BIM理念和技术对云建设平台的引领作用分析

范向东

（中国铁路总公司 工程管理中心，北京 100038）

1 背景

BIM技术作为一种创新性的建筑设计、施工和管理方法，通过对项目流程的有效整合，可提升效率、降低风险，同时减少对环境的影响，实现绿色可持续设计。

BIM技术是建筑行业的信息革命。2017年2月21日，国务院办公厅印发的《关于促进建筑业持续健康发展的意见》（国办发〔2017〕19号）明确要求：“加快推进建筑信息模型（BIM）技术在规划、勘察、设计、施工和运营维护全过程的集成应用，实现工程建设项目全生命周期数据共享和信息化管理，为项目方案优化和科学决策提供依据，促进建筑业提质增效”[1]；2018年5月30日，住房和城乡建设部办公厅印发《城市轨道交通工程BIM应用指南的通知》（建办质函〔2018〕274号），进一步凸显了BIM应用的优势[2]。

同时，BIM技术的多领域应用和多渠道传播，使其社会需求度和关注度不断提高[3]。结合工作实际，对BIM技术在铁路建设领域的应用提出云建设平台的搭建设想。

2 云建设平台搭建

目前，我国除BIM开发企业和软件供应商外，设计企业也是BIM技术应用及研究的重要组成部分，许多设计企业已有相当数量的项目实践[4]。根据多年铁路工程建设管理实践和开发经验，着重提出共享铁路建设的云建设平台框架，便于整合资源、传递信息、协调办公、共享资源；从设计信息源头到资产归集，在智慧建设的同时实现智慧运维的基础准备，再到运维管理一体化的集成管理，达到“一个平台、一套模型、一套数据体系、一个项目全生命周期”。

2.1 应用分析

按照地形地貌、地质水文、标准设置和其他因素进行信息的全过程收集整理，为BIM技术应用可行性研究报告和设计阶段提供了丰富的工程类别、工点工程量、消耗体系、价格体系，建立起一套完整的动态投资分析体系，业主、建设或运营管理单位均可在各阶段添加专业信息，更新、追踪变更，共同维护单一的BIM模型。

BIM技术在各阶段应用如下：

（1）设计阶段。应用BIM技术改变设计沟通方式，加强协同设计；通过模型碰撞检测，减少“差、错、漏、碰”等错误的发生，提高设计产品质量；BIM三维数字设计可提高参数化、可视化和性能化设计能力，为设计施工一体化提供技术支撑；有效确定和控制投资。

（2）施工阶段。应用BIM技术配合施工，提前发现站前与四电、站前与站房、四电与站房各专业之间的接口是否合理，检测综合管线、设备安装等与建筑机构之间的冲突情况，通过及时解决上述问题，减少施工错误、节约施工工期、提高施工效率；通过BIM技术的施工及工艺模拟，减少施工中变更设计，有效控制进度和安全质量。

（3）运营维护阶段。通过BIM模型模拟仿真技术，预测各类负荷变化，制定相应的预防方案。

经以上分析，云建设平台的焦点从技术应用转向流程再造，各环节业务也相应调整。推进BIM技术及基于网络的协同工作技术应用，可提升和完善企业综合管理平台，实现企业信息管理与工程项目信息管理的集成高度，促进企业设计水平和管理水平提高。

BIM技术作为云建设平台传递的核心，将工程项目全生命周期各环节、各工种有机结合，优化设计程序，助推设计产业升级，方便有效施工管理和各级监管需求，是促进运维阶段产业转型、升级的必经途径。

2.2 框架模块建立

结合我国国家干线铁路建设和运维管理的实际情况，中国铁路总公司（简称总公司）建立了建设管理与运维管理的一体化集成平台，实现从智慧建设到智慧运维的无缝过渡与对接，从责、权、利的完整布局和合理调整，实现每个资源信息的闭合管理，以及固定资产的全生命周期管理[5]。根据需求，研究提出如下框架及功能模块：

（1）总体上，无论总公司对各运营集团公司的监管、运营集团公司对各段及子公司的监管、各项目公司对其负责项目的管理，都可通过GIS技术进行各类资产单点及构筑物的二次分布和功能添加，实现集成、动态的查询及监管。

（2）项目上，按项目管理的基本规律和要求，从项目总览、目标管理、综合监管、造价管理、财务管理和风险管控等多方面进行构划，实现质量、安全、进度、投资和信息的控制目标综合统一管理体，从形象进度、总体控制、施工组织全局上把握，强化集团化和信息化协同作战。

（3）目的上，整合资源、传递信息、协调办公、共享资源，从设计信息源头到资产归集，统一设计规范、施工规范和建设管理，实现固定资产的全生命周期管理。

（4）核心上，以BIM理念和技术，制定统一规则和接口，全体参建单位责、权、利清晰，分工界面准确，信息按流水作业布局，形成整体且高度闭合的态势。施工建设中，要求“一点一模”，设计信息、施工信息和管理信息统一关联；竣工验交中，实现“一资一模”，完整技术信息关联；运营维护中，结合“一资一模”，维护信息完整关联，以便查询及监管，极大提高管理效率，节约全生命周期生产成本。

3 价值分析

BIM技术应用对建设节约型社会具有巨大贡献。建筑物性能基本由设计决定，设计虽然仅占建设成本的2%～5%，却决定着70%的建造成本。BIM技术应用提高了设计质量及建筑物性能，可减少错误、缩短工期、降低成本。美国Standford大学设施工程整合中心对32个BIM项目分析得出：BIM应用使未列在预算中的变更量减少40%以上，将建造成本估算误差控制在3%以内，成本估算所需时间缩短80%，因事前冲突检查而节省10%的合同金额，平均工期缩短超过7%。中国香港房屋署也从一些示范项目的数据分析得出，在应用BIM理念较为成熟的建设项目中，总造价可降低25%～30%。

结合我国铁路建设实际情况，项目总造价主要体现在合理确定和有效控制2个方面。其中，造价的有效控制必须依靠BIM技术才能实现精细化、可视化，优化施工组织设计，减少差错漏碰及变更，达到高效节约的效果。

在京张高铁项目建设中，依托BIM技术，顺利实现我国时速350 km高速铁路第1座采用墩顶转体连续梁桥的顺利合龙。依靠BIM技术，项目排除了大量图纸错误，避免了返工，提高施工进度10%，减少了人、材、物浪费，工程施工质量和安全管理水平显著提高，精细化管理水平大幅提升，取得良好的经济和社会效益。

在北京新机场超大平面航站楼项目中，通过将BIM技术与建造技术、项目管理和信息化技术结合，高效准确地解决了关键技术难点，提高了项目管理信息的共享程度和管理的准确性和科学性。同时，通过BIM技术的可模拟和可分析特性，对重点方案进行预先模拟，降低了施工风险及成本。

4 推广建议

（1）政策支持。对BIM技术应用应给予适当的政策鼓励，从建设源头开始，各类项目数据录入平台，流水共享。

（2）标准引领。梳理相关国家标准和地方标准，包括软件标准、技术标准、交付标准等，出台和完善技术推广的指导性意见，鼓励和支持行业先进单位的技术进步和创新，为BIM技术在云建设平台上的推广、转化和利用打下坚实的基础，做到“一套标准、一个网络、一个管理平台”。

（3）市场推广。搭建行业统一标准BIM信息库，实现数字信息的共享。组织行业内交流、行业间交流，在安全保密前提下，强化在重点环节的统一性，方便市场推广。

（4）项目示范。试点BIM技术应用，突出示范效果。优秀BIM技术应用项目评选确定后即入库，扩展示范途径。组织相关项目的汇报、展示、展览、研讨等，进行总结、提高和再应用后，具体项目即可利用成熟的BIM技术，形成共享建设。

（5）重点应用，共建共享。具体项目参建单位责、权、利统一协调，信息准确；云建设平台在格局上层次更高、范围更广、信息更丰富、效益更好，使项目在同一个平台上实现信息流及时、完整、畅通、统一。

5 结束语

在互联网技术迅速发展的今天，在共享经济时代的趋势下，我国铁路工程建设也需要自我提升，要充分应用新技术、新思路和新方法，采取统一的共建、共享、共管的技术平台，整合共同的资源和信息的传递，真正实现铁路工程项目建设的全过程管理，提升铁路工程建设的综合核心竞争力。