基于BIM技術(shù)的軌道交通工程全過程造價(jià)控制策略研究及實(shí)施方案

摘" 要：該文探討B(tài)IM技術(shù)在軌道交通工程全過程造價(jià)的控制策略研究及實(shí)施方案，并對其技術(shù)路徑及未來發(fā)展進(jìn)行深入研究。首先，從BIM技術(shù)的發(fā)展背景和軌道交通工程造價(jià)管理的需求出發(fā)，闡述BIM技術(shù)在該領(lǐng)域中的重要性。然后，分析BIM技術(shù)在不同階段的應(yīng)用及其對造價(jià)管理的影響，包括規(guī)劃階段的方案比選、設(shè)計(jì)階段的精細(xì)化建模、施工階段的成本控制和運(yùn)維階段的智能化維護(hù)等。最后，提出解決BIM全過程造價(jià)管理中的挑戰(zhàn)和問題的策略和建議，可為軌道交通工程全過程造價(jià)管理提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；全過程造價(jià)管理；成本控制；施工圖譜；BIM5D

中圖分類號：TD952" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）33-0127-05

Abstract： This paper discusses the research and implementation plan of BIM technology in the entire process cost control of rail transit projects， and conducts in-depth research on its technical path and future development. First of all， based on the development background of BIM technology and the needs of rail transit project cost management， the importance of BIM technology in this field is expounded. Then， we analyze the application of BIM technology in different stages and its impact on cost management， including scheme comparison and selection in the planning stage， refined modeling in the design stage， cost control in the construction stage， intelligent maintenance in the operation and maintenance stage， etc. Finally， strategies and suggestions to solve the challenges and problems in the full-process cost management of BIM are put forward， which can provide technical support for the full-process cost management of rail transit projects.

Keywords： BIM technology; full-process cost management; cost control; construction atlas; BIM5D

隨著全球城市化進(jìn)程的加速和人口的持續(xù)增長，軌道交通作為城市公共交通系統(tǒng)的重要組成部分，扮演著愈發(fā)重要的角色。尤其是在大城市和城市群中，軌道交通系統(tǒng)不僅承擔(dān)著解決交通擁堵、減少環(huán)境污染的責(zé)任，更是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。然而，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和交通需求的增加，軌道交通工程的建設(shè)和運(yùn)營也面臨著諸多挑戰(zhàn)，其中之一便是建設(shè)造價(jià)的不斷攀升。

軌道交通工程的建設(shè)造價(jià)受到多方面因素的影響，包括但不限于材料價(jià)格波動、施工工藝難度、規(guī)劃設(shè)計(jì)變更等。在建設(shè)工程項(xiàng)目管理過程中，投資管理和成本管理是項(xiàng)目順利進(jìn)行和取得成功的基礎(chǔ)，是建設(shè)工程管理的重要組成部分[1]。因此，如何在軌道交通工程的全過程中有效控制造價(jià)，成為了亟待解決的問題。傳統(tǒng)的造價(jià)控制方法往往側(cè)重于單一階段的成本管理，缺乏整體性和系統(tǒng)性，難以應(yīng)對工程建設(shè)過程中的復(fù)雜變化和風(fēng)險(xiǎn)。因此，需要引入新的技術(shù)手段和管理理念，以提升軌道交通工程全過程的造價(jià)控制水平。

近年來，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)在建筑行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，并在軌道交通工程領(lǐng)域逐漸嶄露頭角。BIM模型是一個(gè)包含建筑構(gòu)件幾何、物理、功能等信息的數(shù)字化工具，它可以幫助項(xiàng)目經(jīng)理、設(shè)計(jì)師、造價(jià)工程師等更好地理解項(xiàng)目，支持更準(zhǔn)確的決策[2]。BIM技術(shù)以其全面的信息整合和協(xié)同作業(yè)能力，為軌道交通工程的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等各個(gè)階段提供了有力支持。通過BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對工程全過程的數(shù)字化管理和智能化監(jiān)控，從而提高工作效率、降低成本、保障質(zhì)量。然而，目前國內(nèi)外對于基于BIM技術(shù)的軌道交通工程全過程造價(jià)控制策略的研究還相對不足，相關(guān)理論體系和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)尚未形成。

因此，本研究結(jié)合深圳地鐵的實(shí)際情況，探討基于BIM技術(shù)的軌道交通工程全過程造價(jià)控制策略及實(shí)施方案，以期為軌道交通工程的建設(shè)和管理提供新的思路和方法。通過對BIM技術(shù)在軌道交通工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際案例，提出針對性的控制策略，并驗(yàn)證其在實(shí)際工程中的可行性和有效性。這將有助于推動軌道交通工程的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化管理，為城市交通發(fā)展提供可持續(xù)的解決方案。

1" 研究現(xiàn)狀分析

在國內(nèi)外，基于BIM技術(shù)的軌道交通工程全過程造價(jià)控制研究尚處于起步階段，相關(guān)文獻(xiàn)和案例較少。近年來，眾多學(xué)者開展工程施工造價(jià)管理研究，并取得一定研究結(jié)果。如文獻(xiàn)[3]中采用BIM5D技術(shù)開展造價(jià)全過程管理研究，在原有三維BIM模型的基礎(chǔ)上增加時(shí)間進(jìn)度和成本2個(gè)維度，以提升其管理效果，在實(shí)際應(yīng)用過程中，該方法在項(xiàng)目決策階段、設(shè)計(jì)階段應(yīng)用效果較佳，在施工階段應(yīng)用效果不佳，無法對其資源浪費(fèi)帶來較大改善；文獻(xiàn)[4]中基于全過程管理視角，以鐵路隧道施工項(xiàng)目為例，開展決策、設(shè)計(jì)、施工和竣工階段的造價(jià)風(fēng)險(xiǎn)控制研究，但該方法在應(yīng)用過程中造價(jià)支出控制效果不佳；文獻(xiàn)[5]中同樣基于全過程管理視角，以境外PPP項(xiàng)目為例，開展決策階段、設(shè)計(jì)階段、招標(biāo)階段和施工階段造價(jià)控制研究。該方法應(yīng)用后在各個(gè)階段同樣存在造價(jià)支出控制效果不佳，容易出現(xiàn)預(yù)算超出的問題。

針對上述問題，開展基于BIM技術(shù)的軌道交通工程全過程造價(jià)控制研究具有重要的理論和實(shí)踐意義。一方面，這將推動軌道交通工程領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化管理，提升工程建設(shè)和管理的水平；另一方面，也為我國建筑行業(yè)的發(fā)展提供了新的思路和方法，促進(jìn)行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和管理提升。

2" BIM技術(shù)在軌道交通工程全過程造價(jià)管理中的控制策略及實(shí)施方案

在建設(shè)工程項(xiàng)目的全過程造價(jià)管理中，項(xiàng)目決策和設(shè)計(jì)階段對工程造價(jià)的影響很大，基本決定項(xiàng)目造價(jià)。施工階段和運(yùn)營階段對工程造價(jià)的影響較小，但此階段實(shí)際發(fā)生的成本是最大的。如果企業(yè)沒有做好前期準(zhǔn)備工作，就會造成后期的施工和管理難度變大，導(dǎo)致工程的整體進(jìn)程受到影響，并出現(xiàn)資金超預(yù)算或者資金浪費(fèi)的問題[6]。全過程造價(jià)咨詢是一項(xiàng)綜合性要求較高的工作，需要不斷運(yùn)用各種專業(yè)的技術(shù)和方法梳理、計(jì)算和分析數(shù)據(jù)，為決策者提供量化信息和建設(shè)方案，做到全流程的造價(jià)控制。本文將在工程建設(shè)的全階段進(jìn)行造價(jià)控制策略及實(shí)施方案的研究，實(shí)現(xiàn)全生命周期各環(huán)節(jié)統(tǒng)籌聯(lián)動，形成BIM模型傳遞機(jī)制。

2.1" 規(guī)劃階段的控制策略及實(shí)施方案

在造價(jià)估算方面，本研究將利用深圳地鐵集團(tuán)現(xiàn)有的造價(jià)數(shù)據(jù)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)AI處理和學(xué)習(xí)技術(shù)，對不同工法、不同工藝等進(jìn)行分類，以進(jìn)行造價(jià)信息的統(tǒng)計(jì)匯總，從而形成完備的數(shù)據(jù)庫資料，如圖1所示。針對區(qū)間及車站的BIM模型，本研究將進(jìn)行單位工程造價(jià)信息的賦予，并根據(jù)已有的臨近項(xiàng)目，生成相應(yīng)的造價(jià)估算，同時(shí)提供不同時(shí)間、不同線路的投資差異化分析結(jié)果。

基于1—4期軌道既有線的造價(jià)信息數(shù)據(jù)，將運(yùn)用AI等技術(shù)進(jìn)行“機(jī)器學(xué)習(xí)”，以形成基于BIM的設(shè)計(jì)階段投資管控解決方案。

在BIM的應(yīng)用中，將明確造價(jià)各個(gè)階段的邊界條件，包括構(gòu)件部位庫、地質(zhì)信息庫等。在規(guī)劃階段，本研究將利用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，形成區(qū)間、站臺層、站廳層、設(shè)備層和出入口等單位的造價(jià)信息，以實(shí)現(xiàn)對規(guī)劃階段投資的有效管控，見表1。

方案優(yōu)化方面，將根據(jù)現(xiàn)有的BIM基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分析方案對人口分布、地形地貌、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)分布以及經(jīng)濟(jì)效益等因素的影響程度，以此為基礎(chǔ)對方案進(jìn)行合理調(diào)整，如圖2所示。同時(shí)，將利用現(xiàn)有的交通大數(shù)據(jù)平臺，從規(guī)劃角度出發(fā)，探討如何串聯(lián)沿線各區(qū)重點(diǎn)發(fā)展片區(qū)，形成組團(tuán)化空間結(jié)構(gòu)。

另一方面，從功能定位角度出發(fā)，本研究將基于站點(diǎn)周邊土地開發(fā)、區(qū)位、周邊交通設(shè)施及24小時(shí)進(jìn)出站客流特征對站點(diǎn)進(jìn)行分類，并分析與篩選不同類型軌道站點(diǎn)步行及公交輻射影響區(qū)域范圍的影響因素，如圖3所示。

在工程角度上，本研究將利用現(xiàn)有的BIM平臺，基于沿線區(qū)間以及工點(diǎn)的地質(zhì)、地下建構(gòu)筑物以及重要管線等信息，對規(guī)劃方案進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以保證整個(gè)項(xiàng)目的前期成本控制。同時(shí)，本研究將基于現(xiàn)狀BIM模型構(gòu)建規(guī)劃場景模型，通過沉浸式三維技術(shù)對項(xiàng)目規(guī)劃理念進(jìn)行展示，讓項(xiàng)目參與者在項(xiàng)目前期了解到方案沿線的地質(zhì)、地下建構(gòu)筑物以及重要管線的分布情況，科學(xué)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，從源頭控制成本。

2.2" 設(shè)計(jì)階段的控制策略及實(shí)施方案

為了高效建立BIM模型，本研究將按照算量建模標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。利用BIM正向設(shè)計(jì)手段，開展初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)的建模，確保模型的完整性和準(zhǔn)確性。在這一過程中，研究實(shí)現(xiàn)模型構(gòu)件與造價(jià)信息的掛接，建立BIM造價(jià)信息體系，確保模型的信息數(shù)據(jù)的有效傳遞。最終，本研究通過模型導(dǎo)出建設(shè)工程概算成果文件，為后續(xù)的工程進(jìn)展提供參考和依據(jù)。

針對軌道交通領(lǐng)域正向設(shè)計(jì)效率低、出圖難等問題，自主研發(fā)了BIM正向設(shè)計(jì)效率插件，包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)平法標(biāo)注（圖4）、BIM模型審核等，全面提升了正向設(shè)計(jì)工作的效率和質(zhì)量。這些插件有效推進(jìn)了各類設(shè)計(jì)任務(wù)，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。

這階段將采用成本前置理念，結(jié)合BIM技術(shù)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)對投資的精準(zhǔn)管控。在方案設(shè)計(jì)階段，本研究將利用BIM技術(shù)進(jìn)行站點(diǎn)客流仿真模擬，如圖5所示，以此為基礎(chǔ)優(yōu)化車站建筑設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)投資成本的節(jié)約。通過這一過程，能夠提前做出精細(xì)化設(shè)計(jì)，特別是針對站臺空間的設(shè)計(jì)，同時(shí)進(jìn)行相關(guān)的合理性分析，以確保設(shè)計(jì)方案的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。

在設(shè)計(jì)階段中，研究并建立了基于BIM的站點(diǎn)裝修數(shù)字孿生系統(tǒng)，如圖6所示，以引入成本約束型裝修設(shè)計(jì)理念。通過BIM模型，本研究實(shí)現(xiàn)了各梯度成本的車站裝修方案的切換可視化。結(jié)合VR技術(shù)，讓項(xiàng)目參與者能夠沉浸式體驗(yàn)車站裝修情況，從而更好地理解和評估裝修設(shè)計(jì)方案。這一系統(tǒng)的建立將有助于提高裝修設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，同時(shí)在保證裝修品質(zhì)的前提下，有效控制成本，實(shí)現(xiàn)裝修方案的最佳平衡效果。

2.3" 招投標(biāo)階段的控制策略及實(shí)施方案

本研究將對工程量清單的各項(xiàng)細(xì)節(jié)要求進(jìn)行詳細(xì)的定義與說明，包括清單條目的格式、建模元素、空間位置、分類規(guī)則、計(jì)量單位和成本組成等方面。在清單編制過程中，本研究將確保每一項(xiàng)細(xì)節(jié)都得到充分考慮和規(guī)范，以保證清單的準(zhǔn)確性和完整性。

同時(shí)，本研究將通過BIM模型直接導(dǎo)出工程量清單成果文件，以實(shí)現(xiàn)清單數(shù)據(jù)的自動化處理和輸出。在此過程中，本研究還將設(shè)置校審流程，確保導(dǎo)出的工程量清單符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，從而保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

最后，本研究將應(yīng)用所導(dǎo)出的工程量清單于招投標(biāo)流程環(huán)節(jié)，以支持后續(xù)工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行。通過這一流程的建立和應(yīng)用，本研究將實(shí)現(xiàn)工程量清單的高效管理和利用，為工程項(xiàng)目的順利推進(jìn)提供可靠的數(shù)據(jù)支持和保障。

2.4" 施工階段的控制策略及實(shí)施方案

這階段將利用BIM模型對不同專業(yè)的模型構(gòu)件進(jìn)行不同維度的精細(xì)拆解，以確保模型的精確性和完整性。同時(shí)，將結(jié)合BIM基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，為模型逐步賦予由粗到細(xì)的造價(jià)信息，以實(shí)現(xiàn)對造價(jià)的精準(zhǔn)控制。

根據(jù)施工階段的應(yīng)用場景需求，研究并提出了施工工藝BIM圖譜，如圖7所示。根據(jù)圖譜對BIM模型構(gòu)件進(jìn)行模塊化拆解。通過調(diào)用和組合各個(gè)模塊，進(jìn)而形成完整的施工圖譜，為后續(xù)的施工提供可靠的指導(dǎo)和支持。

基于施工BIM模型，可形成各專業(yè)工程量清單，以便于進(jìn)行統(tǒng)籌計(jì)價(jià)。這些清單將包括各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的工程量信息，為工程造價(jià)的管理和預(yù)算提供了可靠的依據(jù)。

在施工階段，研究將利用BIM模型結(jié)合5D的模式，為模型中的各個(gè)構(gòu)件賦予成本和時(shí)間計(jì)劃的相關(guān)信息，以實(shí)現(xiàn)支付結(jié)算的精準(zhǔn)管理，如圖8所示。通過在模型中添加這些信息，能夠更全面地了解項(xiàng)目的成本和進(jìn)度情況，為支付結(jié)算提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

在進(jìn)行支付結(jié)算工作時(shí)，這階段將通過現(xiàn)場實(shí)際完成情況與BIM模型的數(shù)字孿生進(jìn)行對比和核對，以確保結(jié)算工作的準(zhǔn)確性和公正性。通過這一過程，將實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目支付的及時(shí)追蹤和有效管理，確保資金的合理運(yùn)用和分配。

另外，在變更洽商方面，本研究將根據(jù)方案、施工環(huán)境等因素的變更影響，及時(shí)更新BIM模型，并導(dǎo)出變更后的工程量清單成果。同時(shí)，將保留歷史模型信息和歷史造價(jià)成果信息，以便于進(jìn)行后續(xù)的對比和分析。這樣的做法將有助于確保變更洽商的公正和透明，同時(shí)保障項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

3" 結(jié)論

通過本論文的研究，本研究得出了以下主要結(jié)論。

1）首先，本研究發(fā)現(xiàn)利用BIM技術(shù)在軌道交通工程全過程中實(shí)現(xiàn)了有效的造價(jià)控制是可行的。通過建立BIM模型并結(jié)合5D的模式，本研究能夠?qū)崿F(xiàn)對成本和時(shí)間計(jì)劃的精準(zhǔn)管理，為項(xiàng)目的支付結(jié)算提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。

2）其次，研究了施工圖譜制定、變更洽商等方面BIM技術(shù)應(yīng)用，通過BIM模型的數(shù)字孿生，本研究實(shí)現(xiàn)了對施工過程的精細(xì)化管理和變更的及時(shí)應(yīng)對，保障了工程的順利進(jìn)行。

3）最后，通過對BIM模型的細(xì)致拆解和模塊化處理，本研究能夠?qū)崿F(xiàn)對工程量的準(zhǔn)確計(jì)量和管理，為工程量清單的編制提供了技術(shù)支持。

結(jié)合目前的研究和實(shí)踐情況，提出以下對軌道交通工程全過程造價(jià)控制的建議。①在軌道交通工程的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營中進(jìn)一步推廣和應(yīng)用BIM技術(shù)，在各個(gè)階段中實(shí)現(xiàn)信息的無縫整合和共享，以提高項(xiàng)目的管理效率和成本控制水平。②應(yīng)加強(qiáng)對BIM技術(shù)的培訓(xùn)和應(yīng)用，提高項(xiàng)目參與者的技術(shù)水平和應(yīng)用能力，確保BIM技術(shù)能夠充分發(fā)揮其在造價(jià)控制中的作用。③應(yīng)建立健全的BIM標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范體系，為BIM技術(shù)在軌道交通工程全過程造價(jià)控制中的應(yīng)用提供統(tǒng)一的指導(dǎo)和標(biāo)準(zhǔn)，確保實(shí)現(xiàn)最大的效益和價(jià)值。

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