引言：

由于长期的过度竞争和建筑企业的科技进步投入不足，传统的建筑行业已成为一个高消耗、高排放的粗放型产业。当前，我国建筑企业转型升级、项目管理和信息化处于困境之中，运用信息技术改造和提升建筑业的管理水平，改变传统的生产方式，实现可持续的发展，是整个行业思考研究的焦点和探索发展的目标。

建筑信息模型（Building Information Modeling，简称 BIM）作为一项新的信息技术，能在工程规划、设计、施工、运营维护等项目全生命周期内，对建筑的物理和功能特性进行数字化表达，强化设计协同，支撑工业化建造，模拟施工过程，促进工程项目实现精细化管理，提高工程质量，降低成本和安全风险，是非常重要的建筑产业革命性绿色建造技术。

1、BIM技术数据中心的建设

BIM技术数据中心建设可概括为“1338”体系建设，即下设一个中心，三大平台，三个阶段，九大体系。一个中心为基于BIM云计算的数据中心；三大平台为BIM平台、GSD平台、IOT平台；三阶段为设计、施工、运维；八大体系分别为协同设计体系、安全管理体系、质检体系、进度管控体系、计量支付体系、资料管理体系、监控测量体系、运维运营体系。系统架构如图1所示：

图1：BIM技术数据中心系统架构图

2、BIM技术数据中心

BIM数据中心是项目的数据大脑，承担着项目全生命周期BIM相关数据的存储、处理、分发和决策的功能，因此其通用性、可靠性、可计算性、接口标准化程度很大程度上决定了项目的成败，见图2服务器部署方式。鉴于建筑工程工作特点，以及系统数据来源及处理，登录方式大多有PC端和移动端。数据安全方面，系统通过以下多种方式来保障数据的安全：

（1）双重授权：系统授权和客户端授权；

（2）设置服务器密码；

（3）设置防火墙和杀毒软件；

（4）服务器硬盘建议4硬盘做磁盘阵列，做足备份；

（5）项目的服务器设置成数据备份模式；

（6）企业有条件可设置异地备份。

图2：服务器部署方式

BIM数据中心的数据处理能力来自对多源异构数据的接入和处理，BIM平台、GSD平台、IOT接口平台承担着主要数据入口及信息在线处理功能，因此底层平台的选择也制约着项目能否成功。

2.1 BIM平台

BIM平台作为最重要的基础平台，必须满足以下几方面的功能要求：

（1）能兼容市面主流BIM模型格式；

（2）支持PC和手机的在线浏览模式，互动应顺畅；

（3）模型与项目的管理职能以及应用场景要高度融合；

（4）平台接口要开放，支持二次开发，支持与GIS数据、IOT数据、图文档数据的对接；

（5）数据承载量要高，能支持10平方公里的数据，5000万个以上的模型三角面。

2.2 GSD平台

项目的全生命周期中都需要对周边地理环境有准确的了解，来帮助我们在规划设计、施工建造、运营运营阶段做出更好的决策，因此利用GSD做场景还原有助于项目决策。项目场景还原采集周边建设的地理信息，信息来源可以是卫星照片，也可以是无人机摄影扫描。GSD平台需具有以下数据兼容功能：

（1）支持tif格式卫星图片、DOM、高程DEM/DSM；

（2）支持ArchGIS栅格数据；

（3）与BIM模型对接的坐标转换、数据处理。

2.3 平台IOT接口

项目建设和运维的大量信息需要借助物联网技术对数据的采集、传输及处理，涉及到的信息类型多样，且采集每种信息的设备和传感器类型千差万别，因此平台要有开放和强大的接口来接兼容这些软硬件信息，并在未来的运维中具有可扩展性。对于建设项目，连接到平台的物联网设备主要有以下几种：

（1）视频监控；

（2）基坑监测；

（3）建筑主体施工监测；

（7）人员和设备定位；

（8）沉降监测；

（9）拌合站质量管控；

（10）实验室试验检测。

3、BIM技术协同平台建设

3.1规划设计阶段

规划设计对于建设项目实施至关重要，合理的选线规划、精细化的科学设计，无论是对前期工程施工和后期运维难易角度、投资的经济性，还是使用的舒适性、对周边环境的影响性，都具有举足轻重的意义。利用平台BIM和GSD技术的叠加优势，可以辅助规划和精确设计，从而真正做到科学决策。以下仅挑选若干点来展示协同平台在规划设计阶段的价值。

（1）规划选址

建筑工程对地理依赖性强，美学上讲究与周边环境的协调性，工程的技术经济环境指标都有赖于前期合理的选线及场址规划。平台需兼具BIM和GSD两大基础平台，将工程数据和地理信息数据完美对接，实现所见即所得，为工程选址和选址提供科学决策依据。

（2）BIM协同设计

BIM技术协同平台需具备能够支持导入常用的软件建模，为了充分利用BIM在建筑工程方面的最大优势，协作平台应支持以下辅助设计功能：

①设计质量把控。根用于BIM模型的绘图检查和审查，并发现单一专业图纸的设计问题，如结构和钢筋。通过传统方法解决图纸二维评审缺失，不合时宜，不完整和低效的问题；

②工程量统计。平台可实现工程量统计，为编制预算及施工招标标底提供精准的数据支撑，同时还可以按构件的不同属性进行快速提量，为后续计量提供数据支撑；

③3D虚拟展示。设计方3D模型上传平台后，各方无需安装专业设计软件即可通过PC端和手机端在线登录平台，查看和浏览项目的三维效果。

3.2施工管理阶段

平台需要考虑建设工程施工管控的特点，将真实的业务管理需求、场景及流程和平台功能结合起来，主要的管理要素要能和BIM深度结合与互动。

（1）质量安全管理体系

平台要能按以下流程实现质安问题的识别、上报通知、整改、检查的闭环管理，做到质安无死角。综合起来，平台要实现以下功能：

①参建各方尤其是业主能在BIM平台上知晓现场实际质量安全情况；

②业主能从平台上知晓哪些地方存在质量安全问题，该问题的整改进度；

③业主能从平台上得到问题汇总，进行横向比较，判断出哪些部位存在问题较多，进行重点关注；

④平台要有巡检功能，可设置巡检路线和作业表单，巡检结果可实时上传平台。

在实现方面，移动终端收集现场数据，建立诸如现场安全风险之类的数据，并立即与BIM模型相关联，以促进数据的统计管理，例如在施工和完工期间的质量缺陷。

基于项目WBS拆解，每个分项工程下挂标准工序。针对每道工序，结合工程，将每道工序的标准化施工工艺操作流程和质量控制要点进行拆解，形成标准化的工艺流程卡，通过手机可以便捷查询。

针对每个分项工程下挂的标准工序，对不可逆的中间工序设置停止点检查，例如混凝土浇筑签认，中间交工验收等环节，监理人员利用手机终端对中间工序停止点进行验收检查。提供手机移动端的便捷式工序验收签认验收流程，能够上传时间、班组、现场照片、质量检验检测结果等影相记录，形成电子化的监理人员现场工序验收信息。

各单位相关专职质检、安全员须定期对巡检路线进行日常巡检，并将巡检结果实时上传，有效减少因施工线路长而造成的质量安全检查组织难、巡检时间长、巡检结果反馈慢、整改结果核查慢等问题。巡检还可进行相关数据统计，包括巡检频率统计、质量安全问题数量统计、隐患整改完成率统计，并根据各个单位完成情况进行系统排名。

（2）进度管理体系

建设工程具有地域广的特点，业主在自身人员紧张的情况下，要想了解工程的全面进度，传统的听汇报、现场检查等方式所采集上来的信息往往是不准确且不及时的，借助BIM协同管理平台，项目的进度信息配合相应的奖惩制度可以第一时间第一手的收集上来并动态直观呈现，图3平台中项目整体施工进度信息。平台需要实现的管理性需求如下：

①业主及施工方可以根据工期安排合理编排与调整施工组织计划，并对重点工序作针对性细化；

②业主及其他参建方要能在BIM平台上知晓实际进度；

③业主及参建方要能从平台上知晓实际进度与计划进度的偏差情况，并

且能找到偏差发现的原因，继而督促施工单位调整进度计划；

④业主能从平台上知晓每道工序的实际发生时间及完成时间，便于信息追溯；

要实现以上功能，平台需具备以下功能：

①支持4DBIM模型。系统不仅要支持直接编制进度计划的功能，也要满足直接导入Excel、Project表格，并支持导出。通过将经过WBS分解后编排好的进度计划和相应BIM模型进行快速的关联，给3D模型添加上时间维度变成4D模型，让计划进度结构化的存储于BIM模型，为后续进度管理创造条件；

②实际进度采集。可以利用电脑端或者移动客户端实时添加构件生产、施工状态信息，对当天施工完成的部位精准定位；

③时间节点智能提醒；

④进度对比分析。 

图3：项目整体施工进度信息

（3）质检体系

平台可实现工程启动材料和检验评估资料的分类管理，实现启动材料和质量检验评估表的在线提交和在线审批，真正实现无纸化办公。平台需内置表单引擎，便于各类质检表单的灵活配置，表单内容需符合项目所在省份的标准与格式，如下图4所示。

图4：质检资料审批

（4）资料管理体系

平台除具备基本的资料收集、分类、存储、下载打印功能外，还需具备以下功能：

①可设置资料查阅权限；

②支持与工程相关或与特定模型组件相关的电子材料；

③文件的上传支持多种格式，支持电脑和手机端浏览查看；

④符合桥梁工程项目特点的文件分类；

⑤配置有文档审核引擎。

（5）计量支付体系

成本管理中业主审批工作中最重要的工程量测量、定价和报告，实现了全过程在线操作（实现电子签名，电子签名），以及自定义设置审批流程各步骤的审批人，支持退回至指定步骤；通过子项目的工程变更和中间计量表，计量支付和质量检验评估实现了无缝对接。与此同时，对于一些线下盖章后的扫描件也可上传至附件，作为支付的凭证，如下图5所示。发起计量通过对分项工程、变更工程、计日工签证等数据自动调取，相关支表中的数据自动生成，无需手动再次输入。

图5：中间计量

3.3运维运营接口

工程项目的建设和运营通常是不同的主体来完成，运营期工作需要大量的建设期信息支撑，而根据统计，通常项目建设期结束后转交给运维方的信息不超过60%，因此在项目交竣工期间，BIM技术方有必要协助业主方参与竣工资料验收，确保各参建方信息与资料完整、真实的上传到平台并和BIM模型挂接，并移交后续运维方。

运维期一般建设运营单位均有成熟的软件，大部分是基于表单作业的，没有相关的构件和地理信息。借助BIM协同平台，不仅可以将设计建设期的信息完整的继承，还可以将二维管理升级成三维可视化管理，效率、精度以及成本上都会有质的提升。运维期平台主要做好以下四方面的接口：

（1）基于GIS+BIM智慧运营管理系统接口；

（2）基于BIM健康监测系统接口开发；

（3）基于BIM技术综合控制接口开发；

（4）基于BIM应急管理平台接口开发。

3.4 BIM技术中心体验区建设

指挥中心系统是一套嫁接在BIM协同管理平台之上的多媒体数字展示和决策系统，它集成了BIM、GIS、IOT、图纸文档等多源异构数据，业主方通过它不仅可以可视化浏览工程结构、周边地理环境等信息，还可以查看工程的进度、质量、安全及资金等工程数据，做到工程信息一览无余，解决了信息不对称、信息孤岛以及工程现场视察难等管理问题，真正起到工程数字神经中枢的功能，如下图6所示为BIM指挥中心，同时作为BIM体验区，也是对外展示成果与宣传的绝佳窗口。

图6：BIM指挥中心

4 结束语

基于BIM信息管理平台的建筑工程项目控制，可以有效实现工程项目全生命周期（规划设计、建造、运维）、全参与方（业主、BIM技术方、设计方、施工方等）、全要素（质量、安全、投资、进度）BIM技术应用。从应用层面上分为两条主线：建模及模型技术应用、基于BIM的协同管理与信息集成。通过模型应用提升工程“建管运一体化”水平，为实现工程精益建造和智慧运维提供技术支撑；通过BIM协同管理平台，利用三维模型整合项目的全阶段和全业务数据，达到信息共享，管理协调，质量改进和效率提升的目的，为实现提供技术支持。

参考文献：

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