李东晓1 陈诗1 徐震1,2
（1.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江，杭州 311122；
2.浙江省工程数字化技术研究中心，浙江，杭州 311122；）
摘要：随着我国城市经济的崛起，以及城市人口基数的不断增长，轨道交通已经成为了城市发展的迫切需求，并逐渐演变成为推动城市经济发展不可或缺的重要一环。如今，轨道交通已经取得了飞速的发展，但在实际施工建设过程中仍然面临着信息化程度低、建设环境复杂、多变因素不可控等难题，这对轨道交通项目的进度管理无疑造成了极大阻碍。本文以BIM技术作为贯穿轨道交通全生命周期的指导理念，开展BIM技术对于轨道交通项目动态管理和进度预警的应用研究，并通过BIM技术在进度预警和进度对比分析中的实际应用，验证了BIM技术对于轨道交通项目进度管理的促进作用。
关键词：轨道交通；BIM技术；进度管理；进度预警；进度对比分析
1 引言
轨道交通项目是一个庞大复杂的系统性工程，需要在一定时期内投入大量的人力、物力和财力，依照用户给定的特定需求，结合实际施工地质环境、路面状况、周边建筑设施等各方面因素，对施工项目进行科学合理的整体管理和进度把控。
轨道交通项目具有施工工法难、施工干扰多、施工配合要求高、工程量大、工期紧张等特点，加之传统的项目施工进度管理方法已经很难为项目进度提供合理的保障，轨道交通项目进度管理面临重大难题，急需寻求一套全新的进度管理办法来解决项目进度有效把控的问题。
2 轨道交通项目进度管理发展现状
传统的轨道交通项目进度管理采用较多的方法是甘特图和CPM/PERT。
甘特图就是横道图，通过不同颜色的条状图来显示项目的计划进度和实际进度，和其他时间相关的项目进展内在的关系随着时间进展的情况。虽然甘特图在一定程度上突出反映了项目管理中最重要的因素——时间，但仅仅局限于计划之中。
进度计划可以按照正常施工进度编排，也可以结合客观因素为实际进度情况预留时间期限。但是，无论进度计划是否存在或是否编排合理，在实际的项目施工过程中，进度计划往往会被忽视，成为了一种可有可无的摆设。加之，大量施工过程进度数据的堆积，且不论这些数据的真实性，传统的数据汇总效率低，时效性价比差，这已经使得进度计划与实际施工过程严重脱节，对于项目进度的掌控非常不利，这也是为什么项目出现问题只能事后处理的原因之一。
关键线路法（CPM）和计划评审术（PERT）的原理是应用网络图形来表达一项计划（工期）中的工作的开展顺序及其相互间的逻辑关系。它的优点是弥补了横道图的不足，可以利用计算机技术进行快速优化，并便于计划的调整，但对于实际进度工期的延误仍然无法得到有效解决。
3 BIM技术的介绍
随着互联网和信息技术的不断发展，数字化、信息化等字眼开始更多地走进人们的生活。由于时代的变化，各行各业也开始对传统的管理模式进行数字化和信息化的转型。作为新时代建筑行业的宠儿，BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）通过仿照建筑工程图纸建立对应的虚拟三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库，并将该模型应用到实际施工过程中，贯穿项目施工整个生命周期，实现对项目施工过程进度的整体把控。
为加快BIM在建筑行业中的发展，我国已经陆陆续续出台了很多关于BIM的政策，由此可见，BIM技术的应用推广，已经是大势所趋。BIM技术作为一种应用于建筑工程施工前期设计、中期建造和管理、后期经营的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用[1]。
4 BIM技术在轨道交通项目进度管理中的应用
由于BIM技术早已成熟地应用在建筑行业，它的优势也逐渐被人们挖掘出来，BIM技术的应用主要集中在碰撞检查、模拟施工、三维渲染、数据共享和积累经验五个方面。模拟施工体现在利用BIM三维模型进行进度施工模拟，以便能够对实际进度和计划进度进行对比分析，同时对进度滞后的计划进行适时预警，推进项目整体发展。
4.1 BIM技术实现动态管理
利用BIM建立可视化三维模型，并基于BIM模型同步完成进度计划编制，我们可以依赖于进度计划自动生产系统，但这不是我们今天的主题。BIM技术实现动态管理的关键点在于，每一项任务拥有唯一任务编码，由于每一个模型构件实体与任务又进行了特定规则的联系，这样我们就可以把工程变更情况通过三维模型直观地显示出来。
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图4-1 BIM模型构件与任务关联
工程信息与模型实体建立起了联系之后，当实际施工进度收到不可控因素阻碍，需要修改进度计划任务信息时，模型的相关资源信息也会发生相应变化，并提供可视化的形式直接有效地反映给用户，从而实现进度计划的动态管理和联动修改。
4.2 BIM技术实现进度预警
传统的进度管理方法由于缺乏进度信息收集的时效性，当项目进度出现问题时，往往无法第一时间发现并快速有效地规避进度滞后风险。利用BIM技术的可视化与集成化特点，我们可以实现任意与模型构件关联的任务进度预警。
基于BIM技术的可视化和集成化特点，在已生成的进度计划前提下，以BIM三维模型为试点，利用BIM技术提供的模拟施工功能对项目进度进行精细化施工模拟。从下层基础到上部结构，从局部施工包到整体施工项目，对所有的建设工序均可提前进行预演。
进度模拟过程中，针对进度滞后的任务阶段，BIM模型能够提供进度预警功能。当输入某任务阶段进度信息与进度模拟过程不符时，BIM模型在该处的响应色置为红色，提醒该阶段的任务进度存在滞后风险。由于进度任务与模型构件是相互关联的，当模型构件呈现红色预警时，对应的进度任务也会进入红色预警状态，对施工管理人员起到了双重提示的作用。
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图4-2 BIM模型实现进度预警
BIM通过以模型构件编号的唯一性和任务编号的唯一性，赋予模型时间属性，将模型与进度任务有机地联系起来，使得管理者对项目施工进度有了更直观的把控，能够对可能存在进度滞后的情况进行及时有效规避，从而确保项目施工整体运行。
4.3 BIM技术实现进度对比分析
轨道交通项目的施工运行，往往离不开计划进度和实际进度的对比分析，越是受不确定因素影响较大的任务阶段，进度对比分析就越显得重要得多。传统的进度对比分析采用横道图、S形曲线等方法[2]，虽然在一定程度上反映了计划进度和实际进度的差异，但这些方法都是基于二维平面对工程进度进行统计计算分析的，缺乏时间维度上的时效性。
利用BIM建立的可视化三维模型，将计划进度和实际进度的表现情况同步模拟出来，通过相同的任务或是相同的模型构件展示的不同颜色，能够明显区分计划和实际产生的差异。根据三维模型展现的直观差异，管理者可以准确定位到问题的根本所在，通过给模型提供有效进度数据进行大数据数理化分析，快速解析得出具有针对性的合理化治理措施，从而在时间上提前扫除进度问题可能带来的滞后风险，提高管理者对于项目施工进度的掌控力。
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图4-3 BIM模型实现进度对比分析
5 结语
BIM的深层应用在于管理，尤其是项目的进度管理应用BIM优势突出。BIM能够实现过程的可视化，将空间信息和时间信息合理整合到一起，直观精确地反应施工全过程。BIM支持计划、修改和状态反馈，对于实际进度情况的改变，BIM模型会进行动态调整，并对客观条件带来的差异做出及时反馈。BIM还能促进多目标协同和优化，任何施工进度计划的改变对工期、成本等目标的影响都可实时地、可靠地、高质地展现出来，从而使决策者和施工进度计划制订者在制订施工进度计划的时候有更多的依据可循，促进项目的多目标协同和优化[3]。
随着BIM技术在我国的快速发展，以及在各行各业，尤其建筑业的普遍应用，BIM的优势将会进一步放大，在现代轨道交通工程中的应用也会朝着更高效、更强大的方向发展，为现代化数字城市建设绘制伟大蓝图。
6 参考文献
[1]孙润润.基于BIM的城市轨道交通项目进度管理研究[D].中国矿业大学,2015.
[2]刘丽娜,靳会超,齐会娟.基于4D-BIM的轨道交通项目动态管理及进度预警研究[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2015,14(03):57-61.
[3]兰洁,钟升明,杨星一.基于BIM技术的城市轨道交通工程进度管理研究[J].建筑技术开发,2019,46(12):91-93.
本论文受中电建成都建设投资有限公司科技项目经费资助