BIM技术在第十届中国花博会项目施工管理中的应用*

许光亮，郑力彬，曹旭梅，杨连佼

(1.中交三航局第二工程有限公司，上海 200122； 2.中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北 武汉 430000)

0 引言

建筑信息模型(building information modeling，BIM)，是指以三维数字技术为基础，汇聚建筑工程建设中各阶段、各专业的技术和管理数据的工程数据可视化模型。作为新兴信息技术中的典型代表，BIM技术在工程建设行业的应用越来越普遍，尤其是房屋建筑、公路桥梁等行业，已有众多的应用案例。但市政园林工程由于自身特点和多方面原因，目前应用BIM技术的工程案例较少，总体上还处于起步阶段。

第十届中国花博会项目将BIM技术和信息化系统平台应用到工程施工管理中，在进度管理、危险源辨识、设备管理、三维电子沙盘等方面均取得良好的实践成果和应用价值，也为后续其他工程施工的BIM应用提供了集成化、平台化思路。

1 工程概况

第十届中国花博会项目位于上海市崇明区东平镇，用地面积2 416 337m2，总建筑面积50 708m2。工程主要建设内容包括硬质景观工程、展馆建筑、市政配套建筑、临时服务建筑、桥梁、廊亭、艺术装置、绿化工程及管线综合等。

项目总规划面积达10km2，土方开挖量138万m3，总填方162万m3，作业范围大、施工过程涉及众多专业和不同类别工作，建设内容多、施工管理难度大。

工程总工期400d，其中施工工期360d，而作为国家级花卉盛会，受到国内外众多参会国家和地区的关注，工期不容调整，工期控制压力大。

2 BIM技术应用

2.1 BIM技术实施流程

为解决项目重难点，满足施工管理要求，提高施工管理信息化、可视化、精细化水平，项目部将BIM技术和信息系统平台应用于工程施工管理中，在进度控制、安全管控、设备管理、三维电子沙盘等方面开展了深入应用。

项目BIM技术实施流程如图1所示。

2.2 建立项目BIM模型

本项目建设内容复杂，涉及建筑、结构、桥梁、景观、绿化等，建立BIM模型时先编制项目工作分解结构(work breakdown structure，WBS)，建立项目参数化族，并上传至族库满足项目团队协同工作需要(见图2)。采用Revit 2018建立BIM模型(见图3)，为了将构件数量多、模型体量大的BIM模型集成到系统平台上，对所有模型进行轻量化处理和整合(见图4)。

图2 参数化族及族库

图3 三维模型

图4 项目整合模型

2.3 基于BIM集成的进度管理

传统的进度管理通常利用MS Project等工具编制进度横道图，并通过日计划、周计划、月计划、单位工程计划等对工程进度进行控制，表达形式是图、表、文档。基于BIM技术的进度管理是以工程BIM模型为载体，以集成BIM模型的信息化系统平台为工具，采用线上、线下相结合的方式开展进度计划编制、计划审批、进度状态统计、进度偏差分析等工作，实现进度管理的信息化、精细化和可视化。

2.3.1建立关联关系

在进度计划阶段，通过分项工程与WBS关联、WBS与MBS(model breakdown structure，模型分解结构)相关联、MBS与BIM模型关联，从而建立了分项工程与BIM模型之间的关联关系，并综合利用平台生成的甘特图等开展项目进度计划安排、资源分配计划、费用预算等工作，如图5所示。

2.3.2可视化进度统计及偏差分析

无论进度计划编制得如何完善，都无法考虑到工程施工过程中的全部因素，实际执行中仍会出现偏差，因此跟踪施工进度、控制进度变化是贯穿施工过程的重要工作。在进度控制阶段，利用系统平台的甘特图、环状图、进度4D模拟等功能进行项目分部分项工程进度状态可视化统计(见图6)与可视化进度偏差分析(见图7)。

图6 可视化进度状态统计

图7 可视化进度偏差分析

每一分部分项工程的开工、完工时间、产值和进度偏差情况都与相应的BIM模型精确关联，并通过模型赋色等手段形象展示出来，在项目例会、进度管理例会等场合均可作为项目管理决策辅助工具，真正实现了进度管理的精细化、可视化。

2.4 安全管理

2.4.1危险源管理

工程施工安全危险源管理主要包括危险源辨识、风险评估、风险控制措施落实和危险源信息更新等方面内容，对于重大危险源还须编制重大危险源安全报告和事故应急救援预案。

危险源是安全管理的主要对象，在信息系统平台上录入危险源信息，如产生因素、可能导致的事故、危险等级、风险级别、控制措施等，并通过地理坐标和模型MBS 2种途径将重大危险源可能发生位置与项目三维BIM模型场景相关联。项目安全管理人员可通过系统平台发布危险源识别、风险控制措施、应急预案等文件，查看不同维度的统计分析结果，便于管理者及时采取措施，避免事故发生，保证施工安全(见图8)。

图8 项目危险源统计分析

2.4.2现场移动巡查

项目施工过程中的日常巡检既是管理制度的要求，也是保证项目施工安全、工程质量的重要手段。传统的巡检方式依赖责任人员的现场签字、审核，受施工区域限制，同时形成的是纸质记录，既不利于归纳分析，也不利于从项目整体的层面把控施工安全。

利用基于BIM的信息系统平台的移动端，记录现场巡查发现的问题及问题处理全过程信息，有效保证管理过程可复核、可追溯。此外，通过地理坐标和模型MBS 2种方式将巡查记录关联到项目三维BIM模型场景中，管理人员可直接通过系统平台的BIM场景查看各区域巡查结果。结合系统平台的归纳统计功能，项目管理层可从整体层面掌握项目各区域、各类型的巡查结果，适时调整措施和管理手段，实现对施工现场安全的信息化、精细化、可视化管理(见图9)。

图9 移动巡查

2.4.3设备管理

工程建设离不开施工机械机具，机械设备管理是工程施工管理的重要一环，机械设备的规格参数、运转状况也密切关系到工程的施工质量和施工安全。由于项目作业区域范围大、涉及施工类别多，使用的起重吊装设备、运输设备、桩基设备、挖掘设备、自动加工设备种类多、数量大，因此传统的设备管理模式难以进行有效管理。

利用基于BIM的信息系统平台，建立设备“一机一档”，记录施工期间设备进出场登记、出厂合格证明、日常检查、维修保养、操作人员变更、保养间隔时间等全方位信息；开发设备日常管理流程表单，用于设备进出场、巡检、维修、保养等事项的上报、审批。设备进出场、巡检、维修等填报的事项经审核后自动同步至设备档案中，同时系统平台自动根据设备保养间隔时间发送保养提醒，真正实现施工现场机械设备的数据化、精细化管理(见图10)，既保障了设备和操作人员安全，又有利于工程施工质量管理。

图10 机械设备管理

2.5 三维电子沙盘

根据建立的项目BIM模型，开发了一套三维电子沙盘(见图11)，集工程介绍、各区域三维效果展示、现场航拍影像、项目宣传视频、三维虚拟漫游和自动游园等功能于一体，生动形象地展示了项目建成后的地形地貌、建(构)筑物、四级园路、景观小品及林木花卉。

图11 三维电子沙盘

沙盘中的图片、视频等素材及内容结构等支持用户自定义，将不同时期的工程航拍影像资料配置到沙盘上，可形象展示不同阶段的现场施工情况，既是项目的重要宣传展示窗口，也是工程施工信息化、可视化的重要体现。

3 结语

第十届中国花博会项目将BIM技术及信息化系统平台应用到施工管理过程中，在进度管控、安全管理、电子沙盘等方面均取得了良好实践成果，实现了施工管理的信息化、可视化、精细化，创新了工程管理方式，提高了管理效率，节省了管理成本，为项目的提质增效起到了重要作用。

BIM技术适用于各类大型综合性建设项目，特别是施工内容复杂、涉及专业多、施工范围广等复杂项目，第十届中国花博会工程施工过程中对BIM技术的应用是BIM技术及信息化系统平台在城市大型基础设施项目中的一次成功实践，为今后类似项目的BIM技术应用提供了一种集成化、平台化的思路。