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基于BIM的轨道交通土建施工综合管理与应用

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：周启健陈伊刘尚远杨瑞华张清秀王小杰

[导读] 摘要：针对当前轨道交通建设项目中存在的海量工程数据难以高效利用和管理，且难以辅助施工管理问题，本研究从安全、质量、进度、物资、设备、模型六个方面阐述了基于BIM的轨道交通土建施工综合管理平台建设的意义，通过实际项目应用，该平台的建设和使用对于土建施工中进度管理、质量安全管理、物资管理具有很大帮助。

        广州市盾建地下工程有限公司广东广州 511400
        摘要：针对当前轨道交通建设项目中存在的海量工程数据难以高效利用和管理，且难以辅助施工管理问题，本研究从安全、质量、进度、物资、设备、模型六个方面阐述了基于BIM的轨道交通土建施工综合管理平台建设的意义，通过实际项目应用，该平台的建设和使用对于土建施工中进度管理、质量安全管理、物资管理具有很大帮助。
        关键词：轨道交通、BIM、信息模型管理、土建施工管理
        1.引言
        轨道交通建设项目具有工程规模大、工程复杂、管理标准高的特点，传统的工程管理手段难以满足当前其全生命周期管理需求，主要存在的问题包括如下三个方面：
        1）信息孤岛。阶段间的信息传递效率低，容易造成信息资源浪费，形成信息孤岛，如工程竣工阶段移交的资料缺乏有效的关联性，不能在运维阶段被直接使用；
        2）信息传递效率低。在日常管理中存在参与方（包括建设管理单位、总承包、施工单位以及监理单位等）之间信息沟通手段传统，信息传递效率有待进一步提高；
        3）数据利用率低。在传统的项目管理系统中，非结构化的数据主要以文本、图片等方式呈现，出现数据录入效率低、使用效率低等现象，无法对数据进行有效的分析和利用。
        为此，针对以上存在的客观问题，迫切需要提出创新思路、管理模式及工具切实提高轨道交通建设项目的信息化管理水平。开发基于BIM的项目管理平台，为总承包部、建管部、分部工区和监理单位等项目各参与方提供相应的项目管理功能，从全方位服务项目设计、施工到运维阶段的管理工作。
        2.项目目标
        本研究建立了基于BIM的轨道交通土建施工信息模型管理平台，旨在从四个方面提高轨道交通建设项目的信息化管理水平：

        1）数据采集
        在一个大型项目的全生命周期中，会逐渐产生海量工程数据，如BIM与进度、人员、设备、材料、质量、安全等，如何高效采集和利用这些数据进是搭建项目管理平台所要考虑的核心问题。因此，本研究充分利用信息化手段，连接物联网设备如（门禁闸机控制人员进出，自动采集人员进出信息）以及移动互联网等多终端协同工作，有效提高信息录入效率。
        2）数据统一管理
        一个大型项目的全生命周期中产生的海量数据中，同时也包含文档、图片、视频等非结构化数据，缺乏统一的数据管理方法既会造成数据流失，也不利于后续数据的重复利用，同时也会造成多个系统、多个参与方难以同时获取某些特定数据，造成工作效率低下等现象。项目管理平台需要对项目生命期中的数据进行统一管理，形成标准化的数据资产，从而实现数据资产的共享和价值最大化，同时还需要打通建设全生命周期中的信息孤岛，从而在全生命周期中无缝传递信息。
        3）数据共享
        轨道交通建设项目参与方众多，包括建设管理单位、总承包、多家施工单位、多家监理单位等，通常以线性进行信息传递，由于项目自身上下游体系的限制，导致各参与方难以直接参与到上游环节的决策中，导致信息传递与共享效率低、时效性差，导致工程项目中某些环节错误纠正不及时，大大提高了工程成本。
        4）数据支持
        工程项目管理中，需要对物资、质量安全、进度等方面进行实施管理。通过将BIM模型与WBS计划的录入和关联，实现进度的动态管控。随着平台中质量和安全问题、派工单、门禁等数据的持续积累，结合大数据分析，通过对各项问题种类、发生次数等统计分析对工程质量安全问题进行预警预报，同时可以通过对派工单完成率的统计分析，对施工进度计划做出适度调整，加强计划进度与实际进度的统一管理，从各项任务细节上提升数据利用率。
        3.项目技术要点与应用
        施工管理系统主要为承包方和监理方各分部工区现场一线管理人员提供信息化管理工具，用于日常项目管理工作。施工管理系统提供安全、质量、进度、物资、设备等管理模块。施工管理系统集成了施工过程中的进度、技术、生产等数据，为后续数据的进一步利用提供基础数据。
        1）模型管理
        系统提供了模型的管理功能，具体包括模型文件管理、多版本三维图形比对、模型文件解析、设备交付模型管理等功能。根据用户权限的不同，分别提供模型文件上传、审批、查询、浏览、删除、下载、变更模型文件功能。可以根据上传文件命名规则、属性定义等关键信息进行文件夹、文件的上传、新建和替换，能完成文件变量及增量的自动检测，传输时使用增量传输技术充分利用带宽，或利用其它先进文件传输技术，提升传输效率。
        2）工程进度管理
        该模块提供了工程项目的施工进度管理功能，支持进度计划的编辑、更新及查询等功能。当用户创建及更新计划突破关键工期节点时，系统应给与预警提醒。
        同时，进度计划能够动态关联模型构件，当用户更新计划或模型后，系统能够自动关联模型。用户可随现场变化及时变更进度计划，系统自动分析比对变更前后的计划，形成历史版本可追溯查询，方便对参建各方进行考核。
        3）物资管理
        通过模型自动计算工程量算法，实现了由模型自动计算生成工程量清单，同时支持材料计划单根据BIM模型直接导出，并实现物资计划的线上报送及审批流程，且根据工程进度信息进行材料计划报送的超前提醒及报送流程审核的超时提醒。系统还支持对物资的出入库管理，根据施工组织设计及实际现场设备材料的需求情况，系统能够对设备材料到货数量及计划时间进行分析，并结合实际进度及物资消耗情况进行库存预警。能够动态跟踪不同批次物资进场及现场使用部位的位置信息，并将物资使用部位信息反馈至模型。
        4）质量管理
        系统支持技术交底与工程进度动态关联，在用户下发派工单作业任务时，系统能够根据用户需求推送相应的技术交底内容，交底内容包括但不限于工艺工法、三维技术交底动画等。同时，系统支持旁站记录的填报，填报内容包括但不限于工程模型和现场实际定位、工序、图像视频记录、文字描述、旁站情况等，同时应支持对旁站记录统计分析，生成档案资料。系统也支持将设计变更相关资料（如变更审查会议纪要、变更图纸、变更申请、变更通知单等）录入平台并与模型相关联。
        5）设备管理
        施工人员在使用设备之前，需要进行设备进场线上报审验流程，通过收集录入设备资料，并生成设备信息二维码，建立设备管理信息库。并将设备的保养记录、维修资料应及时归档于设备管理信息库内，系统可根据信息库信息分析设备维护管理信息并产出图表报告；同时根据日常对设备的检查结果对设备管理信息库系统中的信息进行更新，达到可持续的设备运行。
        6）安全管理
        安全管理包括安全风险管理和安全文明检查。在系统中可录入安全风险源信息，形成安全风险源库；根据进度计划及实际工程进度提前判定安全风险源，并自动触发安全风险的预警，同时可将安全风险源及相应的安全技术方案和安全应急预案推送给相应负责人。模型管理中还提供了安全信息与模型关联的功能，如问题定位、快速填报、消息推送与反馈等，当工程某个环节出现问题时，系统可自动激活安全问题整改流程，推送给各责任人进行整改，最后获取整改反馈信息，实现管理闭环。让安全文明问题能在各个层面上实现高效流转，促进安全问题现场协调工作的开展。
        4.结论与展望
        通过建立基于BIM的轨道交通土建施工综合管理平台，从安全、质量、进度、物资、设备、模型六个方面实现了进度、技术和生产的综合管控，该平台的建设和使用对于土建施工中进度管理、质量安全管理、物资管理具有很大帮助。
        参考文献：
        [1]顾晓东，马喆.基于建筑信息模型技术的轨道交通工程管理平台设计[J].江苏科技信息，2020，37（11）：58-60.
        [2]田炳权.轨道交通信息模型管理系统在广州地铁施工中的应用[J].铁路通信信号工程技术，2019，16（09）：78-82.