基于BIM+GIS的工程建设管理平台及其运用
张诗媛
上海勘测设计研究院有限公司 上海市 200050
摘要：本文建立了以工程建设业务为核心、以BIM+GIS为可视化辅助管理、以数字资产交付为目标的全生命周期工程建设管理平台，实现了项目管理业务标准化、专业精深化、决策智能化，在以“业务流程”为管理对象的基础上进一步提升为以“数据”为核心依据的科学化、精细化管理。
关键词：BIM、GIS、工程建设、数字化、智慧化、应用研究
1 研究背景
随着互联网技术高速发展，以云计算、大数据、物联网、人工智能为代表的新兴技术正推动企业管理发生巨大变革，工程企业逐步向精益化、服务化、智能化、协同化发展，对产品和服务方面的生产能力、创新能力、精细化运营能力、全球化战略管控能力的要求日益加大[1]。在国家“新基建”的战略背景下，产业互联网蓄势待发，基建企业正处于数字化转型的关键阶段，需要以信息化手段解决传统建设管理效率不足的问题，以大数据技术助力发掘工程建设的数据价值。
为了实现绿色、高效、安全的信息化-数字化-智慧化工程建设管理，需要建设BIM+GIS工程建设管理平台，推动工程建设由传统管理模式向标准化、科学化、精细化和高效化的管理模式转变，实现多方、多专业工程信息的统一管理，为基建企业建设管理、决策控制打造坚实基础[2-3]。
2总体设计思路
BIM+GIS工程建设管理平台功能根据PMI的PMBOK进行设计，将项目管理的5个管理过程、9大知识领域、44个过程适当覆盖、展开[4]。其中工作分解结构（WBS）和责任分解结构（OBS）必须与企业相应的组织结构相匹配；项目业务串联必须围绕时间管理展开，实现以计划为龙头的项目内的协同工作；项目管理设计中需具备管理体系可查、管理事项分解有序、标准流程完备可自定义等功能，实现管理过程记录全面、汇总统计到位、文档资料井然有序的目标。
2.1多层级管控
系统的业务架构遵从领导决策层、职能管控层和项目执行层的三层架构，并实现有机联动的效果[5]。不同管理层次对应的诉求和业务侧重点不同，公司决策层关注关键事项把控、决策分析、项目管控和风险监控等；职能管控层需要对项目质量、进度、招标、安全等进行管理、监督和专业支持；项目执行层则需要实现项目建设过程各业务的专业化、标准化管理，及时发现问题，处理问题。
2.2多维度覆盖
随着信息化应用的深化发展，BIM+GIS工程建设管理平台已经发展成为上下游产业链协同、信息协同的互联网+应用模式，将项目各参建方纳入平台进行业务协作和统一管理已是成熟的应用。构建三位一体（组织、过程、管理模块）的BIM+GIS工程建设管理平台，实现项目沟通、项目协作、项目控制的有效融合[6]，如图所示。
2.4多角色体验
1、决策层视角：项目数据汇总统计分析；项目的关键节点进度表查询；项目的关键指标查询；基于GIS模式的项目地图查询。
2、管理层视角：考核绩效指标，全面查询各项绩效指标完成情况；关键流程进展，业务关键流程监控；接口部门协调，部门之间接口的协调监控；计划执行进度情况，一二级计划的执行进度分析控制。
3、执行层视角：项目及标段进展统计，全面展现标段的进度、成本、质量等信息；质量检查节点，质量检查及整改完成情况；项目成本指标，以费用工作表角度的项目成本分析；任务完成率，主要工作任务的完成情况。
3 建设内容
基于BIM+GIS的工程建设管理平台以WBS工程分解结构为核心、以BIM模型为信息载体，关联施工过程中包括进度、质量、安全、投资在内的各项业务数据，逐步形成数据融合。经过施工过程中的数据反馈，实现各项业务数据的态势感知，形成数字资产并完成交付，最终实现对工程建设的全局动态管理。
3.1 进度管理
目前大多数项目的进度控制难以做到精准到位，计划完成之后不能得到有效的实施。BIM技术为进度管理提供了新的思路和方法，利用可视化的方法，直观展示工程进度、偏差和趋势，实现进度管理的目标。基于BIM的进度管理首先需要将设计模型根据进度展示要求和进度计划划分，结合工程施工特点，开发工程施工进度智能管理模块，通过采集实际施工进度信息，集成在进度管理BIM模型上，实时展示工程进展情况，实现对工程施工的实时控制与优化，为施工方案制定与决策提供技术支撑。
3.2 质量管理
基于BIM的质量管理是将BIM融入建设过程中的质量管理流程，包括事前控制、事中控制和事后控制。通过事前管理，制定质量计划、控制原材料质量、确定验收标准。事中质量管理主要是管理人员通过移动端对工程质量数据进行信息采集，并将信息与BIM模型进行关联，确保工程质量信息的真实性和及时性。事后管理主要包括信息分析和工程质量信息的共享，将最终的工程质量验收记录、工程报告、抽查、巡视检查、旁站监督记录、监理工作报告等信息进行归纳和分析，分析工程质量问题产生的原因，并提出防治措施。
3.3安全管理
采集、录入或收取工程安全管理相关数据，挂接在安全管理BIM模型上，实现危险源分布的直观展现、工程安全情况的实时展示以及监测信息的可视化查询，保证相关设备设施位置在三维模型中可直接进行定位和交互式浏览。安全管理功能包括基于可视化的项目施工过程安全管理、安全统计功能、基于移动端的现场巡检、基于BIM的模型与问题关联展示。
3.4投资管理
投资管理需求的核心是能够从年度投资计划、月度投资计划、投资计划分解、概算、合同、支付、结算的控制与串联，通过费用科目对相关费用进行横向对比，成本控制。实现支付是否超合同、合同是否超概算、超投资计划等控制，实现合同付款前是否有相应的资金计划控制，实现变更与签证金额与合同金额的占比预警等。年度投资计划、月度投资计划、投资计划分解可已记录形式关联至设备树中，达到过程可追溯的目标。
4结论
基建项目工程内容多、涉及范围广、投资规模较大，单体工程体量大、功能复杂、设备管线系统繁多、布局复杂，给项目管理带来巨大挑战，因此有必要利用BIM、GIS等技术，建立基于BIM+GIS的工程建设管理平台，以平台为基础开展工程BIM实施全过程的技术咨询服务和管理咨询服务，从顶层整合传统的“碎片化”工程业务以形成有机整体，提高工程资产投资决策科学化水平，进一步完善工程建设组织模式，提高投资回报、工程建设质量和运营效益。
参考文献：
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[2]张贵忠.沪通长江大桥BIM建设管理平台研发及应用[J].桥梁建设，2018，48（05）：6-10.
[3]樊启祥，强茂山，金和平，李果，何文.大型工程建设项目智能化管理[J].水力发电学报，2017，36（02）：112-120.
[4]张建平，梁雄，刘强，王修昌，王阳利.基于BIM的工程项目管理系统及其应用[J].土木建筑工程信息技术，2012，4（04）：1-6.
[5]谢勇，谢涛，钱由胜.BIM+项目管理在工程中的应用研究[J].施工技术，2018，47（14）：154-157.
[6]周海浪，王铮，吴天华，陈烨.基于BIM技术的工程项目数据管理信息化研究与应用[J].建设监理，2016（02）：8-12.