建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新路徑探索

摘要：人工智能等數(shù)字技術(shù)的發(fā)展突飛猛進，不斷影響著建設(shè)工程管理和檔案管理等領(lǐng)域的運行、服務(wù)方式，也為建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新帶來了契機。論文研究并探討以“一模到底”為邏輯起點、“貫穿全程”為邏輯支撐、“虛實映射”為邏輯核心、“資源開發(fā)”為邏輯終點的建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新發(fā)展思路，探索建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新實施路徑，以期更好地賦能建設(shè)工程檔案管理與服務(wù)轉(zhuǎn)型。

關(guān)鍵詞：建設(shè)工程檔案 檔案智能化 BIM GIS

建設(shè)工程檔案是城鄉(xiāng)規(guī)劃、建設(shè)、管理等活動中形成并歸檔的技術(shù)文件與材料的統(tǒng)稱，[1]是通過各種文字、圖表、聲像等形式對人類工程建設(shè)相關(guān)的自然面貌、建（構(gòu)）筑物、地上與地下設(shè)施的真實反映和記錄。近年來，作為世界上最大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資國之一，我國進行了持續(xù)的、大規(guī)模的公共交通運輸設(shè)施建設(shè)、城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和以信息網(wǎng)絡(luò)為代表的新型基礎(chǔ)設(shè)施項目建設(shè)，在提升交通運輸效率、推進城鄉(xiāng)一體化發(fā)展、促進社會信息化轉(zhuǎn)型等方面取得了舉世矚目的發(fā)展成就。伴隨著以上各類項目的建設(shè)，海量的建設(shè)工程檔案隨之產(chǎn)生。如何實現(xiàn)形態(tài)多樣、數(shù)量繁雜的建設(shè)工程檔案收集、管理和應(yīng)用，成為當(dāng)前建設(shè)工程單位和檔案管理單位亟須解決的重要問題。

一、當(dāng)前建設(shè)工程檔案智能化發(fā)展現(xiàn)狀

檔案智能化創(chuàng)新是指將強大的數(shù)字技術(shù)與檔案管理工作深度融合，通過立體多元的精準(zhǔn)服務(wù)，以便捷的智慧應(yīng)用為載體，以高效的數(shù)據(jù)治理為依托，實現(xiàn)檔案的收集、整理、保管、利用等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的全面優(yōu)化和智慧化。[2]近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，空天地一體化測繪技術(shù)、三維建筑信息模型（BIM）技術(shù)等在建設(shè)工程檔案信息歸集、管理和應(yīng)用方面得到了廣泛的認(rèn)可。推動建設(shè)工程檔案由“數(shù)字化”向更科學(xué)、更智能、更精細(xì)的“智慧化”邁進是當(dāng)前建設(shè)工程檔案發(fā)展的重要方向。例如，杭州市城市建設(shè)檔案館擬聯(lián)合浙江省政務(wù)服務(wù)網(wǎng)一體化平臺“浙里辦”APP，基于BIM模型逐步建立智慧檔案服務(wù)框架，提供全平臺專題檔案查詢，實現(xiàn)建設(shè)工程檔案智慧化管理與共享。[3]珠海市嘗試打造智慧城建檔案館，集合BIM、GIS等技術(shù)優(yōu)勢，圍繞城建檔案收集、管理、服務(wù)等三大核心，開展智慧化應(yīng)用新嘗試，初步實現(xiàn)了城建檔案對城市規(guī)劃、城市建設(shè)、城市管理等過程的資源整合，并為智慧城市建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。[4]

二、建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新的時代價值

數(shù)字化轉(zhuǎn)型時代，城市建設(shè)檔案館及相關(guān)單位可依托GIS、BIM等技術(shù)，大幅提升建設(shè)工程檔案的數(shù)據(jù)開放性，為數(shù)字孿生城市建設(shè)打造數(shù)字底座；依托BIM模型開放接口不斷提升數(shù)據(jù)互通性，深度融入國家智慧政務(wù)平臺開發(fā)；依托AI技術(shù)提升數(shù)據(jù)應(yīng)用的智慧性，與當(dāng)前建設(shè)工程行業(yè)智慧化轉(zhuǎn)型發(fā)展同向而行。

（一）為數(shù)字孿生城市提供數(shù)據(jù)支撐

2023年2月，中共中央、國務(wù)院發(fā)布的《數(shù)字中國建設(shè)整體布局規(guī)劃》將“智慧城市”“數(shù)字孿生城市”明確為新型城市治理模式，是未來“城市大腦”演進發(fā)展的方向和核心要義。數(shù)字孿生城市與智慧城市相比，更加注重單體建筑等全實體要素的數(shù)字化表達和全生命周期歷史數(shù)據(jù)的融合，不僅需要借助物聯(lián)網(wǎng)、AI等技術(shù)來重塑城市的虛擬應(yīng)用場景，更需要對城市建設(shè)工程檔案信息通過GIS、BIM等多元技術(shù)進行賦能，以此來實現(xiàn)城市虛擬空間的可視再現(xiàn)、動態(tài)感知、智能仿真和模擬推演等功能。數(shù)字孿生城市的數(shù)字底座亟須建設(shè)工程檔案提供高效、完整、精細(xì)的信息和數(shù)據(jù)支持。

（二）為智慧政務(wù)平臺推行提供有力支持

2023年7月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《政務(wù)服務(wù)電子文件歸檔和電子檔案管理辦法》，旨在推動政務(wù)服務(wù)電子文件全流程電子化管理。[5]建設(shè)工程檔案是我國城鄉(xiāng)建設(shè)各類活動的真實記錄和重要成果，由各地城建檔案管理部門實行“一項目一檔案”統(tǒng)一管理。為進一步完善建設(shè)工程檔案收集、整理流程，提升工程建設(shè)項目審批服務(wù)水平，持續(xù)優(yōu)化營商環(huán)境，各地城建檔案館積極探索將電子圖紙、三維模型、VR聲像等多形態(tài)的檔案文件接收、驗收和管理服務(wù)融入智慧政務(wù)平臺，嘗試實現(xiàn)建設(shè)工程檔案的“前端控制”和“分段驗收”，為各地區(qū)推行智慧政務(wù)、優(yōu)化營商環(huán)境助力。

（三）與建設(shè)行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展同向而行

長期以來，以勞動密集型、粗放式發(fā)展為特征的傳統(tǒng)建筑業(yè)正面臨從業(yè)人數(shù)持續(xù)下降、高能耗、低產(chǎn)出等問題所帶來的巨大挑戰(zhàn)。為此，在建設(shè)工程行業(yè)推廣數(shù)字化技術(shù)、改革施工現(xiàn)場各要素管理模式，成為建設(shè)行業(yè)發(fā)展的必由之路。近年來，隨著數(shù)字化技術(shù)在建設(shè)工程項目中的推廣和應(yīng)用，已逐漸形成一條以BIM應(yīng)用為基礎(chǔ)，將數(shù)字孿生技術(shù)融入建筑生命全周期的數(shù)字化轉(zhuǎn)型路線。該技術(shù)路線與建設(shè)工程檔案智慧化轉(zhuǎn)型的方式方法相輔相成。如BIM、GIS、VR等多元數(shù)字化交互技術(shù)不僅可以為建設(shè)工程項目的規(guī)劃設(shè)計、構(gòu)件生產(chǎn)、施工管理等環(huán)節(jié)提供可視化的管理和決策支持，還有助于快速提取指定信息，精準(zhǔn)生成建設(shè)工程檔案，為建筑的運營維護、再生利用提供數(shù)據(jù)支持。從實踐意義上說，建設(shè)工程檔案的智能化創(chuàng)新與建設(shè)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型將相互成就、同向而行。

三、建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新的邏輯理路

建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新過程也是數(shù)字技術(shù)和檔案管理之間不斷交互與迭代的過程，該過程深度聚焦建設(shè)工程檔案的“收、管、存、用”等環(huán)節(jié)，主要通過數(shù)字技術(shù)改進檔案傳遞方式并支撐檔案全生命周期管理，以虛實映射和智慧開發(fā)等方式實現(xiàn)檔案保存與應(yīng)用創(chuàng)新。

（一）邏輯起點：改進檔案交接與傳遞方式

在數(shù)字化“一模到底”理念指導(dǎo)下，建設(shè)工程設(shè)計與施工環(huán)節(jié)廣泛引入BIM、GIS和VR等數(shù)字技術(shù)，構(gòu)建以BIM模型為數(shù)據(jù)載體的數(shù)字孿生底座，豐富了建設(shè)工程檔案的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使建設(shè)工程檔案具備了易集成、便互聯(lián)的新特征。如基于區(qū)塊鏈、云計算技術(shù)的電子簽章核驗技術(shù)和基于BIM的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)推廣使用以后，彌補了傳統(tǒng)檔案移交工作中的不足，為檔案數(shù)據(jù)的跨行業(yè)交接與傳遞提供了新的技術(shù)支撐和安全保障，為后續(xù)建設(shè)工程檔案的檢索、傳遞等工作的智能化升級打下了基礎(chǔ)。[6]當(dāng)前，北京市城建檔案館通過多部門協(xié)同配合，建成了具備在線接收、自動歸檔、靈活擴展等智能化管理功能的數(shù)字檔案室，開拓了建設(shè)工程電子檔案移交進館新模式。[7]

（二）邏輯支撐：貫穿項目建設(shè)與管理全程

建設(shè)工程檔案是工程施工全過程的真實記錄，具有記錄周期長、涉及部門多、記錄內(nèi)容繁雜的特點，對建設(shè)項目的成功交付和后期維護至關(guān)重要。因此，建設(shè)工程檔案歸集與整理對工程項目建設(shè)的過程控制與后期管理起著關(guān)鍵作用。隨著工程建設(shè)領(lǐng)域積極地推行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，各工程單位不僅將設(shè)計、造價、施工、質(zhì)檢等復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程進行數(shù)字化集成，還將設(shè)計圖紙、合同文件、施工計劃、工程清單、施工記錄等覆蓋工程全生命周期的檔案文件進行數(shù)字化、規(guī)范化管理，推進了建設(shè)工程原生檔案全生命周期內(nèi)的高效提取和高質(zhì)量匯編。

（三）邏輯核心：映射物理實體與虛擬現(xiàn)實

以往工作中，受限于技術(shù)條件，建設(shè)工程檔案主要通過表格、文本、報告和圖紙等方式進行記錄，無法對建設(shè)工程項目進行高精數(shù)字化還原與重構(gòu)。而隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，以BIM、VR為代表的新技術(shù)、新方法可以通過檔案資料，實現(xiàn)建設(shè)工程實體在數(shù)字世界的復(fù)刻、融合與延展，通過語義分析、數(shù)據(jù)分析等手段在虛擬場景中模擬展示建筑物的屬性、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和力學(xué)行為。[8]這種映射建筑實體到虛擬現(xiàn)實的方法和過程，為建設(shè)工程的智能化設(shè)計、建造、運維提供了新的解決方案，也為建設(shè)工程項目的“工完檔清”“智慧編研”提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，可以說是建設(shè)工程檔案數(shù)字化創(chuàng)新的邏輯核心。

（四）邏輯終點：實現(xiàn)檔案資源開發(fā)智慧化

建設(shè)工程檔案既是各類建設(shè)項目的歷史記錄，也是項目投產(chǎn)后運行、維修、管理、改擴建等工作的重要依據(jù)。一方面，建設(shè)單位可以借助多元數(shù)字化檔案資料和AI技術(shù)開展專項專題研究，深度挖掘建設(shè)工程檔案信息資源，以進一步提升檔案資源價值、實現(xiàn)檔案服務(wù)智慧化。例如2024年5月，河南大學(xué)大禮堂在修繕過程中不慎發(fā)生火災(zāi)，令人扼腕的同時，已有不少學(xué)者提出基于AI技術(shù)和數(shù)字化檔案，指導(dǎo)該建筑的修復(fù)和還原。另一方面，各地城建檔案館可以借助建設(shè)工程檔案創(chuàng)新推進全國城建檔案智慧化建設(shè)，通過多元數(shù)字化協(xié)同，進一步實現(xiàn)檔案物聯(lián)感知、數(shù)據(jù)智能檢索、歸檔數(shù)據(jù)可視化、信息互聯(lián)共享、泛在智慧服務(wù)等功能。

四、建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新的推進路徑

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，建設(shè)工程檔案智能化意義重大。結(jié)合建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新的邏輯理路，要實現(xiàn)建設(shè)工程檔案管理的高質(zhì)量發(fā)展，需要從以下四個方面持續(xù)發(fā)力。

（一）規(guī)范檔案標(biāo)準(zhǔn)體系，優(yōu)化檔案接收流程

標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是實施建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新的制度支撐和基本依據(jù)，科學(xué)和規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)體系可以高效支撐建設(shè)工程檔案數(shù)字化系統(tǒng)的研發(fā)和集成、檔案信息治理和應(yīng)用、服務(wù)場景設(shè)計與構(gòu)建等。為此，對于檔案標(biāo)準(zhǔn)體系，可以考慮按照分層分類的方式進行統(tǒng)一規(guī)劃。一是在類型上可以從基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用模型標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)、運維保障標(biāo)準(zhǔn)等方面進行細(xì)化。[9]二是進一步完善國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和城建檔案館標(biāo)準(zhǔn)等四個層面的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。[10]在檔案驗收與接收流程方面，各地城建檔案館可以在標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)基礎(chǔ)上進一步健全歸檔工作機制，創(chuàng)新實施檔案分段驗收等工作，如湖南省數(shù)字城建檔案館通過明確建筑工程立項、規(guī)劃、勘察設(shè)計、施工和竣工驗收等階段性材料歸檔標(biāo)準(zhǔn)，進一步發(fā)揮大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)優(yōu)勢，初步實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的建設(shè)工程檔案分段驗收與收集。[11]

（二）強化信息系統(tǒng)建設(shè)，促進管理模式創(chuàng)新

要充分發(fā)揮建設(shè)工程檔案的作用，就需要結(jié)合建設(shè)工程檔案的特有屬性，分析其數(shù)據(jù)內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、形態(tài)等關(guān)鍵要素，打造貫穿工程項目管理全生命周期與建設(shè)工程檔案“收、管、存、用”全過程的智慧化檔案管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)要充分借助大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，開展多態(tài)數(shù)據(jù)組織與分析，對分散、復(fù)雜的建設(shè)工程檔案數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)、聚類、調(diào)用和存儲，更好地適應(yīng)多元服務(wù)場景，推動建設(shè)工程檔案管理模式創(chuàng)新。例如，基于可擴展置標(biāo)語言（XML）設(shè)計實現(xiàn)建設(shè)工程檔案文本的精細(xì)化、語義化、關(guān)聯(lián)化整理，[12]形成建設(shè)工程檔案文本通用數(shù)據(jù)交換格式及其規(guī)范化標(biāo)注方案，有助于建設(shè)工程檔案數(shù)據(jù)的多維度、超文本關(guān)聯(lián)呈現(xiàn)，進而實現(xiàn)開放互聯(lián)的建設(shè)工程檔案數(shù)據(jù)整理與服務(wù)體系。[13-14]北京大興機場等項目將數(shù)據(jù)存儲格式、電子簽名、封裝備份等進行統(tǒng)一和整合，以清單編碼為元數(shù)據(jù)，以整體工程進度管理為主線，通過語義化對接BIM等平臺實現(xiàn)與傳統(tǒng)檔案管理的智慧聯(lián)通。[15]

（三）提升便民服務(wù)水平，保障資源利用效能

建設(shè)工程檔案客觀記錄和映射了各類建筑設(shè)施的真實狀況，在城市建設(shè)和居民生活中具有較高的使用價值。各級城建檔案館應(yīng)不斷強化檔案相關(guān)硬件建設(shè)，加強大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)在智慧檔案館建設(shè)中的應(yīng)用，以軟硬件升級推進檔案服務(wù)水平升級。在資源共享與服務(wù)層面，各級城建檔案館應(yīng)通過探索“線上與線下”“實體與孿生”一體化的檔案信息共享服務(wù)，為自然災(zāi)害、工程安全事故處置等工作提供信息保障服務(wù)，向居民提供房屋裝修、小區(qū)電梯加裝等項目審批的檔案查詢服務(wù)，提升建設(shè)工程檔案資源利用效能。例如，溫州市城建檔案館與不動產(chǎn)中心共同開發(fā)的“城建檔案查詢”系統(tǒng)已在“浙里辦”上線試運行，市民僅需通過身份認(rèn)證后即可查詢個人房產(chǎn)相關(guān)的建筑總平面圖、建筑及結(jié)構(gòu)竣工圖等。

（四）深度挖掘建設(shè)工程檔案價值，創(chuàng)新檔案資源開發(fā)方式

建設(shè)工程歷史檔案多為紙質(zhì)材料，且保管較為分散，信息提取較難，這就使得跨地區(qū)、跨部門、跨層級的資源共享較為困難，不利于檔案信息的深度挖掘和加工利用，更難以發(fā)揮建設(shè)工程檔案在智慧城市治理等工作中的支撐作用。隨著建設(shè)工程檔案領(lǐng)域多元數(shù)字化協(xié)同發(fā)展，GIS、BIM、VR與AR技術(shù)的融合已經(jīng)可以實現(xiàn)建筑信息的虛擬仿真，知識圖譜以及大語言模型能夠借助算法分析深挖檔案信息資源的潛在價值，為檔案資源開發(fā)打下堅實基礎(chǔ)。如今Open Al發(fā)布的Sora大模型已經(jīng)能夠根據(jù)提示語生成圖片與視頻，有助于對現(xiàn)有檔案資源進行智能化處理，實現(xiàn)視頻自動生成，增強用戶視覺體驗。例如，德州市城建檔案館積極開展檔案資源開發(fā)，展現(xiàn)城市歷史文化和城鄉(xiāng)建設(shè)成就，將城市珍貴照片融入利用BIM與VR制作的三維模型，開發(fā)出了城市影像專題片等資源。[16]上海市檔案館設(shè)計研發(fā)的數(shù)字人文應(yīng)用平臺“跟著檔案觀上?！庇?023年6月上線運行，該平臺利用人工智能、知識圖譜、人機交互、BIM和VR等技術(shù)，將檔案知識圖譜和虛擬現(xiàn)實相結(jié)合，作為“城市記憶”的微縮景觀向社會開放，打造出獨具特色的檔案文化教育基地。

數(shù)字化技術(shù)一方面大幅提升了建設(shè)工程的設(shè)計、管理水平，另一方面也在不斷優(yōu)化建設(shè)工程檔案管理的工作模式和工作方法。通過建立規(guī)范的建設(shè)工程檔案標(biāo)準(zhǔn)體系、科學(xué)的管理體系、虛實映射的調(diào)用體系和智能化的資源開發(fā)體系，進一步形成建設(shè)工程檔案智慧化創(chuàng)新的有機結(jié)合體，可以有效推進我國數(shù)字孿生城市建設(shè)、智慧政務(wù)建設(shè)以及智能建造轉(zhuǎn)型，為未來的建設(shè)工程檔案管理帶來更多的發(fā)展機遇。

*本文系2023年河南省檔案科技項目計劃“基于VR與BIM技術(shù)的建筑工程檔案管理優(yōu)化策略研究”（項目編號：2023-X-003）的階段性研究成果。

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作者單位：1.成都理工大學(xué)

2.河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

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