BIM技术应用在机场工程咨询评估的几点思考

李寻

中国民航工程咨询有限公司 北京 100621

1 BIM技术的应用简述

BIM建筑信息模型（Building Information Modeling）是以三维数字技术为基础，集成建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，以此为基础进行相关业务处理的过程和体系。

1.1 BIM在建筑领域应用的基本要求

2015年6月，国家住房和城乡建设部发布《关于推进建筑信息模型应用的指导意见的通知》（建质函〔2015〕159号）[1]，通知指出，BIM能够应用于工程项目规划、勘察、设计、施工、运营维护等各阶段，实现建筑全生命期各参与方在同一多维建筑信息模型基础上的数据共享，为产业链贯通、工业化建造和繁荣建筑创作提供技术保障；支持对工程环境、能耗、经济、质量、安全等方面的分析、检查和模拟，为项目全过程的方案优化和科学决策提供依据。

《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》（国办发〔2017〕19号）[2]提出加快推进建筑信息模型（BIM）技术在规划、勘察、设计、施工和运营维护全过程的集成应用，实现工程建设项目全生命周期数据共享和信息化管理，为项目方案优化和科学决策提供依据，促进建筑业提质增效。

为推动建筑信息模型在民用运输机场工程建设中的应用，全面提高民用运输机场工程建设、设计、施工、运维等单位的BIM应用能力，2020年2月，中国民用航空局发布了《民用运输机场建筑信息模型应用统一标准》（MH/T 5042-2020）[3]，对BIM技术在机场工程建设过程的应用提出了统一标准要求。

1.2 BIM技术应用的现状与问题

BIM概念最早在1975年作为建筑物智能模拟的计算机系统被提出，1986年随着计算机技术水平的发展，BIM作为一种可应用于工程项目建设的新型工具被广泛研究。国际上对BIM应用较为广泛，一般为采用基于BIM技术的工程正向设计；我国自2003年引入BIM概念至今，受市场需求，及正向设计造价较高等因素影响，目前较少工程能够完全实现BIM技术进行正向设计，多以课题研究性质为主；施工生产阶段根植于BIM技术应用也多为管线安装，工程管理与运维的BIM技术应用更是凤毛麟角且应用也多为采用BIM翻模，很少由设计阶段继承过来的数据模型进行协同。对照国家、建筑行业和民航工程建设关于BIM技术应用要求，目前应用场景与要求还存在很大差距，需要多方面与较长时间的协同努力。

2 BIM技术在机场工程各阶段评审中应用的思考

《民用运输机场建筑信息模型应用统一标准》（MH/T 5042-2020）[3]对BIM技术在机场工程建设过程中的应用提出了相应要求。

前期阶段即新建机场选址、（预）可行性研究及总体规划阶段。要求利用BIM模型分析机场建设与周边环境建（构）筑物、路网、轨道交通等位置关系，结合场地、空域条件，确定机场跑道构型、主要功能分区布局及场区道路交通规划，利用GIS属性数据管理、分析功能，实现对机场建设方案需要拆迁的建（构）筑物的数量、面积、产权单位和拆迁成本等进行分析。

设计阶段分为初步设计、施工图设计阶段，要求应用BIM数据对航站楼方案进行对比，捷运系统及行李隧道工程、飞行区模拟仿真、陆测交通系统车流模拟、行李运输流线仿真模拟、旅客服务系统进行可视性分析，使用BIM数据结合GIS创建地质环境、地表现状模型，分析确定竖向设计方案、土石方工程量及排水布局设计方案；应用BIM进行管线综合及碰撞检查。

施工准备阶段要求应用BIM数据进行不停航施工模拟、行李系统施工模拟、关键施工方案模拟等；使用BIM数据进行行李系统、民航弱电及专业设备的深化设计；实施阶段的进度、质量、安全均可通过采集BIM数据进行管理。

BIM技术在机场工程各阶段的应用给咨询评估工作带来新的挑战，提出了新的要求，同时也为应用BIM技术开展评审奠定了基础。面对新的要求和发展形势，咨询评估需要与时俱进，认真思考。BIM信息化模型展示的设计效果可供评审人员、建设单位对设计方案进行论证及评估，可就当前设计方案讨论施工可行性以及如何削减成本、缩短工期等问题，为修改设计提供切实可行的方案。BIM可视化信息化模型，获得来自用户和业主的积极反馈，将大大减少决策的时间。

传统的设计方式在多专业多视角之间无法协调的情况时有发生，花费了大量人力物力对图纸进行审查仍然很难协调所有问题。有些问题需要到施工过程中才能发现，对材料、成本、工期造成了很大损失。应用BIM技术的信息化模型，通过协同设计和可视化分析可以及时解决设计中不协调的问题，保证后期施工的顺利进行。

项目决策阶段即项目建议书和可行性研究阶段，通常是选择最优投资方案，对建设方案进行技术经济上的判断[4]。该阶段由于没有详尽的设计图纸，在未经现场踏勘考察前，投资估算往往偏差较大。评审可以利用BIM的参数化以及构件可运算性的特点，搭建拟建项目的BIM模型，便可以快速统计工程量信息，结合相关造价软件，快速查询价格信息或相关估算指标，在不需要详细图纸的情况下完成项目投资估算的评估工作。通过BIM模型可视化分析，可以较好地评估项目方案之间三维空间的关系与合理性，以及项目整体方案与周边环境是否协调与友好。

初步设计阶段及施工图设计阶段对项目的工程造价起着至关重要的作用，控制工程造价的主要手段包括优化设计或优选设计方案、推行限额设计、强化设计概算及施工图预算的评审等。评审可以依据初步设计图纸，利用算量软件创建初步BIM模型，汇总工程量的基本信息，导入造价软件中，实现工程基础信息的无缝对接。施工图阶段随着设计深度的加强，BIM模型所包含的工程信息也不断更新和完善，利用BIM模型构件自动扣减功能，快速计算汇总详细工程量信息，避免了因手工计算造成的不必要错误，节约大量工作时间。此阶段造价工程师及评审人员可以通过拆分的工程量询价[5]。通过BIM模型引入时间维度，进行虚拟施工，为合理安排施工进度提供技术支撑。

3 BIM技术在机场工程新型咨询业务中的应用思考

3.1 BIM技术在机场工程安全质量监督检查中的应用

为深入贯彻国家关于安全生产工作重要指示精神，落实民航局关于加强不停航施工管理工作部署，保障机场重点建设项目工程质量、安全、进度和投资效益，对建设项目进行过程监督检查工作成为新型咨询评估业务之一。监督检查的形式为根据重点建设项目工程进展，结合工程管理重点环节，进行现场外业检查、内业核查、调查询问等。

传统内业核查汇集了建设、施工、监理单位等体量庞大的纸质档案资料，工作量大且烦琐，需要长时间的浏览查找，效率较低。现场外业检查通常为对施工现场安全、质量进行监督检查，检查方式通常根据施工进度，抽检施工关键工序及部位，对于大型项目，外业检查工作量大，检查内容往往只停留在直观的目视所及区域，依赖有工程监理背景专家的经验及专业能力，对于已完工的关键工序或隐蔽工程，检查往往只好通过查阅台账记录进行监督。

在工程实施管理中引入BIM技术，对项目的重点、难点部分进行可建性模拟，对施工方案进行分析和优化，对于重要的施工环节或采用新工艺、新技术的关键部位、施工现场平面布置等进行模拟和分析，能大大提高复杂建筑体系的可施工性。BIM技术的三维模型和施工流程模拟进行可视化交底，能够提高管理工作效率，保证准确交底。

综合应用数字监控、移动通讯和物联网技术，建立BIM与工地现场管理的融合机制，可实时查找现场质量分析报告、交底方案，开展质量问题、安全风险源分析，进行安全问题分析与交底等。变更管理则可以在提供变更统计分析报告的同时，实时提供更直观的关联变更及修改后的模型，进一步提高施工效率，工程质量和安全保障水平。

监管部门对实施阶段的进度、质量、安全均可通过采集BIM数据进行管理，通过可视化，可更直观地对关键施工方案、不停航施工方案以及相关工艺进行监督检查，实现工地现场可视化动态监管与可追溯，落实民航智慧监管的要求。

3.2 BIM技术在机场建设运营一体化模拟场景的应用

机场建设的现状主要是以航空业务量预测进行设施需求分析，进而确定项目建设的规模和方案，然后按基本建设程序来组织建设，运行的要求往往考虑不够，经营则很少关注。建设运营存在严重脱节是中国民航业界普遍的认识，造成脱节的主要原因与基本建设程序有很大关系。大多数机场管理机构也是依据建设需求业务流程作为基础成立机场建设机构。机场建设机构主要关注的是如何按基本建设程序的要求，根据设施需求完成建设任务，实现工期、质量、安全和投资的目标，职能也是以此来设计。机场管理机构在建设前期和中期介入较少，后期因移交的需要，比较关注建设项目的功能和运行，但又很少提出系统的标准和具体的操作方案，运营的定位比较模糊。缺少运行效率的评估、运行标准和方案的评审以及资源提供服务的效益分析。

由于机场的不可复制性，可借鉴的经验较少，使方案的设计和运营的评估工具很难再现运营的实际场景，借助BIM技术工具、仿真模拟技术可以在虚拟的环境中生动再现各种运营场景，分析不同运营方案的投入产出效果，模拟运维对运营带来的影响，提出更加合理的运营与运维方案。对旅客出发、到达、中转等不同流程及交通换乘旅客流线进行汇聚停留地的人流动线分析，比对不同方案的合理性和优缺点；对高峰期、大面积旅客滞留、突发紧急情况下的人流组织进行疏散模拟；对旅客和工作人员流程进行模拟评估优化，实现流程高效便捷；还可基于BIM模型对航站楼能源消耗进行模拟评估优化，实现能源节约、持续改进等。

4 结束语

信息化作为建筑产业现代化的主要特征之一，BIM技术应用作为建筑业信息化的重要组成部分，将极大地促进建筑领域生产方式的变革。随着民航咨询企业数量的快速增长，行业内竞争愈发激烈，传统的咨询评估业务面临新的挑战与不确定性，项目审查对咨询评估服务能力提出了更高的要求。基于BIM信息化技术的机场工程咨询评估，将能够为咨询领域带来新的突破和新的业务，为提高咨询评估质量和效率，并为实现业务转型开创新机遇。在实践中要在保障传统咨询评估工作的质量基础上，把握好平稳转型过渡的节奏，加快科学的应用信息化模型技术，推动民航行业工程咨询向着更快更好的方向进步，为民航行业高质量发展做出贡献。