基于“iS3”的综合管廊施工进度管理应用★

陈 惠 刘晓东 贾新会 苏 锋

(中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西 西安 710065)

0 引言

综合管廊不仅具有整理和保护地下管线运行的优点，对解决反复开挖地面的“马路拉链”问题和消除主要街道蜘蛛网式架空线问题效果显著。综合管廊建设是城市基础设施的重要组成部分，综合管廊纳入管线种类多，空间断面设计复杂，新建管廊需与城市地下工程、海绵城市、智慧城市等工程建设相结合，传统建设管理手段无法满足实际工程要求。并且，目前已建成的综合管廊在建设过程中存在管理手段落后、信息化程度低等问题，如何高效实现项目的建设目标，降低管廊建设风险，有效进行信息协同共享，实现管廊建设的精细化、可视化和信息化[1]管理，是综合管廊建设管理目前需要解决的关键问题。基于iS3[10]进度管理通过不断分析、跟踪、优化、比选，提升综合管廊施工管理的有效性、完整性、及时性和系统性，有利于项目管理者及时掌握项目进度的最新动态，做出正确的决策，及时采取相应的管理措施。

1 城市综合管廊施工进度管理研究现状

施工进度的总目标是完成工程项目的建设，在保证工程质量且不增加工程建设成本的前提下，在最短的时间内完成工程项目建设。在施工过程中受到人、材、机、环境等多种因素的影响，国内清华大学土木工程系的课题组[5]开发实现了施工过程中可视化的模拟及资源、成本、进度的动态管理；基于BIM的4D虚拟建造技术进行进度管理的优越性及可行性[6,7]；4D-BIM技术可以建造时利用工程的几何特性、数据属性、施工工艺、施工顺序优化施工进度的管理，对施工物料、动态施工信息、人员机械等资源进行追踪分析和把控，实现了4D施工进度和物料的集成化管理[8,9]。

2 “iS3”理论基础

“iS3”[10](infrastructure Smart Service System)是同济大学提出的基础设施智慧管理系统(如图1所示)，可实现对基础设施全寿命数据进行采集、处理、清洗、挖掘、分析为一体的智能决策系统，对工程建设、运维期的一体化分析与管理具有较强的指导意义，提高工程质量，降低建设、运维成本等，从而取得良好的经济效益与社会效益。

3 “iS3”在综合管廊施工管理系统的应用

3.1 基于iS3的施工动态管理解决方案

基于iS3平台的综合管廊施工全过程管理是通过智慧基础设施的创新开发和应用，以及面向施工和运营服务的其他信息化支撑系统的同步整体规划设计，实现信息共享，有利于管廊的安全施工与运营；通过对数据进行及时分析和高效利用，实现综合管廊施工过程中施工、进度、安全、质量、成本等信息的高度集成与综合分析；提升了城市综合管廊建设产业的智能化水平。通过iS3平台可充分利用综合管廊施工的信息化与数字化的优势，促进建设管理过程标准化和规范化，提高工程建设的管理信息化水平，使结构及设施设备维护更加有据可依，施工动态管理集成解决方案如图2所示。

3.2 iS3标准数据模型

综合管廊建设期数据能够被合理化存储和管理的一个重要前提是对综合管廊的参数化和标准化描述。参数化是将综合管廊施工转变为由数据驱动，改变施工参数后iS3模型立即自动更新，不再是简单的将二维图纸翻成三维模型；标准化则将综合管廊iS3构建提高到一个更加通用的层次，建立在不同内外部软件之间、不同的专业之间交换数据的标准，将极大地提高iS3模型的应用价值。

4 综合管廊的施工进度管理

4.1 管廊三维模型的建立

综合管廊三维模型根据实际施工管理的需求，要考虑模型的组织结构及编码、建模软件的选择，以及对模型的精度要求，对综合管廊BIM模型进行建模以及必要的调整并数据接口导入4D-iS3系统建立施工iS3模型。将BIM管廊模型进行标准化，导入到系统中，实现管廊模型的三维可视化，将其与相关工程信息关联，提供信息查询检索等功能。进而通过创建WBS和Project进度计划，导入工程计价清单等资源信息，建立进度、资源与模型的关联关系，构建5D信息模型，管廊BIM模型管理如图3所示。

4.2 BIM模型的优化

综合管廊BIM模型要与实际工程的施工组织设计、施工组织计划、施工详细进度计划等进度管理信息相关联，还要解决Revit与4D-iS3系统数据接口的问题，对模型按施工段、结构构件、建筑构件、实际需求等因素进行划分、优化处理后指导管廊施工。

4.3 施工进度管理的实现

能够将BIM模型与WBS进度信息有效地进行挂接，创建WBS和同步进度计划，提供动态的施工过程的4D动态模拟，进行进度分析，并将实际进度状态可视化显示。对施工实际进度进行录入和跟踪，进行关键点的记录，设定项目任务工期的时间目标，实现相关信息的查询与提醒功能，通过BIM三维模型可直观地了解到施工的进度状态，保证资源配置的合理性，有助于施工管理人员全面把握工程进度的实施和进展，施工进度管理与BIM模型的挂接关系见图4。

1)创建施工进度计划。

通过计划创建子模块，可创建某个区段的综合管廊的施工进度计划。通过新建任务窗口，可输入任务名称、工期天数、施工开始时间、截至时间、施工中的人工费、机械费、分包费和材料费。

2)BIM模型关联模块。

通过模型关联子模块，可将BIM模型与WBS进度信息有效地进行挂接。通过WBS节点与三维模型关联窗口，输入相关的WBS编号、名称和关联模型。通过4D模拟设置窗口，设置模拟开始时间、结束时间，可调控模拟速度，可得到施工进度模拟结果。

3)施工进度管理。

施工进度计划文件可录入/导入、导出、可生成进度报表的功能，查询统计子模块具有根据录入系统的进度计划信息，在二三维图形中实时显示当前的施工进度状态功能，查看对应的计划、进度信息，以及其相关的前置任务信息；根据施工对象、时间、资源信息等查询条件查询施工计划、进度信息；根据查询条件，统计符合条件的施工对象功能,施工进度管理如表1所示。

表1 施工进度管理

通过进度分析模块，结合BIM技术进行动态进度计划展示，及施工单位提交的进度计划，让工程各参与方对施工关键节点、里程碑事件中存在的问题及时提出解决措施。根据施工中实际进度和动态模拟的进度进行对比分析，可得到超前、正常、滞后的任务数量及时间。通过更新资源调整、更新派工等手段，及时纠偏滞后的施工进度，让项目管理者及时掌握项目进度的最新动态，做出正确的决策，实现施工进度管理动态把控的目标。

5 结语

依托iS3理念，综合运用3D/4D，BIM可视化技术，对综合管廊的施工进度进行可视化展示，有助于项目参建各方全面把握工程的实施和进展，使工程管理更加形象、直观，信息获取更加便捷。真实反映综合管廊建设过程中的进度情况，再结合综合管廊施工中的质量、安全、成本管理等模块，可构建一个精准、动态、高效的综合管廊全过程管理系统，结合综合管廊建设期的整体设计方案、施工组织方案、周边地质环境等因素，可提高综合管廊施工过程中的信息化水平，促进建设管理过程的标准化和规范化，工程参建各方可全面掌握施工各阶段的相关数据，为做出相应智能决策提供数据支撑，从而使综合管廊施工过程管理更加科学合理、动态高效。