綜合管廊項(xiàng)目前期策劃階段BIM應(yīng)用分析

彭威

摘要：綜合管廊項(xiàng)目具有投資大、工期長(zhǎng)、社會(huì)關(guān)注度高等特點(diǎn)，因此前期策劃階段項(xiàng)目管理具有較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。BIM具備其強(qiáng)大的可視化、協(xié)同性、模擬性等特點(diǎn)，相較于設(shè)計(jì)和施工階段，BIM在綜合管廊項(xiàng)目前期策劃階段的應(yīng)用能夠更大程度發(fā)揮BIM的價(jià)值。本文順應(yīng)當(dāng)前綜合管廊項(xiàng)目和BIM技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，提出前期策劃階段中應(yīng)用BIM技術(shù)的具體流程，針對(duì)綜合管廊項(xiàng)目呈線性分布的特點(diǎn)，提出BIM+GIS的應(yīng)用方案，針對(duì)BIM技術(shù)模擬性的特點(diǎn)提出BIM在設(shè)計(jì)方案優(yōu)化中的應(yīng)用點(diǎn)。本文提出的綜合管廊項(xiàng)目前期策劃階段BIM的應(yīng)用流程和應(yīng)用點(diǎn)，將作為設(shè)計(jì)和施工階段BIM應(yīng)用的有效補(bǔ)充，促進(jìn)BIM技術(shù)在綜合管廊項(xiàng)目全生命周期的應(yīng)用，最大程度發(fā)揮BIM的應(yīng)用價(jià)值。

Abstract： The integrated pipe corridor project has the characteristics of large investment， long construction period and high social attention. Therefore， project management in the early planning stage has high economic and social value. BIM has strong visualization， collaboration， simulation， and other characteristics. Compared with the design and construction phase， BIM can make greater use of BIM's value in the application of the early stage planning of integrated pipeline projects. This paper complies with the current trend of integrated pipeline projects and BIM technology， proposes the specific process of applying BIM technology in the early planning stage， and proposes a BIM+GIS application scheme for the BIM technology simulation aiming at the linear distribution characteristics of integrated pipeline projects. The characteristics of the application of BIM in the design program optimization. The application process and application point of BIM in the preliminary planning stage of the comprehensive pipeline project proposed in this paper will be an effective complement to BIM application in the design and construction stage， and will promote the application of BIM technology in the overall lifecycle of the integrated pipeline project， and maximize the application of BIM.

關(guān)鍵詞：綜合管廊；BIM應(yīng)用；前期策劃

Key words： integrated pipe gallery project；BIM application；CDIO；early planning stage

中圖分類號(hào)：TU990 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）29-0008-03

0 引言

綜合管廊具有體量大、投資回收期長(zhǎng)的特點(diǎn)，前期策劃階段的項(xiàng)目管理對(duì)項(xiàng)目目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重大意義。將BIM（建筑信息模型）技術(shù)與綜合管廊工程項(xiàng)目相結(jié)合，有助于BIM技術(shù)發(fā)揮其價(jià)值，改善信息傳遞效率，減少信息傳遞損耗。

綜合管廊項(xiàng)目中BIM技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵在于整合項(xiàng)目各個(gè)參與方，打通傳統(tǒng)工程管理模式下“竹節(jié)式”的信息傳遞狀態(tài)。應(yīng)用BIM技術(shù)整合各個(gè)參與方的信息，并依靠BIM軟件間信息共享打破信息孤島，構(gòu)建項(xiàng)目共享管理平臺(tái)。然而現(xiàn)階段BIM應(yīng)用主要集中在綜合管廊項(xiàng)目的設(shè)計(jì)及施工階段。如姜天凌等人依托海東市綜合管廊項(xiàng)目，利用MEP（機(jī)電）插件進(jìn)行交叉路口處管道模型建模，減少管線錯(cuò)漏及管線標(biāo)高錯(cuò)誤的出現(xiàn)，并可實(shí)施查看管道信息及管道間凈距[1]；朱記偉等人從協(xié)同設(shè)計(jì)流程、協(xié)同設(shè)計(jì)應(yīng)用點(diǎn)等方面探討了BIM技術(shù)在綜合管廊設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[2]；王能林等人則論述了BIM技術(shù)在綜合管廊工程設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)階段的應(yīng)用，指出可利用BIM技術(shù)進(jìn)行綜合管廊預(yù)制構(gòu)件的拆分和深化設(shè)計(jì)，并可利用RFID技術(shù)（無(wú)線射頻識(shí)別）對(duì)管廊生產(chǎn)信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理[3]；陳瑤等人指出可利用BIM技術(shù)進(jìn)行施工模擬、信息集成，以實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合管廊項(xiàng)目的質(zhì)量控制[4]。

可以看出，BIM技術(shù)在綜合管廊項(xiàng)目前期策劃階段的應(yīng)用較少，尚未和設(shè)計(jì)和施工階段整合形成BIM整體管理體系，未真正發(fā)揮BIM技術(shù)的應(yīng)用和價(jià)值。因此，本文將綜合管廊項(xiàng)目與BIM技術(shù)相結(jié)合，建立適合于政府投資項(xiàng)目中BIM技術(shù)應(yīng)用的組織管理形式，有利于BIM技術(shù)的推廣，打造政府主導(dǎo)投資項(xiàng)目管理的新思路，具有一定的實(shí)踐價(jià)值和意義。

1 綜合管廊項(xiàng)目前期策劃階段BIM應(yīng)用流程

項(xiàng)目前期策劃是指在項(xiàng)目開(kāi)始之初，依據(jù)業(yè)主方的要求，通過(guò)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全面系統(tǒng)分析，對(duì)項(xiàng)目整體進(jìn)行運(yùn)籌、規(guī)劃，以期實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目進(jìn)度、成本、質(zhì)量三大目標(biāo)的最佳組合。綜合管廊項(xiàng)目作為市政基礎(chǔ)設(shè)施的一種，建成后關(guān)系到區(qū)域內(nèi)居民的生產(chǎn)生活，因此項(xiàng)目的前期策劃就顯得尤為重要。

BIM技術(shù)信息集成及虛擬可視化的優(yōu)點(diǎn)可有效緩解項(xiàng)目前期策劃階段所面臨的問(wèn)題?；贐IM的綜合管廊項(xiàng)目策劃流程主要分為信息輸入、信息集成、信息獲取和決策四個(gè)環(huán)節(jié)（如圖1所示）。整體應(yīng)用基于BIM的PMIS（項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)）平臺(tái)，各單位在客戶端進(jìn)行本專業(yè)權(quán)限范圍內(nèi)的信息輸入與獲取。

在信息輸入中，除地質(zhì)勘查信息需要由勘察單位輸入外，其余信息均由業(yè)主方輸入，項(xiàng)目報(bào)有關(guān)部門進(jìn)行規(guī)劃審批，獲得項(xiàng)目規(guī)劃紅線、用地指標(biāo)，同時(shí)，由于綜合管廊項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模的確定需要考慮未來(lái)區(qū)域內(nèi)各用地性質(zhì)，從而根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，預(yù)測(cè)未來(lái)區(qū)域內(nèi)人口數(shù)量，所以要求城市各級(jí)規(guī)劃越詳盡越好。

BIM數(shù)據(jù)庫(kù)將輸入的信息進(jìn)行分類集成，省去了設(shè)計(jì)方查閱尋找各類資料的時(shí)間。設(shè)計(jì)單位可以直接利用項(xiàng)目平臺(tái)上的信息進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)利用BIM軟件，對(duì)方案進(jìn)行綠色建筑的分析，并初步計(jì)算項(xiàng)目工程量，套入定額得到項(xiàng)目概算，業(yè)主不僅可以直觀地看到項(xiàng)目建成后的建筑模型，同時(shí)還有概算、環(huán)境分析、經(jīng)濟(jì)效益分析等指標(biāo)文件，將設(shè)計(jì)方案量化評(píng)價(jià)，便于業(yè)主根據(jù)建筑信息模型做出較為科學(xué)的決策。

綜合管廊設(shè)計(jì)中還需考慮地下原有管線的影響，在項(xiàng)目策劃前，需摸清城市地下管網(wǎng)信息。在一些較為發(fā)達(dá)的城市，已預(yù)先建立基于GIS（地理信息系統(tǒng)）的“數(shù)字城市”模型，實(shí)現(xiàn)了城市可視、可量測(cè)、可挖掘的包含了豐富地理、經(jīng)濟(jì)和人文信息的聚合數(shù)據(jù)和可視空間信息社會(huì)化服務(wù)[5]?？赏ㄟ^(guò)GIS數(shù)字城市中，獲取既有建筑物及管線信息，同時(shí)已建成的BIM模型也可對(duì)數(shù)字城市模型進(jìn)行補(bǔ)充和豐富。

2 綜合管廊項(xiàng)目前期策劃階段BIM應(yīng)用點(diǎn)

2.1 BIM與GIS結(jié)合

綜合管廊項(xiàng)目在空間上呈線性分布，在空間上必須進(jìn)行精準(zhǔn)定位，這需要依托GIS技術(shù)進(jìn)行精確的場(chǎng)地分析。同樣，在綜合管廊項(xiàng)目構(gòu)件節(jié)點(diǎn)深化中，單純依靠GIS技術(shù)也很難將構(gòu)件之間關(guān)系描述清楚。GIS技術(shù)主要集成城市建設(shè)領(lǐng)域中的道路、建筑、水域、植被等空間和環(huán)境描述信息，主要解決城市宏觀領(lǐng)域中的問(wèn)題，而B(niǎo)IM技術(shù)則在具體建筑機(jī)電設(shè)施本身集成大量施工信息，指導(dǎo)具體建筑工程，是解決城市微觀建設(shè)領(lǐng)域問(wèn)題的信息應(yīng)用技術(shù)。通過(guò)GIS與BIM技術(shù)的集合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，共同指導(dǎo)綜合管廊項(xiàng)目的建設(shè)。

2.1.1 BIM與GIS集成思路

GIS和BIM集成重點(diǎn)是需要解決這兩種技術(shù)所應(yīng)用的軟件之間的數(shù)據(jù)單向或雙向的轉(zhuǎn)換共享問(wèn)題。BIM技術(shù)通用格式為IFC格式，也支持通過(guò)DWG格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，GIS技術(shù)的通用格式則為GML或是CityGML格式，不同的數(shù)據(jù)格式的豐富程度及幾何表示均有所側(cè)重。IFC格式更加強(qiáng)調(diào)對(duì)構(gòu)件幾何空間的定義，CityGML則更加強(qiáng)調(diào)多尺度空間上的表達(dá)。將IFC和CityGML通過(guò)轉(zhuǎn)換工具定義其轉(zhuǎn)換過(guò)程中的幾何信息過(guò)濾及語(yǔ)義映射規(guī)則，實(shí)現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程中的無(wú)損傳遞。

2.1.2 BIM與GIS結(jié)合的具體應(yīng)用

選線設(shè)計(jì)需要綜合地理、地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)等多方面的資料進(jìn)行分析，選擇設(shè)計(jì)出最科學(xué)最合理的綜合管廊規(guī)劃路線?？衫肁utodesk公司的Infraworks軟件進(jìn)行管廊線路優(yōu)化設(shè)計(jì)，該軟件可在三維環(huán)境下直接進(jìn)行選線設(shè)計(jì)。Infraworks可展示大尺度空間地理信息，但不能對(duì)地理信息進(jìn)行存儲(chǔ)和分析的操作，需要與GIS結(jié)合，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。Infraworks通過(guò)數(shù)據(jù)接口獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并將地形及地理要素?cái)?shù)據(jù)在界面上進(jìn)行三維展示[6]。

利用GIS還可提供分析和支持。利用DEM數(shù)據(jù)，獲取線路規(guī)劃范圍內(nèi)的地形線，計(jì)算土石方，確定土石方工程量，通過(guò)緩沖區(qū)的分析，檢查受綜合管廊施工影響的房屋。利用Civil 3D進(jìn)行地形設(shè)計(jì)，設(shè)置邊坡、基坑開(kāi)挖等的模擬。

2.1.3 BIM與GIS集成模型的輕量化

BIM模型由于所集成的信息量較大，占用極大的內(nèi)存空間，而與GIS集成后，模型所占用空間更大，為降低對(duì)項(xiàng)目部電腦的要求，提高模型的加載速度，縮短緩存時(shí)間。在建模的過(guò)程中要求按照BIM總體要求進(jìn)行模型拆分，降低BIM文件大小。同時(shí)要求對(duì)BIM模型進(jìn)行優(yōu)化，去除冗余面，提高導(dǎo)出效率并降低不同系統(tǒng)中誤差出現(xiàn)的幾率。在模型界面交界處可能出現(xiàn)重疊面、漏空和交叉，需要BIM建模負(fù)責(zé)人對(duì)模型進(jìn)行必要核對(duì)和維護(hù)，提高綜合模型的緊密程度和準(zhǔn)確率，既要簡(jiǎn)化模型，又要保證模型精度符合BIM建模整體要求。

2.1.4 不同部門、不同專業(yè)之間信息格式的確定

BIM與GIS技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市宏觀管理和微觀管理相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了政府、項(xiàng)目部對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理，同時(shí)涉及城市政務(wù)、規(guī)劃、發(fā)改、建設(shè)、管理、市政、電力、通訊等多個(gè)政府部門，因此必須首先統(tǒng)一各方需要的信息格式、明確各參與方的權(quán)利與責(zé)任。

2.2 設(shè)計(jì)方案優(yōu)比選

BIM技術(shù)的應(yīng)用使得綜合管廊項(xiàng)目管廊過(guò)程中產(chǎn)生的大量文件以數(shù)字的格式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，隨著業(yè)主工程經(jīng)驗(yàn)的逐漸增多，BIM數(shù)據(jù)庫(kù)中的內(nèi)容也逐漸豐富。因此，可根據(jù)以往項(xiàng)目的歷史指標(biāo)，組合分析設(shè)計(jì)方案的可行性及效益，并依據(jù)此次項(xiàng)目的特點(diǎn)，修改相關(guān)資金參數(shù)，較準(zhǔn)確的推算出項(xiàng)目成本，為三算對(duì)比控制提供較符合實(shí)際的概算指標(biāo)。同時(shí)，可利用以往已經(jīng)生成的類似項(xiàng)目的BIM模型，或粗略搭建項(xiàng)目BIM模型，利用廣聯(lián)達(dá)、魯班等算量軟件，可快速統(tǒng)計(jì)工程量信息，再輸入定額及主材價(jià)格等估算指標(biāo)，就可在圖紙尚未完成前，了解項(xiàng)目投資估算的具體情況[7]。

在方案比選階段，業(yè)主可利用BIM模型，對(duì)設(shè)計(jì)方案直觀全面的了解。分析設(shè)計(jì)方案中的建筑布局、朝向、日照及通風(fēng)等情況，并與周圍環(huán)境進(jìn)行協(xié)調(diào)，從而得到綜合管廊較為科學(xué)線型走向及通風(fēng)口、采光井的布置。一般來(lái)說(shuō)，項(xiàng)目建設(shè)之前的分析越精確，后期的成本就更容易控制，取得的收益也更多。

3 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)具備其強(qiáng)大的圖紙可視化、信息處理和存儲(chǔ)能力，相較于設(shè)計(jì)和施工階段，BIM在綜合管廊項(xiàng)目前期策劃階段的應(yīng)用能夠更大程度發(fā)揮BIM的價(jià)值。本文從BIM技術(shù)和綜合管廊項(xiàng)目特點(diǎn)的角度提出了綜合管廊項(xiàng)目前期策劃階段BIM應(yīng)用的流程和應(yīng)用點(diǎn)，能夠有效梳理綜合影響項(xiàng)目建設(shè)的一系列因素，使項(xiàng)目決策環(huán)節(jié)不再是某些領(lǐng)導(dǎo)“一言堂”，而是能提前獲取項(xiàng)目建設(shè)部分參數(shù)信息、環(huán)境效益信息及成本估計(jì)，為科學(xué)決策提供可以量化的依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜天凌，李芳芳，蘇杰，等.BIM在市政綜合管廊設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)給水排水，2015（12）：65-67.

[2]朱記偉，鄭思龍，劉建林，等.基于BIM技術(shù)的城市綜合管廊工程協(xié)同設(shè)計(jì)應(yīng)用[J].給水排水，2016（11）：131-135.

[3]王能林，汪小東，張欣，等.BIM技術(shù)在市政綜合管廊建設(shè)運(yùn)營(yíng)中的應(yīng)用探究[J].建筑施工，2016（10）：1486-1488.

[4]陳瑤.BIM技術(shù)在綜合管廊建設(shè)的質(zhì)量控制中的應(yīng)用[C].中國(guó)湖北武漢：2014.

[5]李德仁，邵振峰，楊小敏.從數(shù)字城市到智慧城市的理論與實(shí)踐[J].地理空間信息，2011（06）：1-5.

[6]任曉春.鐵路勘察設(shè)計(jì)中BIM與GIS結(jié)合方法討論[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新，2014（05）：80-82.

[7]林韓涵，周紅波，何溪.基于BIM設(shè)計(jì)軟件的工程量計(jì)算實(shí)現(xiàn)方法研究[J].建筑經(jīng)濟(jì)，2015（04）：59-62.