城市地下空间BIM标准体系研究

李 谧

（中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川成都 610072）

0 前 言

随着城市建设的快速发展，有限的土地已成为城市发展的主要瓶颈之一［1］。城市地下空间作为城市地面空间的重要补充，是城市建设发展的重要组成部分。BIM起源于建筑领域［2］，BIM标准及应用软件从民用建筑领域发展至各个领域。在对BIM技术的研究中，建筑、铁路、水利水电等行业相继制定行业BIM标准体系及BIM标准。城市地下空间领域的BIM标准较为零散，并未形成体系。BIM是城市建设信息化发展的重要技术，有着巨大的发展潜力和应用价值，也面临着诸多难题和挑战。本文着重研究国内外BIM标准及城市地下空间领域BIM标准发展现状，探索城市地下空间BIM标准体系框架。

1 国内外BIM标准现状

1.1 国外BIM标准

美国是最早提出BIM概念并进行BIM技术研究的国家。美国建筑科学研究院于2007年发布了美国国家BIM标准（NBIMS），并在2012年和2015年对BIM标准架构进行重组、修编及扩展，主要包括引用标准、信息交换标准和应用实施标准［3］。引用标准包含 IFC、XML、IFD数据字典、OmniClass建筑信息分类体系等；信息交换标准主要定义不同场景、对象、阶段的信息交换准则；应用实施标准主要对BIM项目的实施做指导。

英国是目前全球BIM应用增长最快且成效显著的地区之一，也是全球BIM标准体系最健全，实施推广力度最大的地区。英国BIM工作组根据政府工作计划定义了BIM成熟度水平，并不断完善BIM标准路线图［4］。英国标准学会（BSI）制定路线图配套的BIM标准和文件，其内容主要为BIM应用、管理及信息交换，如英国BIM二级标准涵盖了各阶段信息管理规程、工程设计管理指南、信息交换协议等。

新加坡于2011年发布BIM路线图，在其编制的BIM指南中按工程实施阶段对BIM协作过程进行规范。日本建筑学会JIA发布的日本BIM指南从BIM团队建设、BIM数据处理、BIM设计流程、BIM模拟等方面对企业应用BIM进行指导［2］。

1.2 国内BIM标准

清华大学BIM课题组提出中国建筑信息模型标准框架（CBIMS），其框架与美国NBIMS类似，分为面向BIM软件开发的技术标准与面向应用的实施标准。技术标准包括数据存储标准、信息语义标准、信息传递标准；实施标准包含资源标准、行为标准及交付标准。

2012年住房城乡建设部立项5项国家BIM标准，以《建筑工程信息模型应用统一标准》为基础，包含数据标准、存储标准、交付标准。为构建完善的BIM应用标准体系，中国BIM标委会2013年启动基于工程实践的建筑信息模型实施方式P-BIM（Professional-based BIM）系列标准编制计划。经过多次修订，P-BIM系列标准针对项目全过程不同岗位使用软件所需信息而制定的详细规范，规定了各岗位使用软件应该具备的功能，以及在项目全过程中需要提供信息的内容、格式和时限［5］。

随着BIM技术的推广，各省市，行业BIM相关的标准逐渐开展编制并发布。截至2019年6月，我国正式发布的BIM标准及指南总计50部。正式发布的BIM标准及指南主要集中在民用建筑领域，占比达70%。中国铁路BIM联盟于2013年成立，其主要职能是推动铁路BIM标准体系建设。铁路BIM标准体系框架基于CBIMS及BIM国家标准，划分为技术标准和实施标准两大部分［2］。中国水利水电BIM设计联盟于2017年发布了水利水电BIM标准体系框架，主要包括三个部分，即：BIM数据标准、BIM应用标准、BIM管理标准［6］。

2 城市地下空间BIM标准体系框架

2.1 发展现状

根据调查研究，城市地下空间领域BIM标准以应用为出发点，主要集中在人防工程、综合管廊、轨道交通工程（地上及地下）的综合应用，如表1所示。

表1 城市地下空间领域现有标准

以上标准反映了BIM实施应用情况，但未能涵盖城市地下空间领域BIM标准的各层级，且当前BIM应用软件引用的IFC、IFD等标准主要覆盖建筑工程领域。城市地下空间工程涉及城市规划、地下建筑学、地下结构、工程地质、水文地质、地下水力学、岩土力学、环境科学、地下通风以及城市交通等多个学科，具有多领域交叉、多学科互补的特点［7］。城市地下空间BIM需求不断增加，因此需建立起城市地下空间领域的BIM标准体系，覆盖多学科的设计、协同、数据转换、交付、存储，形成城市地下空间的BIM标准体系。

2.2 组织原则

城市地下空间BIM标准体系框架组织综合考虑城市地下空间的规划发展、专业分类、功能特点等，借鉴国外标准和建筑、铁路、市政、水利水电等领域BIM标准框架及BIM标准层次，从数据存储交互、分类编码、成果交付以及实施应用层面，研究建立城市地下空间信息模型标准体系框架；基于城市地下空间学科体系，分类科学、层次清晰、结构合理，并具有一定的可分解性和可扩展性；同时标准体系内各项标准，按内容划分清楚，相互协调统一，便于管理，满足城市地下空间BIM项目协同管理、设计建模、性能分析、施工模拟、运行维护的全生命周期应用需求。

2.3 体系框架

城市地下空间BIM标准体系的研究划分基于数据流、工作阶段、应用需求、管理方法，着眼于城市地下空间BIM全生命周期应用与管理。研究的标准体系划分为BIM数据标准、BIM应用标准、BIM管理标准三部分，分别与CBIMS框架的技术规范、解决方案及应用指导相对应，如见图1所示。

图1 与CBIMS框架的对应关系

2.3.1 数据标准研究

城市地下空间BIM数据标准框架体系（见表2），主要目标为数据在全生命周期过程中的规范性、一致性、标准化，利于BIM数据互通、存储及数据交换，实现BIM数据基于不同对象、阶段、功效、平台的数据共享及数据再利用。用于指导和规范城市地下空间工程BIM软件开发，制定数字化、信息化工具的标准。

表2 城市地下空间BIM数据标准框架

2.3.2 应用标准研究

城市地下空间BIM应用标准框架体系主要目标为对BIM技术的应用进行划分，包括BIM技术应用的方法、流程及相关规定，涵盖方案比选、协同设计、分析优化、施工组织、运行维护的BIM技术使用准则。根据城市地下空间的工程特性、工程阶段、BIM技术的应用方式、应用特点进行BIM技术标准体系划分，应用标准划分如表3所示。

表3 城市地下空间BIM应用标准框架

2.3.3 管理标准研究

城市地下空间BIM管理标准框架（见表4）主要包含信息模型项目管理应用标准与数据管理标准。其涵盖城市地下空间开发BIM业务推广实施全过程的组织方法及流程，包括实施推进、管理流程、职责划分、政策保障、项目管理规定以及数据管理要求等。

表4 城市地下空间BIM管理标准框架

3 结 语

本文基于国内外BIM标准发展及BIM体系框架，结合CBIMS探索了城市地下空间BIM标准体系及城市地下空间的BIM体系框架划分。从BIM数据标准、BIM应用标准及BIM管理标准三个层级对城市地下空间BIM标准体系开展研究。文中提到，目前城市地下空间相关的BIM标准以城市地下空间的利用形态分类为主，集中于BIM应用层面，并未在城市地下空间的大范围下开展BIM标准框架及BIM标准的编制，因此在今后的研究中将对城市地下空间BIM体系框架进行进一步分析论证，使BIM标准能够在城市地下空间项目中发挥价值，推动相关应用软件的研究，提升BIM技术应用效率与质量。