基于BIM技术的京雄城际铁路四电物资管理系统与应用

邵晓威，马西章，张平

（1.北京中铁建电气化设计研究院有限公司，北京 100043；2.雄安高速铁路有限公司，河北保定 071700）

0 引言

传统模式的铁路四电物资管理由设计院制定纸质物资清单，经常因规格不统一、数量不准确等原因制约招标、供应、验收等流程，极大降低管理效率。在基于Building Information Modeling（BIM）的建筑信息模型中，设计人员可先通过虚拟建造对物资编码、数量等信息进行可视化展示，使参建各方尽早发现问题，减少施工阶段不必要的返工与损失［1］。我国BIM 技术主要应用于建筑设计，中国建筑科学研究院有限公司、清华建筑设计研究院有限公司等单位已经成立BIM 中心，各公司正积极探索BIM 技术在项目中的应用，但物资管理方面的应用还处于探索阶段［2］。

BIM概念最早由美国乔治亚技术学院查克·伊士曼博士提出，以三维模型为基础，通过给各模块添加信息数据建立起具有数字化、可视化、模拟化及高效化的建筑信息数据库［3］。BIM 技术从多维角度集成模型信息，使业主、设计、施工、运维及用户等都能够了解、操作模型，从全生命周期降低施工风险，提高管理效率。

1 系统实施设计方案

将BIM 技术与铁路四电物资管理结合，主要技术手段在于设计人员构建模型信息，通过软件自动统计各物资分类、数量、生产厂家及应用情况。

1.1 管理流程

基于BIM 的物资管理与传统物资管理方式的区别在于数据的共享和可视化，通过统一的BIM 工作平台将各部门信息集中管理，避免因信息传递不及时造成资源浪费，有效地提升了信息传递效率。

基于BIM 的铁路四电物资管理流程见图1，以一般项目组织结构为例，展示了各部门在以BIM 平台为中心模式下的物资管理流程。

图1 基于BIM的铁路四电物资管理流程

该流程以BIM 管理平台为核心，将各部门和厂家的数据集中管理，规范了各岗位职责，使得信息的变动能够得到及时反馈。直观的数据表现减少了各部门工作负担，让管理层对各物资的流转情况和完成度有效把控，有利于提高管理效率。

1.2 模块搭建

施工级BIM 管理平台实现了上述流程核心模块，物资管理线上流程统一在物资管理模块中实现，并以规范的数据结构兼容数据模型，充分利用其信息价值。

1.2.1 软件架构设计

系统软件架构设计大致可分为应用层、服务层和数据层：（1）应用层主要提供与用户的接口，用户可以通过操作平台实现对数据的处理，包括编制订单、查看进度、监督审批等；（2）服务层处理业务逻辑，实现用户与数据库的对接，包括WebService接口、DAL数据存取层。其中DAL层主要负责数据库中数据的增、删、改、查以及配置文件的读取等基本操作。WebService 为应用层的B/S 页面提供RESTful Web API接口服务；（3）数据层包括物资管理数据库和配置文件，分别负责存储数据和响应服务层的执行命令。物资模块软件架构见图2。

图2 物资模块软件架构

1.2.2 数据结构

物资管理模块目录采用树形结构，与项目人员架构等其他模块平级，各子模块名称及作用见表1。

所有表单可由Excel 模板导入或导出，权限设置由信息化管理员操作，每个人的账号拥有对应操作权限。每个物资都有对应的二维码，扫码即可入库或发料。

1.2.3 物资管理模块与模型的关系

基于BIM 的四电物资管理模式优势不仅在于数据的集中管理和图表的自动生成，还可与三维模型对接，更形象化地展示当前物资使用情况。

目前Revit 软件是国内主流BIM 三维建模软件，通过点击对应模型可以查看属性列表，展示当前物资信息。在基于BIM 平台的四电物资管理模式中，用户可以通过B/S模式浏览网页查看模型及属性，模型属性有对应的物资编码、生产厂家、生产日期、安装时间、质量管理等信息，可动态地展示当前物资的使用情况及整体物资使用进度，极大提升了物资管理的可视化程度。但由于加载三维模型所占计算机资源较大，所以对服务器和用户电脑配置均有一定要求。

在初始模型制作过程中，通过Revit 等建模软件给各物体添加属性（见图3），包括BIM 编码、名称、类别、用途及相应专业属性等。

建模完成后直接整合并导入BIM 管理平台，平台中的三维模型会相应添加各属性，通过修改初始模型属性自动映射平台模型，可以保证数据的准确性和完整性。物资信息流转见图4。

表1 物资管理模块各子模块功能

图3 Revit建模图

图4 物资信息流转

2 系统应用

以京雄城际铁路项目为例，介绍实际工作中物资管理及BIM 平台搭建情况。从初始建模阶段到竣工验收阶段，具体步骤如下：

（1）设计阶段。首先由建模人员分专业建立模型族，如机柜柜体、电源、配线架等模型元素；由专业经理指导、监督初次整合模型，整合后的模型应能反映该模型实际外观，如防灾机柜、UPS电源机柜等；分区间或车站整合各专业模型，如黄村站通信专业模型（见图5）；整合所有专业模型并链接至BIM 管理平台，如黄村信号楼整合模型（见图6）。

图5 黄村站通信专业模型（Revit）

图6 黄村信号楼整合模型（BIM管理平台）

（2）施工建设阶段。由物资部负责人录入对应物资供应商信息，工程部发起需求，工区负责人管理、使用物资时导入对应表单，平台自动更新物资信息，管理驾驶舱自动更新完成百分比、现场监控等数据（见图7、图8）。

图7 管理驾驶舱

图8 仓库物资清单

（3）竣工验收阶段。给建设单位提交竣工验收模型，对工程工期、物资消耗、造价管理等进行整体评估。

实践表明，基于BIM 的四电物资管理系统有效提升了信息传递的及时性和准确性，极大地减轻了人员的工作负担和风险，BIM技术将对铁路物资管理产生积极影响。

3 结束语

铁路四电施工物资相关信息的数据库能够将物资管理从传统的线下纸质信息流转转为线上网络管理，实现统一管理物资从编码、采购、进场、出库、安装等环节，对施工现场物资进行管控；实现铁路四电物资全过程追溯查询。通过平台进行物资管理信息共享，提高项目物资管理人员的工作效率，提高物资管理的效率和质量，正逐渐影响建筑、铁路等行业的管理理念，必将成为未来主流的管理模式。