基于BIM技术的工程建设项目辅助审批技术研究

(广联达科技股份有限公司，北京 100193)

引言

为贯彻落实国务院关于深化“放管服”改革和优化营商环境的部署要求，推动政府职能转向减审批、强监管、优服务，促进市场公平竞争，以推进政府治理体系和治理能力现代化为目标，对工程建设项目审批制度进行全流程、全覆盖改革，努力构建科学、便捷、高效的工程建设项目审批和管理体系[1]。基于现有的工程审批平台进行优化，开发建设BIM辅助工程审批管理系统，在收集到的信息中抽取审批过程中所需数据、图纸、图像，转化成审批所需表单，形成智能表单并推送至审批平台，集合建设项目设计、施工、维护的动态数据，实现对建设项目全生命周期等各个阶段进行信息化管理。

1 项目研究目标与BIM技术结合

1.1 项目研究目标

BIM辅助工程审批管理主要作用在于在建筑信息模型中能够集成工程项目在设计、施工、运维全生命周期中各个不同阶段的工程信息、工作过程和资源，便于工程各参与方参考与使用，项目建设过程达到设计施工的一体化，各专业协同工作[2]。同时，便于政府管理部门同步对设计、施工、竣工等环节进行监管以及物业单位进行后续的维护管理。

该管理系统能够对建设项目设计、施工、维护进行监管，并与各地现有项目审批平台衔接，生成项目设计、施工、材料采购、竣工验收等信息，推送工程项目审批所需数据，逐步实现工程建设项目智能化审查审批，推动建设领域信息化、数字化、智能化建设，为智慧城市建设奠定基础。项目研究目标如下：形成统一的建筑信息模型项目报建标准； 形成BIM文件格式的数据交互标准； 基于BIM文件的数据交互标准，提供一个全量模型转换成交换格式的客户端插件工具； 基于设计标准，开发完成一个智能化的建设工程项目指标计算引擎； 建成基于BIM技术的建设项目智慧管理系统，实现报建人员在线提交BIM模型，合规性检查，指标计算，辅助审批等主要流程。

1.2 BIM技术支持

随着BIM技术在设计领域应用的不断深入和成熟，基于BIM的正向设计逐步开展，BIM设计的价值在于，以BIM模型为载体的建设工程信息在全生命周期不同阶段信息的无损传递和共享。为了实现基于建筑信息模型对建设工程项目进行辅助审批和智慧监管，该系统以各地项目审批平台为入口，以“智能化BIM”数据指标计算为核心，以特定类项目(市面主流软件格式模型为主)为目标，逐渐形成一体化的BIM智慧管理系统。

利用BIM三维技术可进行项目在线可视化审批，可以从任意角度查看任意专业的三维模型[3]，直观地读取模型信息，并可生成智能化表格，保证信息的无损传递，将因信息理解错误造成的损失降到最低，能够极大提高审批工作效率，同时可在虚拟建筑空间中检查各项设计性能参数，方便直观、快速、全面地查找问题。通过互联网和云服务方式，有效的BIM版本化管理，相关主管部门可以实时监控并保留BIM模型情况，改变传统的“事后监管”模式为“事中监管、全程监管”，信息更加公开透明，有利于保障工程项目质量。

2 项目业务需求分析

2.1 BIM模型报建标准

BIM模型的报建标准是针对报建单位的模型提交准则，报建标准的制定是一个系统性工作，随着基于BIM的审批工作逐渐推进，报建标准也将不断完善，最终会形成一套完整、可靠、全面的BIM标准[4]。同时由于报建标准涉及的面很广，如工程项目的种类较多，每个工程项目会历经不同的设计阶段，另外由于场景不同，设计师使用的建模软件也不尽相同，因此制定符合各类场景的标准需要在对项目进行分类情况下，需要长时间摸索才能得到。

基于BIM模型进行指标计算，即从BIM模型中提取重要的工程项目指标信息。因此如果能够基于本场景，对从模型中是否能够正确提取指标信息作为抓手，反向对建模提出要求，就能形成模型报建第一个标准版本。

2.2 BIM模型数据格式交换标准

BIM模型包含了构件、空间、系统等多方面信息的几何信息模型[5]，同时包含了全量的数据信息，很多内容都是企业内部非常重要的信息，是企业核心竞争力的所在。如果提交原始的BIM模型，对于报建单位而言存在一些顾虑。另外，由于BIM建模软件多种多样，每种软件数据格式也不同[6]。因此对于BIM报建而言，最好能通过某种方式，把全量的、原始的BIM模型进行事先处理，转换成一种中间格式，利于不同场景下的报建。

2.3 BIM模型指标提取

长期以来，工程项目指标数据大多数是报建单位自行填写，因此可能要耗费时间去审查指标数据的真实性，从BIM模型中自动提取工程建设项目的指标数据是该项目研究的关键点，如果技术可行，即可方便地辅助审批人员利用智能化的指标表格进行参考，从而提升审批报建的真实性和透明度。随着项目的推进，模型也会发生相应的变化，模型变了，指标数据也会同时发生变化，自动提取指标还能动态地监督工程项目的合规性。

2.4 BIM模型在线浏览

目前行业内市面上BIM建模工具生成的模型文件文件体量都很大，一个完整项目的模型往往动辄上几个GB，且打开方式受限于数据格式。对于操作人员来说，更多的操作是需要把大模型文件先下载到本地，安装对应专业软件才能打开，甚至还会出现打不开的问题，另外软件还有不同版本，这个过程是极其复杂且无效的[7]。因此，如果能通过轻量化显示引擎对模型进行轻量化，且能够在不下载模型的情况下直接使用PC端浏览器便捷打开，将大大提升工作效率[8]。

2.5 与其他系统进行集成

鉴于审批制度改革的核心目标，实现“一个系统”的构想，项目形成系统将成为现有审批平台的支撑系统。报建人员仍然是以审批平台为入口的。登录审批平台以后，在提交相关报建资料时直接跳转到BIM系统界面，以附件的方式提交BIM模型。同时，在查验资料的时候，也能够点击链接和智能指标表格跳转到BIM系统界面进行查看。

另外，如果还与城市信息模型有数据关联，还可以与规划级CIM系统进行对接，BIM数据是基于建筑物而言的，而CIM系统则是城市级的，BIM的模型是CIM系统的有机组成部分，报建单位提交的BIM模型要能够和规划的多规合一系统进行融合[9]。在建设工程规划许可阶段，BIM系统一方面将提取的智能指标辅助规土部分进行在线审批，另一方面要将BIM模型传导到规土部门，用于相关审查； 在竣工验收和不动产登记阶段，也要将最终的竣工BIM模型传导给CIM系统，用于城市信息模型数据更新[10]。

3 业务解决方案

3.1 整体解决方案

全国大多数地区的工程建设项目审批管理系统是跨部门协同平台，结合审批部门、建设单位、中介机构等多方使用单位共同应用的要求，作为网上办事大厅的在线受理系统，实行统一受理、并联审批、实时流转、跟踪查询、信息共享。

在一些改革试点地区，审批管理系统通过项目代码对项目办理过程中的申报、审批、监管等信息进行关联，实现项目建设的全流程覆盖、全业务流转、全方位监管。为了实现BIM辅助工程项目审批系统对建设工程项目进行辅助审批，该系统以在线审批平台为入口，以BIM系统中智能报建数据表格为核心，逐渐形成一体化的BIM智慧管理系统[11]，如图1所示。

图1 报建项目申报

3.2 模型指标提取功能

3.2.1 模型合规性检查

模型合规性检查分成两个部分，第一部分检查的是该模型是否符合满足审批需要的建模标准； 第二部分检查指的是根据报建项目的性质和规范，确定项目各项指标的限值。报建人员使用插件检测相关指标并上传到BIM系统，与限值进行对比，得到项目各关键指标是否符合规定。针对如基地面积指标，额外提供了二三维对照检查的功能，以避免三维模型投影面积不准确导致的误差，如图2所示。

图2 合规性检查

3.2.2 模型轻量化

报建人员可以通过PC端插件把图纸或模型转换成轻量化的数据包，并在BIM系统上直接查看模型、属性及提取的指标信息。这种技术解决方案既能保护报建人员建模的劳动成果，又在BIM系统上保留了完整的BIM模型的信息。轻量化后能够对全专业、全楼层集成模型进行在线浏览，主要包括小地图定位、旋转、缩放、剖切、漫游、隔离显示、查看属性等多项功能。

除了浏览模型之外，轻量化数据包中也包含了模型中各种属性信息和指标提取信息，轻量化平台可以将模型中的属性信息全部读取进来。在审阅模型选中图元时，就可以通过属性窗口展示此图元所含的信息，在数据层面，具体的轻量化分为转换、显示和数据存储三个部分，如图3所示。

图3 模型轻量化

3.2.3 模型指标计算

对于二维图纸中的指标，通过图纸内表格信息的提取和图元面积的计算两种方式来获取，对于三维模型中的指标，通过楼层—单栋—整体的数据依次获取。以总建筑面积为例，先获取单栋每层的建筑面积，累加得到单栋的建筑面积，再累加每栋的建筑面积得到最终的总建筑面积[12]，如图4所示。

图4 模型指标计算

3.2.4 模型提交插件

二维图纸插件具有一键检查、一键导出、一键提取三大功能。一键检查是指检查图纸是否符合建模标准及关键信息是否超限； 一键导出是指把图纸文件导成BIM平台可识别的轻量化数据包； 一键提取是指提取图纸表格中和图元中的指标信息。三维模型插件同样具有一键检查、一键导出、一键提取三大功能。一键检查是指检查模型是否符合建模标准及关键信息是否超限； 一键导出是指把模型文件导成BIM平台可识别的轻量化数据包； 一键提取是指提取模型中的指标信息。

3.3 BIM模型标准

3.3.1 总图建模标准

总图图纸中需要绘制用地红线范围、总用地范围、建设用地范围、道路用地范围等线路，且绘制的曲线连续且闭合。总图中非面积信息通过表格的方式呈现，如子项名称、最大跨度等。按照总图图纸说明，把总图中包含的面积范围信息与非面积信息均在模型中进行对应的建模，并且符合要求，能够对总图模型数据进行正常抽取。

3.3.2 单体建模标准

需要说明的是，单栋BIM模型中不能包含链接模型，单栋BIM模型中需要标识出每层核增核减区域的面积及奖励建筑面积，如架空的休闲绿化面积。住宅需要标识出每一层中每一套户型的面积。停车位的建模需要采用停车位的建模文件。单栋BIM模型中非几何的信息记录在项目信息中，如基础类型、建筑功能、建筑名称、结构类型、是否为超限高层建筑等，如图5所示。

图5 报建标准模型

4 总结

从某种角度来看，BIM系统开发与落地实施的过程就是企业变革管理的过程，信息化实施过程势必会涉及到管理流程、岗位职责以及组织机构的调整和优化。组织团队的重新整合，新技能的有效传递，各部门间的分工协作以及利益相关方的新的管理要求等都对变革管理提出了需求。此次技术研究还在前期探索中，到项目实际落地很需要多环节验证，需要各方角色参与，并且配合新流程、新技术推出相应的应对措施，目前受行业内的BIM技术力量、工作流程和环境因素影响，BIM技术的落地性还存在一定的困难和挑战，但随着国内开发力量不断增强，开发手段的不断更新，相信有关技术的问题也会迎刃而解，BIM技术在不久的将来将会迎来更大更快的发展机遇。