基于BIM5D技术在电网工程造价管理中的应用

国网武威供电公司经济技术研究所 古玺玉

美国专家最早提出了BIM这一概念，同时对于BIM技术应用最早的国家也是美国。随着时间的推移，越来越多国家的建筑师认识到工程成本管控的重要性，这使得成本管控理论和方法得到了不断的丰富和发展。国内学者和建筑行业人士对成本管控的研究起步相对较晚。近年来随着工程项目实体量和复杂程度的持续增长，以及从事施工成本管控的人数不断增加。学者、专家从我国国情出发，通过借鉴国外成熟的理念、方案，建立起适用于我国输变电项目管理的成本管控模式。

BIM5D即在原本的三维模型基础上关联施工进度和资金情况，以模型为基础，模拟施工进度各过程中的资金流。BIM5D模型是在3D模型基础上建立并不断完善架构内容，另外BIM5D模型不仅包含3D模型的功能还拥有4D维度，（四维建筑信息模型，用于网站建设规划等活动，以项目的生命周期为视角允许参与者提取和可视化其活动的进展），BIM5D模型可以为工作人员构建更加真实的工作场景，随着项目的推进，让工作人员在可视化的BIM5D模型视域下观察施工作业的执行情况，掌握成本管控状况。

1 BIM5D的定义及特点

BIM5D的定义。BIM5D技术建立在数据的基础上，为工程项目管理、设计人员完成岗位工作提供便利的数据化工作，BIM5D模型收集工程的各方面参数，可随着项目的进行呈现可视化模型，帮助管理人员掌握各环节、各工序的作业执行情况，在项目立项后，于策划、运行与维护等阶段实现数据共享，是项目实现全过程动态管理的基石，项目管理人员与技术人员在BIM5D技术下可快速掌握项目运行状况，在第一时间了解施工作业出现的问题，同时根据掌握的建筑信息给出正确的处理建议，为各方建筑主体相互协作建立专业化的信息沟通平台，让多主体协同推进工程作业成为可能，在平台共享施工作业信息、优化资源配置，在节约施工成本的同时还可大幅度提升施工作业效率，保证项目可以按照要求在规定时间内竣工[1]。

BIM5D的特点。BIM5D最集中的特点是在数据的基础上构建实景化的场景，工程人员将这种方式称为可视化，可以直观的发现同构件间的搭接方式，将构件空间信息的反馈性与互动性通过可视化的方式呈现出来。在BIM5D建筑信息模型中表现在全生命周期的可视化，建筑项目是一项系统工程，BIM5D技术可以随着项目的运行展示各阶段的施工情况，通过技术数据处理能力生成各类报表，还可以让项目从初步设计评审、施工图预算、招投标管理、现场管理、结算管理等工作均在可视化的状态下进行[2]。

2 BIM5D的架构用途及理论依据

BIM5D主要用于施工阶段的精细化管理。BIM5D三大中心：模型中心，数据中心，应用中心。

图1 BIM5D质量管理过程

BIM5D技术拥有众多功能，对数据进行深度挖掘与处理，从海量数据中提炼出用价值的内容，合理的应用信息指导各阶段的施工作业，BIM5D技术在设计、管理、施工等方面均有较大的应用价值，支撑工程集成管理，按照收集的工程参数构建与施工相近的场景，便于管理人员与技术人员掌握项目运行状况，结合项目建设要求进行针对性监管，降低人为因素与环境因素对施工作业造成的不良影响。BIM5D技术对建筑施工的具体优势体现在以下方面：

2.1 实现资源优化配置

工程项目作业体量大，在项目运行过程中会出现大量的工程数据，这也是在以往施工中影响企业管理的主要因素，能否在最短的时间内处理工程数据，从中找到支撑项目资源计划的内容，直接影响到工程资源应用情况。BIM5D技术应用在施工企业后有效的解决企业在数据处理方面存在的问题，BIM5D技术拥有强大的数据处理能力，可从海量的数据中发现有价值的资源，对管理职能机构实施精细化管理起到良好的促进作用，可结合获取的工程基础数据以及建设要求制定资源应用计划，减少施工在仓储、物流等方面的无用损耗，科学的开展限额领料等举措，有效的提升工程成本管理水平[3]。

2.2 实现多主体协同作业

BIM5D技术拥有可视化的功能，同时三维可视化功能通过对数据的深度处理，融合时间维度构建动态施工模型，可随着施工的进行展现各环节、各工序的作业情况，将施工作业使用模型立体展现出来，便于管理人员比对实际作业与工程进度，快速发现施工存在的问题，在BIM5D技术下打造可供设计单位、监理单位、建设单位、施工单位协同作业的平台，在该平台上交流各自的工作信息，让参与项目的各主体单位可借助相关信息科学的使用工程资源结合掌握的情况开展工作。另外，在BIM5D技术模拟施工情境的功能下，可帮助监理单位实现二十四小时无死角监管，通过技术数据分析能力还可完成现场风险预防工作，减少质量问题与安全问题出现的次数，降低返工出现的频率，以达到控制项目成本的目的。

2.3 强化数据管理水平

BIM5D技术拥有强大的数据管理能力，建筑企业应用BIM5D技术期间会建立相应的数据库，而数据库内部数据均具备可计量的特征，管理人员可随着工程的进行实时向数据库传入信息，还可在其中输入与项目类似的工程数据，在强大的数据资源支撑下实现科学的监管，BIM5D数据库中的信息可按照职能部门工作需求，从构件类型、时间维度等层面拆分、汇总、分析数据，从数据中提炼出支撑工作人员的数据，以保证各项工作按照要求进行。另外BIM5D基础数据也是管理者进行项目决策、进度管理的主要依据[4]。

3 BIM5D的实际应用

由于BIM5D在电网工程中起步较迟，目前尚没有实体操作平台。以下以建筑工程为例，对BIM5D在电网工程中的运用进行展望。

图2 土方开挖阶段

图3 施工阶段

BIM5D实现了多专业的可视化及可操作化，使得水暖电通多专业融合，实现了漫游及碰撞检测，预计未来可用于电网架空线路中输电线路防碰撞检测，以及变电站工程中的水暖电通管线防碰撞检测。无需云端即可直观展现整个项目的施工过程，进行施工动态管理。图2、图3是BIM5D模拟图。

BIM5D技术打破了时空因素对传统施工管理的影响，融合多专业直观展现施工动态过程，实现资源动态管理[5]。借助信息建模技术平台的施工可视化功能，可规避一些施工中常见的的传统问题，还可利用技术拥有的可视化功能与强大的数据分析能力，为设计与施工过程管理服务建立可视化项目模型，进行科学的工程监管，提升图纸质量，及时解决各环节与各工序出现的问题。另外，在BIM5D技术建立的平台上实现各主体单位的沟通与交流，从而可以更高效的通过掌握的信息完成现场施工监管，布置与划分施工场地，提升资源应用效率。

将工程相应的时标网络图导入BIM5D当中，即可得到资金进度曲线（图4）和资源进度曲线（图5）。资金、资源进度曲线图使得技经管理人员可更加直观的了解工程各个阶段的资源资金投入，便于开展造价分析等工作。任意选取曲线上的一点即可直观分析工程任一时间节点材料、物资使用情况，便于技经人员估、概、预算的编制以及全过程工程造价管理。更是有利于资金投入，开源节流，避免产生不必要的资金浪费，使得整个造价流程更加资源化、节约化。

图4 资金进度曲线

图5 资源进度曲线

在电网工程中各类图纸相对独立，专业领域协同性较差，不便于同时作业，各专业之间的大量数据和信息较为封闭且易丢失，容易形成信息孤岛。基于BIM5D的工程造价新体系可直接读取4D设计模型数据中的电气模型数据，实现电气模型搭建，可直观显示电气模型各种设备、材料等，帮助技经人员快速且精准的统计工程量。且可实现全站模式下的模型展现，如建筑和电气模型的同时展现，便于同时作业，实现专业之间数据和信息共享，打破信息孤岛的局面。

5 结语

随着BIM应用范围的日益广泛和应用层次的逐渐深入，BIM的内涵也在不断发生变化。Finith在其著作《广义BIM与侠义BIM》中指出，BIM的内涵具有侠义和广义之分：侠义的BIM主要指对软件的应用；广义的BIM考虑了组织与环境的复杂性及关联性对信息管理的影响，目的是为了帮助项目在适当的时间、地点获取必要的信息。美国国家建筑科学研究院在《国家建筑信息模型标准NBIMS》中对广义BIM的含义作了阐释：BIM包含了三层含义，第一层是作为产品的BIM，即指设施的数字化表示；第二层是指作为协同过程的BIM；第三层是作为设施全寿命周期管理工具的BIM。

综上可对BIM未来的发展进行这样的展望：广义的BIM已不仅作为一种模型和产品而存在，更是一种承载建设管理思想方法的媒介，它所承载的这种思想和方法在未来电网建设中会产生深远的影响。