BIM技术在建筑工程风险管理目标体系中的应用

殷晓玮 ，鲁玉芬 （芜湖职业技术学院，安徽 芜湖 241003）

1 引言

近年来，建筑行业快速发展，工程项目规模逐渐增加，造型结构体系趋于复杂，使得工程施工难度增加，工程事故频发，安全隐患凸显，项目风险因素随之增加，构建建筑工程风险管理目标体系是提升建筑项目安全性能的重要途径[1]。建筑工程管理者需要具备极高的风险管理意识，提前构建风险管理体系，通过有效的管理措施避免造成重大人员以及财产损失[2]。目前现有的建筑工程风险管理措施，面对庞大的工程信息，信息的传递难度增加，传统的风险管理手段很难处理，容易造成管理不当和资源浪费情况。随着BIM技术大量应用于建筑行业不同领域，加强了建筑工程五方责任主体间的联系和资源共享，提升了建筑施工效率，如何利用BIM技术构建优质建筑工程风险管理目标体系，降低工程风险已成为建筑行业的研究热点[3]。

BIM技术是指在建设工程全生命周期内，建立起三维、动态、实时的建筑信息模型，数字化表达建筑组件的性质信息、功能特性，将真实建筑物以虚拟现实方式表达，建筑设计、施工、管理以及维护过程均可通过BIM平台展示[4]。将BIM技术应用于构建建筑工程风险管理目标体系，可以将风险管理全过程通过BIM协同平台运行演示，进行风险识别、风险分析、风险量化，存储于BIM数据库风险管理库，并将识别结果进行风险评价，及时解决较高风险，实时监测较低风险，有效管理建筑工程风险，提升建筑施工效率及施工质量，节约建筑工程运行成本。

2 基于BIM的建筑工程风险管理目标体系构建

建筑工程由于建设周期长，场地复杂，参建方众多，工程风险因素较多，风险事件发生概率较大，出现损失具有不确定性，一旦发生往往造成严重的后果。建筑工程风险事件各有不同，同类型的工程也会由于参建单位的管理水平及工人素质的差异，其工程的风险也是不同的。风险事件繁琐复杂，相互关联，相互影响，对工程参建各方均存在一定的工程风险。建筑工程五方责任主体必须加强彼此间的联系，利用BIM技术可视化的特点，构建建筑工程风险管理目标体系，协调和模拟在建筑工程生命周期中可能会发生的风险问题，相互资源共享，风险告知防范，降低建设工程风险识别的难度，减少风险事件的发生概率。具体建筑工程风险管理目标体系结构图如图1所示。

图1 基于BIM技术的建筑工程风险管理目标体系结构图

通过图1可以看出，构建的建筑工程风险管理目标体系包括风险识别、风险分析、风险评价、风险应对和风险监控五个模块，集成到BIM协同平台进行全过程运行，勘察方、设计方、施工方、监理方以及业主可通过API数据接口连接BIM协同平台，实时监测建筑工程风险管理目标体系运行情况。

2.1 风险识别

建筑工程风险管理目标体系中的风险因素识别可分为两种途径。一种通过BIM平台模拟项目进度、建筑工程资源以及工程费用，利用BIM协同平台可在最早时间有效识别风险，并将所识别风险以清单方式告知相关人员；另一种从施工现场通过RFID技术射频识别采集建筑工程风险，进行非接触式的数据通信，通过复杂时间处理技术，利用清洗、过滤等步骤从海量信息中选取有效风险因素，将其与BIM数据库中风险因素表对比[5]，通过对比结果将风险类别有效归类，并转化成支持IFC输出格式的数据，将所识别风险存储于BIM数据库的风险管理库，便于后续管理。

2.2 风险分析

风险分析模块依据风险分析方法，分析已识别出的建筑工程风险，风险识别模块所识别风险因素，可通过风险分析模块定性、定量等量化处理风险因素，利用蒙特卡罗法、层次分析法等风险分析方法将所识别风险因素风险量结果通过概率量化表示[6]，应对风险时，依据风险因素风险量概率结果，优先处理建筑工程风险较大的风险因素。

2.3 风险评价

通过风险分析结果明确建筑工程风险处理顺序，风险分析结果中风险量较高的风险因素发生可能性较高，应针对概率较高风险制定风险应对措施[7]。系统将风险分析模块获取的风险量概率与风险等级匹配，并依据相关风险评价标准将所识别风险划分等级，同时风险分级评价结果发送至BIM数据库存储。在判定建筑工程风险时，应依据统一风险接受准则判定建筑项目风险。紧急处理风险评价结果较高风险，避免由于高概率风险造成建筑工程巨大损失，建筑工程风险评价结果概率较低的风险，可在处理高概率风险后进一步处理。

建筑工程项目运行将造成建筑工程风险不断变化，需要在项目目标范围内，利用风险量获取最佳可接受风险。可接受风险对建筑项目不会造成过大后果的风险，但可能随着项目不断进展可能转化至高风险，项目进行使现场条件和项目环境不断变化[8]，需要实时监测建筑工程项目运行过程中风险，不可因可接受风险不会造成过大后果而任之发展。可接受风险应加入风险监测模块，利用风险监测模块实时监测与追踪，并依据建筑工程现场变化不断更新；不可接受风险等高建筑工程风险发送至风险应对模块及时解决。

2.4 风险应对

依据风险评价模块获取的建筑工程评价结果，将所需处理风险与历史风险案例对比，对比结果利用BIM协同平台获取风险决策以及备选处理方案。当风险应对模块接受风险评价结果为不可接受风险，应立即解决建筑工程风险，由建筑风险管理目标体系决策人，通过合理的应对方法解决建筑风险。

2.5 风险监控

风险监控模块在建筑工程风险管理目标体系中应全程运行，实时监控建筑工程风险，对于风险应对模块已处理风险同样需要实时监控，防止由于项目运行导致风险因素变化造成危险后果。风险评价模块评价为可接受风险事件时，风险监控模块需动态性监控建筑工程风险，监测过程中若发现新风险，风险识别模块需重新识别风险，建筑工程风险管理目标体系再次运行。

3 建筑工程风险分析

建筑工程风险分析可令工程相关人员明确建筑工程全周期所需面对风险。风险分析需要充分考虑：确定风险分析可选方案；建筑工程决策者对建筑工程风险的重视程度[9]；已识别风险、可控风险以及由风险造成的后果；定量与定性度量建筑工程风险；针对风险分析结果制定合适的风险解决战略；并且判断风险是否具有转移性，充分考虑以上问题，建立起建筑工程风险管理目标体系风险分析结构图，如图2所示。

图2 风险分析结构图

建筑工程项目工程预期效果，可以通过以往历史数据获取最可能结果。通过风险分析，将可能发生的风险事件联系起来，由于建筑工程项目的不确定性，使项目风险具有灵活性。此时风险的定量分析，可更明确风险可能产生的影响。

建设工程风险评价中，风险量是指建筑工程中风险发生概率以及发生风险将影响财务情况。常用风险量公式来定量衡量建筑工程风险，公式具体如下：

公式（1）中，R表示风险量，p和q分别表示风险的发生概率和潜在损失，风险量大小是以风险概率与潜在损失两者的乘积大小表示，两者乘积越小，风险量则越小；反之，则风险量越大[10]，风险量结果越大表示建筑工程风险越高，通过风险量可将建筑工程风险量化，通过量化的建筑工程风险可更加准确管理建筑工程风险[11]。当项目风险概率无法用固定数量表示时，可用“高、中、低”定性描述建筑工程风险。建筑工程风险管理时，项目相关负责人极为重视由于风险造成的损失，通过风险的定量分析，可更了解影响建筑工程项目原因，争取在风险事件发生前，使潜在损失最小。

4 BIM技术在建筑工程风险管理目标体系中的应用

A小区建设项目使用BIM技术构建了建筑工程风险管理目标体系，进行工程风险管理。小区总建筑面积为168570.00m2，地面以上15层，地下2层，高度为76m，建筑结构为框架剪力墙结构。本项目基于BIM的建筑工程风险管理目标体系主界面如图3所示

图3 基于BIM的建筑工程风险管理目标体系主界面图

通过图3可以看出，该体系具有工地安全管理、人员管理、机械管理等功能，利用BIM技术的功能特点，可实现建筑工程风险管理的5D运行，为建筑工程风险管理各项功能提供技术支持。利用该体系进行风险识别，分析该建筑工程风险结果，依据风险严重程度，进行对策管理。具体如下表所示。

由上表可见，采用本文体系可有效识别、分析、评价建筑项目风险，并及时采取有效的管理对策。统计该工程项目相关数据表明，相对于未采用该体系管理的建筑工程项目，本工程总建筑工程工期提前了90天，有效缩短总建筑工程工期；利用BIM技术有效避免了设计图纸碰撞，造成的成本增加；有效降低由于协调造成的管理成本，建筑工程项目管控风险随之降低；建筑工程项目降低人力、物力浪费高达20%，二次采购量数量减少了11%，有效控制了建筑工程施工阶段的综合风险。由此可见，该体系管理建筑项目可有效避免建筑项目运行过程中风险，节约建筑项目运行成本，具有较好的管理效果。

风险因素识别、分析与管理

5 结论

BIM技术在建筑行业广泛应用，推进了建筑信息化的发展，建立起建设项目业主、设计者、施工方等五方责任主体之间信息交流平台。项目整个周期的信息化，使得建筑工程风险管理目标体系更加完善，建筑工程风险管理计划和方案的反复改进，减少施工之前和施工之中事故的发生，有效降低建筑工程风险，减少资源浪费，节约工程运行成本，提升建筑工程运行效率，对于建筑行业可持续发展具有重要意义。