基于PESTEL的BIM在綜合管廊中的應(yīng)用分析

引言

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市人口密度增加，對(duì)市政設(shè)施和空間利用率的要求也在不斷增長(zhǎng)。現(xiàn)有的城市地下空間規(guī)劃存在較多不合理現(xiàn)象，如管線分散、重復(fù)建設(shè)和維護(hù)困難。這些現(xiàn)象不僅破壞了城市景觀，也在一定程度上阻礙了城市的高效運(yùn)行。綜合管廊作為一種創(chuàng)新的城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方式，通過在同一空間內(nèi)整合多種管線（如供水、電力、通信和排水），大大提升了城市地下空間的集約化利用水平，解決了“拉鏈路”現(xiàn)象，改善了市容和通行效率。

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)作為一種數(shù)字化和信息化管理工具，近年來(lái)逐漸應(yīng)用于復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目中，尤其是城市綜合管廊。BIM技術(shù)通過創(chuàng)建和使用建筑設(shè)施的數(shù)字模型，實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)項(xiàng)目生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作，不僅提高了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)效率和施工管理水平，還在管線布置、施工協(xié)調(diào)和運(yùn)維管理中具有重要作用。BIM技術(shù)的引入，為解決綜合管廊施工中普遍存在的溝通不暢、施工沖突和成本超支等問題提供了有效的解決方案。

盡管對(duì)于BIM技術(shù)在建筑和基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的應(yīng)用已有諸多研究，但其在綜合管廊這一特定領(lǐng)域的研究仍較為薄弱，尤其是在中國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，BIM技術(shù)在綜合管廊中的推廣和實(shí)施還面臨著諸多不確定性。綜合管廊的建造與維護(hù)不僅需要大量的前期投資，還需要在技術(shù)應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)多部門、多系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。因此，分析影響B(tài)IM技術(shù)在綜合管廊中應(yīng)用的外部因素，對(duì)于BIM技術(shù)的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本文通過PESTEL分析模型，從政策、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、技術(shù)、環(huán)境和法律六個(gè)外部宏觀因素出發(fā)，探討B(tài)IM技術(shù)在中國(guó)綜合管廊項(xiàng)目中的應(yīng)用潛力及其推廣挑戰(zhàn)。PESTEL分析模型被廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)略管理和政策分析，可以系統(tǒng)識(shí)別和評(píng)估影響某項(xiàng)技術(shù)或行業(yè)發(fā)展的外部環(huán)境因素。本文通過PESTEL分析模型分析當(dāng)前BIM技術(shù)在綜合管廊中的發(fā)展環(huán)境，研究了影響其推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素，以期為BIM技術(shù)在綜合管廊中的應(yīng)用提供理論支持。

BIM技術(shù)在綜合管廊項(xiàng)目中的應(yīng)用不僅涉及技術(shù)創(chuàng)新，還需要適應(yīng)復(fù)雜的政策法規(guī)、經(jīng)濟(jì)條件、社會(huì)需求和環(huán)境要求。PESTEL分析模型的六個(gè)維度提供了全面考察這些外部因素的工具，能夠系統(tǒng)性地揭示各因素對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用的影響。綜合管廊是一個(gè)跨部門、跨系統(tǒng)的大型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目，其設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維涉及多個(gè)領(lǐng)域和利益相關(guān)方的協(xié)調(diào)。因此，PESTEL分析模型可以為BIM技術(shù)的推廣提供一個(gè)科學(xué)的框架，有助于深入理解其在綜合管廊應(yīng)用中的發(fā)展前景和挑戰(zhàn)。

本文首次在PESTEL分析模型下對(duì)BIM技術(shù)在綜合管廊中的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)性分析，并結(jié)合城市化進(jìn)程的特點(diǎn)，為政府、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)提供全面的視角，幫助識(shí)別推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素，為BIM技術(shù)在綜合管廊的應(yīng)用推廣奠定了理論基礎(chǔ)，也為制定更具針對(duì)性的政策和實(shí)施方案提供了數(shù)據(jù)支持。

一、城市綜合管廊建設(shè)情況

綜合管廊隧道是指在一條隧道內(nèi)容納給排水、供熱、通信等管線，并將其作為市政基礎(chǔ)設(shè)施集中管理的城市地下管廊。近年來(lái)，隨著城市快速發(fā)展和新型城鎮(zhèn)不斷推進(jìn)，綜合管廊建設(shè)已成為現(xiàn)代化城市的重要主題。城市綜合管廊優(yōu)化了地下空間，緩解了人口稠密城市的基礎(chǔ)設(shè)施壓力，是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。

（一）建設(shè)歷史

城市綜合管廊于1833年起源于法國(guó)，隨后傳播到英國(guó)、德國(guó)、瑞典、西班牙、俄羅斯和日本，規(guī)模和長(zhǎng)度不斷擴(kuò)大。日本于1963年頒布了相關(guān)法規(guī)，大力推行城市綜合管廊建設(shè)。

在我國(guó)，北京市于1958年建成第一條1000米長(zhǎng)的綜合管廊，上海市于1994年在浦東建成了一條11.1千米長(zhǎng)的管廊。2015年，財(cái)政部與住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部公布了首批綜合管廊試點(diǎn)城市，包括包頭市、沈陽(yáng)市、哈爾濱市、蘇州市、廈門市、十堰市、長(zhǎng)沙市、?？谑小⒘P水市和白銀市，并于2016年公布了第二批試點(diǎn)城市。截至2022年6月，全國(guó)279個(gè)市和104個(gè)縣已開工建設(shè)1647個(gè)管廊項(xiàng)目，總里程達(dá)5902千米。近年來(lái)，受疫情和經(jīng)濟(jì)的影響，城市綜合管廊投資額較2017年有所下降，但2023年又出現(xiàn)回升，達(dá)到348.5億元，城市綜合管廊投資出現(xiàn)回暖（圖1）。

（二）建設(shè)展望

“十三五”期間，城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，綜合管廊的推動(dòng)作用顯著。2022年，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”全國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》旨在擴(kuò)建城市管道系統(tǒng)，提高公用設(shè)施線路容量，更新老舊管網(wǎng)。2023—2024年，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)安排中央預(yù)算內(nèi)投資、增發(fā)國(guó)債資金等4700多億元，重點(diǎn)支持各種市政管網(wǎng)改造和城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造等項(xiàng)目。預(yù)計(jì)未來(lái)五年需要改造的城市燃?xì)狻⒐┡潘?、供熱等各類管網(wǎng)總量將近60萬(wàn)千米，投資總需求約4萬(wàn)億元。

二、BIM技術(shù)在綜合管廊中的應(yīng)用

BIM技術(shù)可創(chuàng)建管廊模型，從而模擬管線布置方案，便于選擇最佳方案。BIM技術(shù)還可以創(chuàng)建與施工進(jìn)度相結(jié)合的三維模型，實(shí)現(xiàn)城市綜合管廊施工的四維管理。通過創(chuàng)建BIM協(xié)作平臺(tái)，定期組織BIM專項(xiàng)會(huì)議，參與者可以發(fā)現(xiàn)并解決問題，避免返工，有效控制施工風(fēng)險(xiǎn)，簡(jiǎn)化各方協(xié)調(diào)（表1）。

三、綜合管廊隧道BIM技術(shù)的PESTEL分析

（一）政策因素

我國(guó)積極推動(dòng)BIM技術(shù)在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的應(yīng)用，這對(duì)BIM技術(shù)在綜合管廊中的應(yīng)用起到重要的推動(dòng)作用。2016年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《2016—2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》指出，要在建筑業(yè)推動(dòng)BIM技術(shù)發(fā)展，將BIM技術(shù)與智慧城市建設(shè)結(jié)合起來(lái)，深度融合發(fā)展。

當(dāng)前，BIM技術(shù)的推廣面臨一些政策困境。雖然政府已發(fā)布多項(xiàng)鼓勵(lì)政策，但推廣效果存在地區(qū)差異性，尤其在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，缺乏足夠的資金和技術(shù)支持。為實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)在全國(guó)范圍的普及，政府需要進(jìn)一步完善激勵(lì)機(jī)制，并出臺(tái)針對(duì)綜合管廊的專項(xiàng)BIM技術(shù)應(yīng)用指導(dǎo)政策，以提高地方政府的支持力度，推動(dòng)政策落地實(shí)施。

此外，BIM技術(shù)在跨部門協(xié)作中的應(yīng)用仍需進(jìn)一步加強(qiáng)政策協(xié)調(diào)。綜合管廊涉及多個(gè)部門的協(xié)調(diào)與合作，如市政、能源、通信等，不同部門之間的溝通和數(shù)據(jù)共享目前尚缺乏統(tǒng)一的政策和標(biāo)準(zhǔn)。這種政策上的不一致可能會(huì)影響B(tài)IM技術(shù)在綜合管廊項(xiàng)目中的有效應(yīng)用。因此，建立更加明確的跨部門協(xié)調(diào)機(jī)制、數(shù)據(jù)共享政策，以及推廣適應(yīng)性的BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將有助于提高BIM技術(shù)在綜合管廊中的應(yīng)用效率。

（二）經(jīng)濟(jì)因素

BIM技術(shù)的實(shí)施從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，尤其在綜合管廊這種復(fù)雜工程項(xiàng)目中，其優(yōu)勢(shì)更為明顯。BIM集成了管道信息，在設(shè)計(jì)階段實(shí)施碰撞檢查、施工階段優(yōu)化管理，可以減少返工，實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本的目的，促進(jìn)了城市基礎(chǔ)設(shè)施可持續(xù)發(fā)展。

盡管如此，BIM技術(shù)的初期推廣成本較高。BIM軟件的購(gòu)買、人員的專業(yè)培訓(xùn)，以及技術(shù)的實(shí)施需要大量的前期投入，這對(duì)一些中小型企業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展較慢的地區(qū)來(lái)說(shuō)是一筆不小的負(fù)擔(dān)。對(duì)于BIM技術(shù)在綜合管廊中的推廣，初始投資包括軟件采購(gòu)、專業(yè)培訓(xùn)及硬件設(shè)備升級(jí)。為了加快BIM技術(shù)的普及，政府可以考慮提供經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼或貸款支持，幫助企業(yè)緩解前期成本負(fù)擔(dān)。通過設(shè)立行業(yè)培訓(xùn)基金，支持地方政府或企業(yè)開展BIM專業(yè)培訓(xùn)，培養(yǎng)更多BIM技術(shù)人才，從而降低長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)成本。

在經(jīng)濟(jì)回報(bào)方面，BIM技術(shù)在綜合管廊中應(yīng)用的長(zhǎng)期效益還包括運(yùn)營(yíng)和維護(hù)階段的節(jié)約成本。通過BIM中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，管理者能夠更高效地進(jìn)行維護(hù)決策，從而延長(zhǎng)管廊壽命、降低運(yùn)維成本。BIM技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)效益不僅體現(xiàn)在施工階段，更重要的是能夠降低后期的運(yùn)維開支，顯著增加綜合管廊的生命周期經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

（三）社會(huì)因素

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快及人口的增長(zhǎng)，對(duì)高效地下空間管理和城市基礎(chǔ)設(shè)施的需求也在增加。BIM技術(shù)可改善地下管線施工的協(xié)調(diào)性并優(yōu)化空間利用，有助于滿足這些需求。BIM技術(shù)在智慧城市項(xiàng)目中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，凸顯了其在加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施管理方面的潛力。為滿足市場(chǎng)對(duì)BIM專業(yè)人才的需求，許多高校和職業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)已開設(shè)BIM相關(guān)課程，使得該技術(shù)在各行各業(yè)的接受度和認(rèn)可度不斷提高，這為BIM的未來(lái)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

（四）技術(shù)因素

BIM技術(shù)整合了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，使得在綜合管廊項(xiàng)目中可以實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到運(yùn)維的全生命周期管理。借助BIM技術(shù)，工程師能夠在虛擬環(huán)境中模擬和優(yōu)化管線布置，預(yù)測(cè)施工中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，并在施工階段進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整，確保工程質(zhì)量和進(jìn)度。這些優(yōu)勢(shì)使BIM技術(shù)在綜合管廊中的應(yīng)用具備了可行性和較高的效率。

然而，BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用仍面臨技術(shù)上的一些瓶頸。第一，BIM技術(shù)的應(yīng)用需要在各部門和項(xiàng)目參與方之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同，而當(dāng)前國(guó)內(nèi)BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化方面尚未形成統(tǒng)一的規(guī)范，各地方、部門和企業(yè)之間的數(shù)據(jù)接口不兼容，難以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接。此外，BIM的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸也需要大容量的服務(wù)器和高效的計(jì)算系統(tǒng)，這對(duì)小型企業(yè)或欠發(fā)達(dá)地區(qū)而言是技術(shù)障礙。第二，人才短缺問題限制了BIM技術(shù)的應(yīng)用推廣。雖然BIM技術(shù)在高等院校和一些大企業(yè)中得到了重視，但整體上專業(yè)人才供給不足。為解決這一問題，除了高校增加BIM專業(yè)課程外，還需要開展行業(yè)內(nèi)的繼續(xù)教育培訓(xùn)，以提升現(xiàn)有工程師的技術(shù)能力。

為實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)在綜合管廊中的大規(guī)模應(yīng)用，未來(lái)需要解決以下技術(shù)問題：建立全國(guó)統(tǒng)一的BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，提高不同軟件平臺(tái)間的互操作性；強(qiáng)化跨部門協(xié)作，推動(dòng)BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)智能化管廊管理；加大對(duì)BIM技術(shù)人才培養(yǎng)的投入，滿足市場(chǎng)對(duì)高素質(zhì)BIM技術(shù)人才的需求。

（五）環(huán)境因素

BIM技術(shù)通過優(yōu)化施工流程、減少浪費(fèi)和降低能耗，提高了隧道項(xiàng)目的可持續(xù)性。通過整合各種管道系統(tǒng)，公用事業(yè)隧道減少了挖掘頻率，降低了對(duì)環(huán)境的影響。BIM技術(shù)還能在規(guī)劃和施工階段模擬影響并減輕潛在的生態(tài)破壞，從而有助于設(shè)計(jì)環(huán)保的施工方案。

（六）法律因素

國(guó)內(nèi)正在逐步建立BIM技術(shù)的法律框架，但還需完善。目前，法律主要集中在權(quán)屬、責(zé)任和合同管理等方面。BIM的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和數(shù)據(jù)安全是關(guān)注焦點(diǎn)，但協(xié)同設(shè)計(jì)和信息移交等法律規(guī)范尚不明確。因此，我國(guó)需要在知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、數(shù)據(jù)安全、協(xié)同設(shè)計(jì)規(guī)定、信息數(shù)據(jù)移交等方面進(jìn)一步明確法律規(guī)范。

四、結(jié)論

本文運(yùn)用PESTEL分析框架，從政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、技術(shù)、環(huán)境和法律六個(gè)維度對(duì)BIM技術(shù)在綜合管廊中的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行了分析，揭示了BIM技術(shù)在推動(dòng)城市基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的重要價(jià)值。

BIM技術(shù)可以提高綜合管廊設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維效率，可以優(yōu)化資源利用、降低施工成本、減少環(huán)境影響。但是，當(dāng)前BIM技術(shù)面臨標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、跨單位數(shù)據(jù)共享困難和人才培養(yǎng)等難題，未來(lái)還需建立統(tǒng)一的BIM數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并加強(qiáng)跨單位的溝通與協(xié)作。通過政策激勵(lì)和人才培養(yǎng)計(jì)劃，提高專業(yè)人員的BIM技能，解決人才缺口問題。

BIM技術(shù)有助于城市節(jié)能減排，促進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施可持續(xù)發(fā)展，因此社會(huì)需求不斷增加。隨著國(guó)家政策和資金的進(jìn)一步支持，BIM技術(shù)在綜合管廊中的推廣應(yīng)用將具有良好前景，并且在推動(dòng)城市基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化和智慧化轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用。

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（責(zé)任編輯：張秋辰）