基于BIM的城市地铁车站施工协同管理研究

曾宇茜 罗星熠 于海莹 唐 勇

（四川师范大学，四川成都 610000）

城市轨道交通高速发展的背景下，城市地铁车站项目体量大、施工复杂、参建单位众多、信息交互繁杂。本文将BIM技术与协同管理理念引入城市地铁车站施工阶段，搭建BIM施工协同管理平台，并基于此平台进行施工协同管理应用。

1 施工阶段引入BIM协同管理的必要性

城市地铁车站项目参建单位多、施工环节多、工序复杂、施工周期长，基于BIM的施工协同管理方式使整个施工管理系统趋于稳定有序的状态。传统施工管理中的信息处于离散状态，容易出现数据传递滞后、损坏、丢失情况；基于BIM的施工协同管理方式的数据具有高度集成性与交互性，可以在时间和空间上打通信息壁垒，通过权限设置实时存储、修改、更新，实现施工过程中文件管理的同步。传统作业模式不具备统一的工作标准，各应用程序间难以兼容，影响工程数据的交互性；BIM协同管理模式采用同一协同管理平台、同一建模标准及同一数据交互格式，有效地保证项目信息的一致性和交换的及时性、准确性，避免重复性工作，提高施工效率和质量。

传统施工管理与BIM施工协同管理对比表如表1所示。

表1 传统施工管理与BIM施工协同管理对比表

2 BIM施工协同管理平台基本架构

基于BIM技术的施工协同管理平台通过网络技术、应用技术、信息技术等实现信息和数据的计算、处理、储存和共享，在城市地铁车站项目施工阶段实现各参建单位的可视化协同管理[1]。平台能够在BIM数据库中实时更新数据并提供访问权限，使各参建单位的相关管理人员全面清楚地了解城市地铁车站施工进展情况。

BIM施工协同管理平台的基本架构如图1所示。

2.1 数据层

BIM施工协同管理平台的数据层是三维数据的基础，数据主要源自BIM模型、施工项目的静态和动态信息以及现场监测数据。数据层的信息为项目后续在BIM施工协同管理平台上进行协同管理研究提供可靠的支持与保障。

2.2 应用层

BIM施工协同管理平台的应用层主要包括安全管理、质量管理、进度管理、成本管理、物料管理、生产管理、劳务管理、技术管理模块，可以被划分为基础功能模块和拓展功能模块[2]。BIM施工协同管理平台应用层中，各参建单位收集现场施工信息并输入相关指令，完成相应的操作，以BIM施工协同管理平台为管理中心，将BIM模型与安全信息、造价信息、质量信息、进度信息等关联，以便对施工安全、成本、质量、进度、变更等方面进行动态控制与精细化协同管理[3]。

2.3 用户层

BIM施工协同管理平台的用户层中，各参建单位能够实时管理项目进度，共享项目数据，处理项目报批事项等。“三端一体”的协同管理方式可以实现智能化、数字化及移动化的施工协同管理[4]。

（1）WEB端。

WEB端是BIM施工协同管理平台的网页端，主要包括质量管理系统、安全管理系统、成本管理系统、生产管理系统、技术管理系统等。质量管理系统可以实现质量问题巡检、项目分包评优、跟踪整改等功能；安全管理系统可以实现隐患排查治理、风险分级管控、安全可视化监控等功能；成本管理系统可以实现成本测算管理、成本数据分析、成本控制等功能；生产管理系统可以实现施工计划管理、跟踪管控、生产协作、分析决策等功能；技术管理系统可以实现方案图纸变更、构件跟踪、三维交底等功能。

（2）PC端。

PC端是BIM施工协同管理平台的电脑主体端，主要包括BIM模型整合、场地管理、BIM+技术管理、资源管理等模块。PC端具有轻量化、专业化、协同化的特点，可以实现多专业BIM模型的集成与质量、安全、成本、进度、技术数据的集成。

（3）移动端。

移动端是BIM施工协同管理平台的手机APP端，主要采集施工过程中的信息数据，方便各参建单位的相关管理人员操作与查看，可以不受环境约束使用安全管理系统、质量管理系统等多项功能。

BIM施工协同管理平台移动端界面如图2所示。

3 BIM施工协同管理平台应用

3.1 BIM质量协同管理

以基于BIM技术的协同管理方式为技术手段，以BIM施工协同管理平台为管理中心，对城市地铁车站施工阶段的质量管理中各参建单位的协作行为进行协同管理研究[5]。BIM质量协同管理包括发现质量问题、信息采集上传、质量问题分析与评估、质量问题整改、质量问题复核五个环节。

BIM施工质量协同管理流程如图2所示。

图2 BIM施工质量协同管理流程

由图2可知，施工单位或监理单位相关管理人员在施工现场发现质量问题，利用移动端将采集的信息数据录入BIM施工协同管理平台。质量负责人通知质量整改人进行整改，通过平台下发整改通知单。质量整改人对质量问题进行分析，通过具体的整改方案对质量问题进行整改，将整改进度与结果上传至平台。质量复查人通过平台及现场实施情况对质量问题进行复查，若复查通过，直接将复查结果上传至平台；若复查不通过，在平台通知质量整改人重新整改。项目有关参建单位均可以在平台查看质量问题以及具体整改方案，对施工质量问题和执行情况进行跟踪，实现信息数据传达的及时性和有效性。

3.2 BIM安全协同管理

在城市地铁车站施工现场可以采用智能监控系统实时监控现场的安全情况，将安全隐患数据直接上传至BIM施工协同管理平台的安全管理模块，由该模块对收集的数据进行风险辨识与评价，实现施工阶段的安全监测与预警。将相关数据发送给有关参建单位的管理人员，管理人员收到通知后及时进行整改，并对安全隐患的整改信息进行实时反馈。BIM安全协同管理能够为安全教育培训提供信息数据，提高安全检查的效率与准确率，达到及时预警风险、隐患排查治理、可视化安全协同管理的目的[6]。

3.3 BIM成本协同管理

项目施工阶段，基于算量软件和计价软件计算车站项目的总造价，将预算文件导入BIM施工协同管理平台，使清单与模型相关联。相关参建单位可以在平台查看项目成本数据，达到控制成本与成本协同管理的目的[7]。

项目清单关联如图3所示。

图3 项目清单关联

平台可以保证成本相关数据信息的准确性和真实性，为各参建单位做出相关决策提供真实有效的数据，有效规避施工过程中的工程变更。

3.4 BIM进度协同管理

项目施工阶段，根据进度计划编制要求和BIM模型要求，利用斑马进度计划对该车站进行施工进度计划编制。通过斑马进度云服务将编制的进度计划与BIM施工协同管理平台相关联，以便各参建单位及时掌握施工进度情况。同时，平台可以自动跟踪项目的施工实施状况，通过对比及时发现施工进度计划与实际进度的偏差，以便优化调整施工方案。

通过BIM施工协同管理平台能够对施工进度进行可视化管理，直接显示施工进度计划，有利于各参建单位对比选择最优的施工方案。为了避免传统施工进度计划中由人为编排导致的工序错乱、施工延期等问题，各参建单位可以登录BIM施工协同管理平台对BIM模型进行施工模拟，发现工序间的逻辑错误，重新优化调整施工进度计划。平台可以对进度信息进行收集，以便对进度情况进行实时跟踪与控制，达到进度协同管理的目的。

3.5 BIM变更协同管理

在工程变更过程引入BIM技术，可以有效地验证变更方案的合理性与可行性，对工程变更风险进行评估。在BIM施工协同管理平台上，通过文件数据关联与远程更新，BIM模型可以随变更及时更新。各参建单位可以在平台上及时获取所需信息，减少各参建单位信息交互与传递的时间，使施工索赔管理更具时效性，实现对工程变更的高效协同管理与动态控制。

4 结语

本文结合BIM技术与协同管理方式，构建基于BIM技术的城市地铁车站施工协同管理平台，对BIM施工协同管理平台的基本构架进行阐述，分析基于平台的质量、安全、成本方面的协同管理。BIM施工协同管理方式能够促进城市地铁车站施工阶段各参建单位的沟通协作，实现城市地铁车站项目中的信息集成、传递和交换，为项目实践提供清晰的协同管理框架。