基于BIM技術的軌道交通工程全過程造價控制策略研究及實施方案

摘" 要：該文探討BIM技術在軌道交通工程全過程造價的控制策略研究及實施方案，并對其技術路徑及未來發展進行深入研究。首先，從BIM技術的發展背景和軌道交通工程造價管理的需求出發，闡述BIM技術在該領域中的重要性。然后，分析BIM技術在不同階段的應用及其對造價管理的影響，包括規劃階段的方案比選、設計階段的精細化建模、施工階段的成本控制和運維階段的智能化維護等。最后，提出解決BIM全過程造價管理中的挑戰和問題的策略和建議，可為軌道交通工程全過程造價管理提供技術支撐。

關鍵詞：BIM技術；全過程造價管理；成本控制；施工圖譜；BIM5D

中圖分類號：TD952" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）33-0127-05

Abstract： This paper discusses the research and implementation plan of BIM technology in the entire process cost control of rail transit projects， and conducts in-depth research on its technical path and future development. First of all， based on the development background of BIM technology and the needs of rail transit project cost management， the importance of BIM technology in this field is expounded. Then， we analyze the application of BIM technology in different stages and its impact on cost management， including scheme comparison and selection in the planning stage， refined modeling in the design stage， cost control in the construction stage， intelligent maintenance in the operation and maintenance stage， etc. Finally， strategies and suggestions to solve the challenges and problems in the full-process cost management of BIM are put forward， which can provide technical support for the full-process cost management of rail transit projects.

Keywords： BIM technology; full-process cost management; cost control; construction atlas; BIM5D

隨著全球城市化進程的加速和人口的持續增長，軌道交通作為城市公共交通系統的重要組成部分，扮演著愈發重要的角色。尤其是在大城市和城市群中，軌道交通系統不僅承擔著解決交通擁堵、減少環境污染的責任，更是促進經濟發展和社會穩定的關鍵因素。然而，隨著城市規模的不斷擴大和交通需求的增加，軌道交通工程的建設和運營也面臨著諸多挑戰，其中之一便是建設造價的不斷攀升。

軌道交通工程的建設造價受到多方面因素的影響，包括但不限于材料價格波動、施工工藝難度、規劃設計變更等。在建設工程項目管理過程中，投資管理和成本管理是項目順利進行和取得成功的基礎，是建設工程管理的重要組成部分[1]。因此，如何在軌道交通工程的全過程中有效控制造價，成為了亟待解決的問題。傳統的造價控制方法往往側重于單一階段的成本管理，缺乏整體性和系統性，難以應對工程建設過程中的復雜變化和風險。因此，需要引入新的技術手段和管理理念，以提升軌道交通工程全過程的造價控制水平。

近年來，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術在建筑行業得到了廣泛應用，并在軌道交通工程領域逐漸嶄露頭角。BIM模型是一個包含建筑構件幾何、物理、功能等信息的數字化工具，它可以幫助項目經理、設計師、造價工程師等更好地理解項目，支持更準確的決策[2]。BIM技術以其全面的信息整合和協同作業能力，為軌道交通工程的設計、施工、運營等各個階段提供了有力支持。通過BIM技術，可以實現對工程全過程的數字化管理和智能化監控，從而提高工作效率、降低成本、保障質量。然而，目前國內外對于基于BIM技術的軌道交通工程全過程造價控制策略的研究還相對不足，相關理論體系和實踐經驗尚未形成。

因此，本研究結合深圳地鐵的實際情況，探討基于BIM技術的軌道交通工程全過程造價控制策略及實施方案，以期為軌道交通工程的建設和管理提供新的思路和方法。通過對BIM技術在軌道交通工程中的應用現狀進行分析，結合實際案例，提出針對性的控制策略，并驗證其在實際工程中的可行性和有效性。這將有助于推動軌道交通工程的數字化轉型和智能化管理，為城市交通發展提供可持續的解決方案。

1" 研究現狀分析

在國內外，基于BIM技術的軌道交通工程全過程造價控制研究尚處于起步階段，相關文獻和案例較少。近年來，眾多學者開展工程施工造價管理研究，并取得一定研究結果。如文獻[3]中采用BIM5D技術開展造價全過程管理研究，在原有三維BIM模型的基礎上增加時間進度和成本2個維度，以提升其管理效果，在實際應用過程中，該方法在項目決策階段、設計階段應用效果較佳，在施工階段應用效果不佳，無法對其資源浪費帶來較大改善；文獻[4]中基于全過程管理視角，以鐵路隧道施工項目為例，開展決策、設計、施工和竣工階段的造價風險控制研究，但該方法在應用過程中造價支出控制效果不佳；文獻[5]中同樣基于全過程管理視角，以境外PPP項目為例，開展決策階段、設計階段、招標階段和施工階段造價控制研究。該方法應用后在各個階段同樣存在造價支出控制效果不佳，容易出現預算超出的問題。

針對上述問題，開展基于BIM技術的軌道交通工程全過程造價控制研究具有重要的理論和實踐意義。一方面，這將推動軌道交通工程領域的數字化轉型和智能化管理，提升工程建設和管理的水平；另一方面，也為我國建筑行業的發展提供了新的思路和方法，促進行業的技術創新和管理提升。

2" BIM技術在軌道交通工程全過程造價管理中的控制策略及實施方案

在建設工程項目的全過程造價管理中，項目決策和設計階段對工程造價的影響很大，基本決定項目造價。施工階段和運營階段對工程造價的影響較小，但此階段實際發生的成本是最大的。如果企業沒有做好前期準備工作，就會造成后期的施工和管理難度變大，導致工程的整體進程受到影響，并出現資金超預算或者資金浪費的問題[6]。全過程造價咨詢是一項綜合性要求較高的工作，需要不斷運用各種專業的技術和方法梳理、計算和分析數據，為決策者提供量化信息和建設方案，做到全流程的造價控制。本文將在工程建設的全階段進行造價控制策略及實施方案的研究，實現全生命周期各環節統籌聯動，形成BIM模型傳遞機制。

2.1" 規劃階段的控制策略及實施方案

在造價估算方面，本研究將利用深圳地鐵集團現有的造價數據，運用大數據AI處理和學習技術，對不同工法、不同工藝等進行分類，以進行造價信息的統計匯總，從而形成完備的數據庫資料，如圖1所示。針對區間及車站的BIM模型，本研究將進行單位工程造價信息的賦予，并根據已有的臨近項目，生成相應的造價估算，同時提供不同時間、不同線路的投資差異化分析結果。

基于1—4期軌道既有線的造價信息數據，將運用AI等技術進行“機器學習”，以形成基于BIM的設計階段投資管控解決方案。

在BIM的應用中，將明確造價各個階段的邊界條件，包括構件部位庫、地質信息庫等。在規劃階段，本研究將利用歷史數據進行訓練，形成區間、站臺層、站廳層、設備層和出入口等單位的造價信息，以實現對規劃階段投資的有效管控，見表1。

方案優化方面，將根據現有的BIM基礎數據，分析方案對人口分布、地形地貌、區域經濟發展、產業分布以及經濟效益等因素的影響程度，以此為基礎對方案進行合理調整，如圖2所示。同時，將利用現有的交通大數據平臺，從規劃角度出發，探討如何串聯沿線各區重點發展片區，形成組團化空間結構。

另一方面，從功能定位角度出發，本研究將基于站點周邊土地開發、區位、周邊交通設施及24小時進出站客流特征對站點進行分類，并分析與篩選不同類型軌道站點步行及公交輻射影響區域范圍的影響因素，如圖3所示。

在工程角度上，本研究將利用現有的BIM平臺，基于沿線區間以及工點的地質、地下建構筑物以及重要管線等信息，對規劃方案進行實時調整，以保證整個項目的前期成本控制。同時，本研究將基于現狀BIM模型構建規劃場景模型，通過沉浸式三維技術對項目規劃理念進行展示，讓項目參與者在項目前期了解到方案沿線的地質、地下建構筑物以及重要管線的分布情況，科學規避風險，從源頭控制成本。

2.2" 設計階段的控制策略及實施方案

為了高效建立BIM模型，本研究將按照算量建模標準進行操作。利用BIM正向設計手段，開展初步設計和施工圖設計的建模，確保模型的完整性和準確性。在這一過程中，研究實現模型構件與造價信息的掛接，建立BIM造價信息體系，確保模型的信息數據的有效傳遞。最終，本研究通過模型導出建設工程概算成果文件，為后續的工程進展提供參考和依據。

針對軌道交通領域正向設計效率低、出圖難等問題，自主研發了BIM正向設計效率插件，包括圍護結構平法標注（圖4）、BIM模型審核等，全面提升了正向設計工作的效率和質量。這些插件有效推進了各類設計任務，提升設計質量。

這階段將采用成本前置理念，結合BIM技術進行概念設計，以實現對投資的精準管控。在方案設計階段，本研究將利用BIM技術進行站點客流仿真模擬，如圖5所示，以此為基礎優化車站建筑設計方案，實現投資成本的節約。通過這一過程，能夠提前做出精細化設計，特別是針對站臺空間的設計，同時進行相關的合理性分析，以確保設計方案的實用性和經濟性。

在設計階段中，研究并建立了基于BIM的站點裝修數字孿生系統，如圖6所示，以引入成本約束型裝修設計理念。通過BIM模型，本研究實現了各梯度成本的車站裝修方案的切換可視化。結合VR技術，讓項目參與者能夠沉浸式體驗車站裝修情況，從而更好地理解和評估裝修設計方案。這一系統的建立將有助于提高裝修設計的效率和質量，同時在保證裝修品質的前提下，有效控制成本，實現裝修方案的最佳平衡效果。

2.3" 招投標階段的控制策略及實施方案

本研究將對工程量清單的各項細節要求進行詳細的定義與說明，包括清單條目的格式、建模元素、空間位置、分類規則、計量單位和成本組成等方面。在清單編制過程中，本研究將確保每一項細節都得到充分考慮和規范，以保證清單的準確性和完整性。

同時，本研究將通過BIM模型直接導出工程量清單成果文件，以實現清單數據的自動化處理和輸出。在此過程中，本研究還將設置校審流程，確保導出的工程量清單符合相關標準和規范，從而保證數據的準確性和可靠性。

最后，本研究將應用所導出的工程量清單于招投標流程環節，以支持后續工程項目的順利進行。通過這一流程的建立和應用，本研究將實現工程量清單的高效管理和利用，為工程項目的順利推進提供可靠的數據支持和保障。

2.4" 施工階段的控制策略及實施方案

這階段將利用BIM模型對不同專業的模型構件進行不同維度的精細拆解，以確保模型的精確性和完整性。同時，將結合BIM基礎數據庫，為模型逐步賦予由粗到細的造價信息，以實現對造價的精準控制。

根據施工階段的應用場景需求，研究并提出了施工工藝BIM圖譜，如圖7所示。根據圖譜對BIM模型構件進行模塊化拆解。通過調用和組合各個模塊，進而形成完整的施工圖譜，為后續的施工提供可靠的指導和支持。

基于施工BIM模型，可形成各專業工程量清單，以便于進行統籌計價。這些清單將包括各個專業領域的工程量信息，為工程造價的管理和預算提供了可靠的依據。

在施工階段，研究將利用BIM模型結合5D的模式，為模型中的各個構件賦予成本和時間計劃的相關信息，以實現支付結算的精準管理，如圖8所示。通過在模型中添加這些信息，能夠更全面地了解項目的成本和進度情況，為支付結算提供可靠的數據支持。

在進行支付結算工作時，這階段將通過現場實際完成情況與BIM模型的數字孿生進行對比和核對，以確保結算工作的準確性和公正性。通過這一過程，將實現對項目支付的及時追蹤和有效管理，確保資金的合理運用和分配。

另外，在變更洽商方面，本研究將根據方案、施工環境等因素的變更影響，及時更新BIM模型，并導出變更后的工程量清單成果。同時，將保留歷史模型信息和歷史造價成果信息，以便于進行后續的對比和分析。這樣的做法將有助于確保變更洽商的公正和透明，同時保障項目的順利進行。

3" 結論

通過本論文的研究，本研究得出了以下主要結論。

1）首先，本研究發現利用BIM技術在軌道交通工程全過程中實現了有效的造價控制是可行的。通過建立BIM模型并結合5D的模式，本研究能夠實現對成本和時間計劃的精準管理，為項目的支付結算提供了可靠的數據支持。

2）其次，研究了施工圖譜制定、變更洽商等方面BIM技術應用，通過BIM模型的數字孿生，本研究實現了對施工過程的精細化管理和變更的及時應對，保障了工程的順利進行。

3）最后，通過對BIM模型的細致拆解和模塊化處理，本研究能夠實現對工程量的準確計量和管理，為工程量清單的編制提供了技術支持。

結合目前的研究和實踐情況，提出以下對軌道交通工程全過程造價控制的建議。①在軌道交通工程的設計、施工和運營中進一步推廣和應用BIM技術，在各個階段中實現信息的無縫整合和共享，以提高項目的管理效率和成本控制水平。②應加強對BIM技術的培訓和應用，提高項目參與者的技術水平和應用能力，確保BIM技術能夠充分發揮其在造價控制中的作用。③應建立健全的BIM標準和規范體系，為BIM技術在軌道交通工程全過程造價控制中的應用提供統一的指導和標準，確保實現最大的效益和價值。

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