏差，無法將信息轉變為有效的知識并根據信息制定正確的策略，因此BIM管理平臺的核心任務之一是解決信息共享問題。

1.3? 信息可靠性問題

在工程建設行業中，很多場合的信息傳播依然采用口頭告知、手寫材料等較為低效的模式。而在工程建設過程中，信息的時效性至關重要，資料后補、偽造等情況時有發生。只有通過信息化和智能化的手段，才能最大程度保障信息的可靠性。

1.4? 信息可視化問題

數據的可視化程度直接決定了信息的可識別和可理解程度，如用統計圖方式呈現安全事件的發生頻率，就要比文字或表格的方式更加直觀。在環境復雜、要素眾多的工程現場，用BIM管理平臺可視化的方式來呈現業務信息，直觀度大為提升。

2? 平臺特點

基于BIM管理平臺的項目管理，兼顧技術的先進性和應用的落地性，遵循“數據自動獲取上傳、流程線上協同管理、質量動態評定管理”的原則，通過物聯網技術和移動平臺等手段，對關鍵數據進行自動采集上傳、匯總分析，為解決智慧快速路建設管理問題提出數字化解決方案。BIM管理平臺快速路項目總覽如圖1所示。

該平臺的特點包括：

1）結合BIM+GIS、AIOT、云計算、物聯網、大數據等新興技術，高效處理海量工程管理要素信息，支撐項目數字化管理。

2）全員參與平臺管控工作，將項目管控平臺打造成一個自上而下的有序系統，讓基層作業人員參與其中，使項目經營管控工作更加精細，數據體現更加翔實，充分調動大家的積極性與主動性，實現全員參與平臺管控，項目管理全程可控。多方協同平臺應用，基于數字化平臺的協同管理，解決了各參建方在信息、資料、數據、流程、資源、應用方面的協同難題。

3）以BIM模型作為信息載體，與GIS空間信息相結合，以可視化、形象化的方式提供便捷的管理，統一工程中各類信息的描述方式，建立更加規范的數據結構，便于信息管理、查詢、利用。

4）利用信息化手段，自動收集項目數據，形成圖文、報告、報表，第一時間掌握項目態勢，解決了數據收集遲緩、溝通效率低下的常見難題。

5）利用BIM+GIS數字孿生，形成三維可視化一張圖，用于項目的設計方案優化、施工方案論證、項目日常管理、動拆遷調度、重點工程方案評選等環節，解決了傳統模式下表達不直觀、描述不精準的問題。

6）基于物聯網與現場聯動，進行日常遠程督察，在線發出整改通告，解決了業主人手不足與項目規模較大的矛盾，大幅提升了統籌監管效率。

3? 主要功能

3.1? 三維數字孿生

BIM管理平臺已在14個標段中投入使用，包含道路模型、管線模型、傾斜攝影模型，里程超100千米，數據量超400 GB。各類模型數據通過三維引擎無縫融合，輕量化展示，實現模型的查詢、互動、更新。并將進度、質量、安全、資料、預制生產等信息與模型相關聯，以可視化形式表達業務內容。

二環西路作為紹興交通系統中最復雜的互通立交，多次采用三維數字孿生模型，有效處理上下層高架的空間關系、凈高距離、施工順序、機械運轉、交通調度等，一定程度上降低了復雜互通立體空間的工程難度。

在設計初期，基于數字孿生模型發現互通銜接段與喜臨門商場存在沖突，又臨近蕭曹運河橋，空間位置狹小，難以滿足轉彎半徑和漸變坡度。通過調整設計方案，優化立交銜接路線，避免了工程問題的產生。平臺三維數字孿生如圖2所示。

3.2? 業務數字化管控

BIM管理平臺搭建了進度、質量、安全、預制、跟審等模塊，全面覆蓋項目建設期間的重點工程管理業務內容，提供進度管理、質量報驗、安全巡更、預制排產、跟審記錄等功能。不僅以數字化的方式對上述業務進行統一管理，實現流程的在線推進閉合，還將信息與BIM模型綁定，借助BIM模型實現數字化資產沉淀，為建設方的工程數字資產管理提供保障。

精細到構件級別的進度監管，從總體統籌調度、原材料進場、預制件生產、計劃履行、進度糾偏著手，加強對關鍵路徑上工序的監管預警。

在質量報驗上，為每個構件設置了多道關鍵工序，每道從班組自檢上報到總監終審歸檔，每個環節都以舉牌照片和質量數據作為約束，通過物聯網采集、現場錄入、數據索引等途徑進行數據記錄收集，自動生成施工質量記錄，強化業務數字化管控。質量報驗管控如圖3所示。

安全管控以試題、視頻的形式輔助人員進場三級安全教育，以簽到、打卡的形式輔助定點、定路線安全巡檢，以事件上報的形式落實隱患限期整改閉環管理。安全巡檢管理如圖4所示。

工業化智慧工廠，以“標準化設計、工廠化生產、裝配化施工，信息化管理”為導向，基于BIM可視化和物聯網數據，專為預制構件工廠開發智慧系統，采用現代工業制造方式實現構件產品規模化生產并高效應用于快速路建設。預制生產如圖5所示。

3.3? 物聯網在線監管

BIM管理平臺借助物聯網技術，接入視頻監控、環境監測、結構監測、無人機巡檢等項目，業主借助平臺進行精準的遠程監管。平臺對物聯網數據進行實時分析，實現超限報警和趨勢預判，保障施工過程的安全性。

杭紹甬高速連接線越東大橋（暫名）作為快速路當中的控制性工程，系紹興市同期在建施工難度最高的項目之一。在施工階段的不同工況下布設了多種監測類型的物聯傳感設備，實時監控橋梁建設安全情況。設置紅、黃兩級預警，現場監測數據達到預警值時，平臺實時觸發預警消息，以手機短信的形式通知相關責任人，實現監測數據實時接收，預警消息實時推送，差異化任務督辦，形成預警—分析—（停工）—整改—復查—驗收的閉環流程，提供智能的決策輔助、科學的風險預測。當出現嚴重危及施工安全的紅色預警時，智慧監測系統實時聯動現場廣播系統，發布人員撤離的指令。物聯監測如圖6所示。

3.4? 智能輔助決策

BIM管理平臺匯集和分析各類工程數據，將業主所關注的重點內容（如項目進度、質量管控、安全文明、人員履職、現場環境等），通過駕駛艙、三維等可視化手段進行展示表達，有利于業主對項目總體態勢、工作計劃等做出更加準確的判斷和決策。

BIM管理平臺提供在線式多方溝通協調平臺，建設方可通過多項目總覽查看各個標段的建設進展和完成績效，同時可基于平臺發起意見流轉和跟進反饋。嚴密的協調管理程序可以對每個環節進行多方面、多參數的客觀分析與控制，強化BIM平臺的管理優勢。

4? 應用價值

4.1? 資料的有效沉淀

BIM管理平臺借助信息化方式，在移動端實現資料報送，確保第一手資料在第一時間得到記錄。以BIM作為信息載體，可確保不同項目、不同單位以統一方式記錄所有資料，對資料的歸檔管理和后期調閱和使用都有重要意義。

目前，BIM管理平臺已經累計收集工程各方面資料超1 000 GB，其中照片超過70萬張，視頻文件超過700個，文件超過2 000份，形成了極具價值的項目數字資產。業主在日常工作中已形成通過BIM管理平臺進行資料查閱、信息追蹤的模式，提升了工程管理效率。

4.2? 信息的形象可視

通過BIM管理平臺的三維數字孿生，在二環西路互通立交、二環南路地下通道、連接線跨江大橋、于越路北站隧道等關鍵節點，充分利用平臺BIM+GIS技術，融合空間可視化信息展現，應用于設計方案優化、管線遷改敷設、臨時交通導改、施工方案交底等環節，幫助建設單位做出準確判斷。僅二環西路互通立交一處，就高效解決了五層高架帶來的施工難題，有效縮短了施工周期。

4.3? 多方的高效協同

BIM管理平臺建立了統一而完善的多方協同工作模式，以工作流技術驅動流程的自動流轉，從而保證不同參建方各司其職、高效協同。

目前，BIM管理平臺已經將各路段的業主、設計、施工、監理、審計等幾十家單位，累計1 000余名用戶納入數字化管理范疇。在創建高效協同功能的同時，打造了一體化的管理模式，保障工期緊張、人手有限時的管理效率。各項目在進行工作例會時，已習慣性采用BIM管理平臺作為匯報和溝通的主要渠道，對提高溝通效率和項目推進起到了重要的作用。

4.4? 管理的統一規范

長期以來，工程建設中規范制度落實不到位是困擾業主的痛點。通過BIM管理平臺，對質量、安全等重要業務中的管理流程、數據格式、提交時間、上傳地點、參與人員等內容進行設置，以數字化方式驅動管理規范化和制度落地化。

各標段不同職能人員，根據預設權限和崗位職責，在質量報驗、安全管控、隱患整改、跟蹤審計等方面實現業務流程化、流程數據化、數據標準化。

4.5? 監管的精準到位

借助物聯網技術與BIM的結合，項目現場監控、監測等傳感數據接入平臺進行實時分析，自動識別超限情況，并及時發出預警提示，保障現場施工安全。

5? 結? 論

紹興快速路借助BIM管理平臺，沉淀了建設期的過程數據，并向運維階段傳遞。提高了工程建設質量和項目綜合管理水平，實現了項目全生命周期內的精細化管理創新。

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