基于BIM的水工工程项目进度管理系统设计与应用

夏晓露 柴国威 廖健雄

摘 要：水工工程项目一般规模较大、工期较长，具有很强的系统性和综合性，开展该类项目需要投入大量的人员、设备、资金。若因工期控制失利，项目进度延误，必然导致人力物力的损失，严重时造成巨大的经济赔偿，因此，进度计划通常作为一项工程的首要控制目标。但项目往往因外部或内部因素导致计划赶不上变化，如何尽量避免外部和内部因素的影响提高项目进度管理的效率是研究的重点。本篇文章结合广州港南沙港区四期水工土建工程的项目管理模式进行分析研究，提出基于BIM技术的水工工程项目进度管理系统设计与应用，提高项目进度管理的效率。

关键词：水工工程;进度管理系统;BIM

中图分类号：U612              文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2020）11-0077-03

项目进度计划是表达项目中各项工作的开展顺序、开始及完成时间的相互衔接关系的计划[1]。进度计划是进度控制和管理的依据，通过编制有效的进度计划，可以将项目实施统一成一个整体。进度控制是指在约定的建设工期内，根据进度计划，对实际的进度进行检查、分析与调整的过程。

影响工程进度的因素分为外部因素和内部因素，外部因素主要是自然、社会、资源供应等方面因素，内部因素主要发生在业主方、设计方、监理方、施工方的管理组织、工程手续、图纸绘制能力、施工组织、施工方案、质量安全管理等方面。对于一个项目进度来说内部因素比外部因素更可控，但项目体量大、工程复杂、参建人员多等方面又导致项目进度管理存在一定的局限性。BIM具有一体化性，可以将参建人员有效整合起来，打通信息脉络，且BIM的可视化可将工程模型与项目计划结合，可视化的数据有助于管理人员掌握项目的进度，提高项目管理效率。

本文章通过对广州港南沙港区四期水工土建工程进行分析研究。该工程是粤港澳大湾区首个新建的大型自动化集装箱码头项目，对探索智慧港口建设，增强湾区内临港产业互联互通、提升珠三角港口群综合竞争力具有重要意义。项目工期紧任务重，建设要求高，为了更好地开展项目进度管理，采用基于BIM的进度管理系统实现工程的提质增效。

1 系统平台概况

基于BIM的水工工程项目进度管理系统是一款以BIM模型为基础的工程进度可视化管理平台。整合工程模型、项目产值、设施设备、现场人员、项目工期等信息，形成工程监控中心，全面展示项目现场真实情况。结合BIM模型与项目进度计划甘特图进行项目计划与进度管理。构建模型在线浏览器，实现模型轻量化浏览，通过二维码技术，进行构件基础信息及构件施工记录展示。搭建项目资料云盘，自动归档，利于施工资料管理。

2 系统设计

结合对系统的整体分析，系统设计采用多层体系结构，从层次结构上分为数据层、平台层和应用层，如图1所示。

2.1数据层

主要实现对三维模型、正射影像、视频、施工现场记录、工程进度信息等相关数据的存储和管理，是平台的信息集散中心从数据体量和实施成本综合考虑，采用Mysql数据库作为本系统的数据库管理系统。

2.2平台层

连接数据层和应用层，提供专业化的软件功能服务，提供通用的接口让前端应用层调用，使得应用层的设计开发无需关注架构或底层所发生的变化，降低系统的耦合性，便于系统功能的扩展和版本迭代。

2.3应用层

基于Web浏览器，依据规范标准，结合系统集成技术、BIM技术等理论方法，利用平台层提供的技术，实现系统与用户之间的交互。

3 系统功能与实现

系统根据功能需求主要设计开发了5大模块：

3.1项目监控中心

分为两个主要的模块，分别是项目简介和功效分析。项目简介是在一个界面中通过可视化的模型与报表同时展示项目计划工期、工程实际进度、項目产值、现场人员投入、项目里程碑进度以及建设构件模型等信息。由此，工程管理人员能够全面地了解项目情况，从而更好地管理项目。

功效分析是对设备使用、项目施工，如淤泥搅拌桩、混凝土生产、钢板桩、回填砂/卸载等的效能进行分析。该模块通过设定基准工程量，统计实际工程量并进行对比。当实际工程量大于基准工程量时，即为高效能，否则为低效能。通过统计一段时间内高效能与低效能天数可以判断该设备或工艺整体的功效情况。若整体的功效较差，则需要考虑调整基准工程量或增加人力或设备的投入;若整体的功效较优，则可考虑增加工程量或减少人员与设备的投入。该模块即通过对设备和工艺效能的大数据分析，来控制与调整工程进度。如图3。

3.2项目计划与进度管理模块

项目计划与进度管理模块分为数据驾驶舱、进度管理两个部分。数据驾驶舱集形象进度、任务分解、总览报表、关键任务及里程碑等模块于一身，可便捷、快速浏览项目情况，便于快速察觉项目问题所在;数据驾驶舱主要是适用于数据的查看，不设增删补功能。其中，形象进度模块展示的是项目总体的进度情况，并且该模块还可通过不同颜色的色块快速了解项目完成与滞后情况，当项目已完成时标注为绿色、项目处于正常进度时标注为黄色、项目处于滞后状态标注为红色、项目未开展标注为灰色。

进度管理模块主要作用是对进度计划进行“增删补”，该模块编制了项目总体的计划及分部分项工程计划，计划相关对象由大到小，内容从粗略到细致、从总体到局部，逐层分解计划。且该模块支持功能project计划导入，在录入每周工程量的基础上，自动统计单位工程、项目的完成百分比，根据已完成的工程进度情况，预测工程进度及工期。该模块还可进行施工模拟仿真，即对应进度计划，系统可以展示该计划段工程建设模型情况，帮助施工人员更高效直观地了解施工情况。

3.3项目模型与构件信息管理

该模块是利用BIM的可视化特性辅助项目的管理，工程人员可在该模块查看工程模型以及构件的属性信息，较传统的二维设计图纸而言该模块展示了更直观的设计效果，解决因工程人员对二维图纸的识图困难以及识图偏差导致工程进度受影响的问题。模型管理模块可基于网页端实现主流BIM模型的轻量化浏览，按单位分部分项工程划分查看模型、剖切、属性与材质，并可在模型上进行测量、第一视角漫游和批注。

构件信息查询采用二维码进行管理。一个模型构件生成一个不可变化的二维码，用户可在手机端扫码查看构件的模型以及基本属性信息、施工资料信息等。该模块通过模型属性进行分类，并通过树形视图进行展示，方便二维码的管理与操作，且支持打印。

3.4项目资料管理模块

项目资料管理模块包括项目云盘、桩信息表、沉桩记录、桩报验表。其中项目云盘通过模型属性自动形成云盘树形管理框架，施工资料均是通过分部分项划分自动存到相应的文件夹中。此外，支持自行上传文件、修改文件夹名称、权限设置、文件下载。当模型变更时，新增模型分部分项工程，通过初始化自动增加相应的文件夹，本操作不涉及删除。如变更过程中，遇到删除模型，则初始化不会把相应的文件夹删除，由管理员根据需要手动删除，确保项目资料的安全。

3.5项目综合办公模块

项目综合办公模块主要用于参建单位、参与人员、设备信息、产值等内容的管理，提供初始化设置。可以在该模块查询负责单位/人以及对应的负责模块，便于找到问题的责任人;可以查询投入使用的设备信息，如设备所属、规格型号、数量、进退场时间，方便设备的使用与管理。

4 结论

本文以广州港南沙港区四期水工土建工程项目为例，设计基于BIM的水工工程项目进度管理系统。系统包括5个主要的功能模块，可视化地展示了工程项目计划进度与模型，有助于工程人员开展项目监控、进度管理、资料归档、综合办公管理等工作。

参考文献：

[1] 王军升. 大型水工工程项目进度计划与控制研究[D]. 山东：中国海洋大学，2009. 4.