基于BIM信息协同管理平台的研究

杨小高 黄林青 梁 渝 万建秋

(重庆科技学院，重庆 401331)

引言

在高速发展的时代背景之下，现代建筑体量大、施工复杂、信息交错繁多的特点越来越明显。在实际工程当中，不少大型项目都需要进行多标段分包管理，在施工过程中，各标段各部门业务相互交叉，流程繁琐，管理困难，并且各部门所创建的数据信息模型种类繁多，数据量大。这就要求工程在BIM的应用上不能再简单地局限于可视化的信息模型了，而应该达到数据信息的集成化协同管理。

BIM技术经过不断发展，已不仅局限于最初的三维建模应用，而是逐渐向项目深度应用和综合应用发展[1]，成为现代工程中重要的一环。目前国内BIM技术的应用比较分散，其中在施工阶段和设计阶段应用较为广泛。在施工阶段，BIM技术常与物联网、RFID、大数据和GIS技术等相结合[2]，主要应用在质量控制[3]、进度控制[4]、安全管理[5]等方面，也初步建立了质量控制体系、动态监测体系、进度管理体系等施工管理体系。在设计阶段，BIM通过对各专业之间三维可视化协调，减少了系统内交叉、碰撞的问题，降低设计失误[6]。目前对于BIM的运用，主要还是单方面、阶段性的，较少涉及施工组织之间的沟通与协调管理，这使得BIM的信息化、集成化和协同化的作用难以发挥价值，同时也无法满足全过程信息化管理发展的需求。

本文以实际需求出发，对基于BIM信息协同管理平台进行了研究。基于BIM信息协同管理平台能够推动项目的精细化、集约化管理，关联施工管理的各项管理流程和数据，实现各方的信息传递，实现协同管理。

1 基于BIM信息协同管理平台框架

协同平台系统架构包含六个技术基础层，即标准层、感知层、数据层、系统层、应用层和用户层。具体如图1所示。标准层通过工程应用，探索和完善BIM模型标准、数据标准和应用标准，为形成便捷、高效、共享和沟通的BIM平台提供开放式的模型标准和数据标准及应用标准。感知层、数据层和系统层组成协同工作平台的运行系统，而数据层、系统层和应用层组成协同工作平台的信息管理系统。运行系统实现对工地实时现况的数据监测、数据采集和数据传递，信息管理系统实现对数据的处理分析、统计，形成可供选择的决策方案，并将这些信息提供给相应的参与方。由于平台采用B/S架构，方便用户操作，其中用户层是虚拟的。用户不需要安装任何软件客户端即可通过浏览器使用本平台，并可进行相应的操作。

图1 BIM信息协同管理平台逻辑架构

2 平台功能

平台立足于实际工程需求，功能主要包含三大模块：模型管理、现场管理、指挥管理，其下辖十个子类，囊括施工全过程，用于满足工程需要。

2.1 模型管理

(1)模型轻量化

平台内置有模型引擎，支持各类BIM模型上传，同时提取上传的Revit及Navisworks模型的几何信息和拓扑关系，通过插件导入BIM平台，实现模型的轻量化。

图2 模型轻量化

通过平台模型可以实现二维图纸与三维模型的信息联动，在图纸上标注的构件，会在三维模型上显示出来，反之在三维模型上选择的构件，也会在二维图纸上显示； 可在网页端进行BIM模型的动画编辑工作，实现大工况穿插、复杂节点施工、技术方案的模拟； 可在网页端对多个模型进行模型管理、查看及数据加载、切换； 可在轻量化的BIM模型中，进行工程量的统计和查看； 可对不同时期的变更模型进行比对，并对差异部分进行高亮显示。

图3 模型联动应用

(2)GIS+物联网

平台加载有GIS模块，支持BIM+GIS模型的融合展示，可以直接在融合模型上进行点位标记、数据测量、路线规划等一系列操作。同时平台数据与物联网大数据链接，可将全景摄像，无人机拍摄的影像数据上传至平台，实现三维模型与场地实景的相互叠加。

图4 BIM+GIS模型

2.2 现场管理

(1)进度管理

可在线进行进度计划的编辑及修改，支持Excel或Project格式文件的导入，并对项目的计划进度和实际进度进行对比，当实际进度滞后，则在甘特图上进行标记，提醒项目管理人员进行纠偏； BIM模型构件与甘特图相应的任务挂接，并可直接点击播放按钮播放，查看在网页端的4D施工模拟，将不同状态的构件用不同颜色表示出来，实现进度的可视化； 通过算量软件计算相应模型工程量并导入至平台，在4D施工模拟时加入工程量这一维度的信息进行5D的智能化应用。

图5 进度管理

(2)质量管理

可进行集团巡检、公司巡检、项目自检三类级别的质检，通过“发现问题——整改问题——复查问题——杜绝问题”的程序形成闭环。系统可导出匹配项目部要求的word文件，方便项目部对文档的归档使用，同时平台支持将报表导出，并自动录入到第三方平台，满足在第三方平台不提供数据接口时进行数据的对接。

图6 质量管理

(3)安全管理

平台支持至上而下的安全管理，即集团对项目可以进行自由巡检及任务巡检，分公司也可以对项目进行自由巡检和任务巡检，并能将问题出现的位置在BIM模型上进行标记，实现对安全管控的可视化管理。针对重大危险源，在关键部位创建巡查任务，并生成二维码部署至施工现场，如未扫描二维码将无法新增巡查情况，如未扫描正确二维码将无法新增数据。平台设有安全日志编写模块，支持PC端和移动端输入。

图7 安全管理

(4)物资管理

物资状态在施工中分为三类，分别为入库、库存管理、出库。在入库之前，可通过平台进行供应商的选择、供货合同的管理。在入库时，可直接通过移动端新增入库分类，添加入库物资。库存管理信息实时同步在PC端和移动端，选择具体物料类别，即可查看物资的详细信息及库存流水。出库时通过移动端即可填写用料申请，按需选择种类及数量，提交即可转入审批流程。

图8 物资管理

2.3 指挥管理

(1)BIM中控台

中控台是信息汇总中心，以BIM模型和物联网技术为基础，将施工过程中的环境监控、视频监控、塔吊监控等监控数据进行汇总，实现施工数据的整合分析。环境监测模块可自动分析监测数据，做到提前预警； 视频监控模块直接对接项目中的摄像头，做到实时监控； 塔吊监控对接项目中的塔吊黑匣子数据，做到数据记录并实时上传； 人员管理支持工人的信息录入，并对接相应的门禁、定位系统，做到人员掌控。

图9 BIM中控台

(2)协同办公

可以满足集团—公司—项目—项目管理人员之间的相互通知，且接收人可直接在线回复公文，移动端的公文发布和回复仅支持上传照片附件，网页端发布公文和回复公文支持上传文件(word、ppt、excel、pdf、照片)； 可以上传施工方案(质量管理方案、安全管理方案)，并选择人员进行审批，项目审批后转公司审批，公司审批后转集团进行审批，对施工方案形成集团化的审批流程，审批完成后可对方案进行施工交底，形成相应的交底记录，并能通过移动端提醒管理人员。

图10 协同办公

(3)会议模式

管理人员可在平台中启用线上会议模式，针对会议内容，在平台内搜索关键词，则可一键查询项目中存在的质量、安全、物资等方面的问题，用以会议讨论。在会议开始后，后台默认启用录制功能，保存会议影像资料，待会议结束后，生成会议纪要。

(4)决策支持

模块内设数据部分和条例部分，数据部分集成平台项目所有数据，依据决策者的需要进行数据筛选，将筛选完成后的数据进行统计分析； 条例部分支持word、html等格式的技术规范的直接导入，平台自动将其与BIM模型关联，当决策者需要对项目进行决断时，项目数据和技术规范将辅助决策者进行相应的决策。

3 结语

在现代建筑施工复杂、体量庞大的背景之下，利用BIM技术来辅助施工已经成了一种趋势。基于BIM信息协同管理平台拥有模型管理、现场管理、指挥管理三大模块，以BIM模型为信息载体，以工程数据为信息库，将施工现场三维可视化展现出来，做到施工的可视化和数据化，实现工程信息的协同管理。利用BIM信息协同管理平台，能够实时掌握施工进度，降低质量和安全问题，提升沟通和决策效率，节约时间和成本，提升项目管理效率，有效地避免施工过程中的信息烟囱、数据孤岛等一系列问题。