基于BIM云平台的航道工程计量支付管理方法与应用

黄庆，廖一鸣，谭晓东

（1.中交第二航务工程勘察设计院有限公司，湖北 武汉 430060；2.长江宜昌航道工程局，湖北 宜昌 443000）

0 引言

工程计量支付管理是对施工单位施工形成的土建和安装工程量进行计量、计价并支付费用的过程管理，是施工单位与建设单位进行工程结算的重要依据。由于航道工程的特点，其计量支付存在着空间跨度大、环境条件恶劣、周期性变化、安全风险高等问题，因此，需要通过新技术、新手段来提升航道工程计量支付的管理水平[1]。

目前，航道工程计量支付主要是以工程量清单为基础，依托项目管理思维，从项目管理的事前准备、事中控制、事后总结的角度进行成本及计量支付的控制[2]。随着BIM技术在工程领域的深入融合发展，也有相关论文综合论述了BIM技术在航道整治工程中的广泛应用。如李国杰等[3]从全生命期角度总体说明了设计、施工、维护管理阶段BIM技术路线；郭涛等[4]分析了航道工程BIM数据整合的关键技术；钱丽等[5]研究了水运工程的BIM数据标准化，理清了BIM应用的数据基础；方利鹤等[6]研究了BIM技术在围堤工程设计中的应用；何洋等[7]以案例形式说明了BIM技术在提高航道整治工程施工管理上所发挥的作用，这些都说明了BIM技术将极大促进航道工程精细化管理水平。在基于BIM技术的计量支付实践研究方面，则主要是集中在装配式房建、公路等标准化程度较高的工程中，如唐甜[8]提出了装配式建筑工程基于BIM的计量支付操作流程；芮雪[9]设计了基于BIM的公路工程计量支付报审平台并进行实践应用；樊金甲等[10]研究了BIM技术在海塘工程投资管理中的应用，而在航道工程中还没有相关文献与研究。因此，有必要进行基于BIM的航道整治工程计量支付的研究。

本文分析了航道工程计量支付特点，采用项目管理与BIM技术、信息化技术相结合的方法，提出了基于BIM云平台的计量支付管理思路，以长江某航道整治工程为依托，搭建了基于BIM的云平台，进行了基于BIM云平台的航道工程计量支付管理方法的实践应用，为航道工程项目的计量支付管理提供一种新思路。

1 现状分析

1.1 流程繁琐，审核量大

计量支付管理涉及施工单位、监理单位、建设单位等三方的申请审批，流程包含3个子流程：1）施工单位完成施工并质检合格后，施工单位发起计量申请，监理单位及时计量；2）施工单位按计量周期（月）进行计量汇总，监理单位审核计量汇总；3）施工单位发起支付申请，监理单位审核支付申请，建设单位审定并支付[11]。

在此过程中多次进行施工单位、监理单位的申请审批，流程繁琐。流程一般以表格为基础进行数据填报与审批，数据量大且不直观，难与工程实际相结合，易发生重计、漏计。同时，需将前后多期表格数据进行审批核对，审批核对工作量大。

1.2 行业特点

计量支付管理在航道整治工程中有以下行业特点：1）空间跨度大。施工区域一般分布于几十千米航道中，作业区域跨度大，施工所需的扭王字块、排体等预制构件要在预制场预制，预制场与施工作业区域距离也较远；2）环境条件恶劣。工程以航道水下作业居多，多数为隐蔽工程，计量工作须在施工现场边施工边计量；3）周期性变化。航道整治工程受上游河流来水水位影响较大，工程在洪水期和枯水期施工内容和施工强度存在明显差异，相应的计量工作量也存在周期性变化；4）安全风险高。施工区域临近主航道，与正常通航船舶易发生交叉作业，存在安全管理风险，计量人员在施工现场，存在落水、机械伤害等危险。

这些航道整治工程计量支付管理中的行业特点，进一步增加了计量支付管理人员的工作强度，沟通成本和安全管理难度。

2 技术路线

针对上述航道整治工程计量支付中存在的问题和特点，本文提出基于BIM云平台的航道工程计量支付管理技术路线，如图1所示。

图1 基于BIM云平台的计量支付技术路线Fig.1 Measurement and payment technology route based on BIM cloud platform

2.1 继承核心思想

继承计量支付管理的核心思想，将其进行信息化升级改造，开发计量支付软件模块，方便计量支付的管理审批，实现多方协同式的计量支付。

2.2 创建BIM工程量清单

创建带有丰富工程信息的BIM模型，作为可视化计量支付的基础，并将原有工程量清单与BIM模型关联，形成基于BIM的工程量清单，为基于BIM的图形交互式计量支付提供数据基础。

2.3 搭建BIM云平台

将线上计量支付软件模块与基于BIM的工程量清单进行结合，开发基于BIM的计量支付功能模块；配置云服务资源，并提供平台安全服务环境，搭建BIM云平台，实现基于BIM云平台的计量支付管理[12]。

3 管理流程

在现有计量支付管理流程基础上，经信息化改造，并与BIM相结合，构建了基于BIM云平台的计量支付管理，其流程如图2所示。具体内容如下：

图2 基于BIM云平台的计量支付管理流程Fig.2 Measurement and payment management process based on BIM cloud platform

1）细化工程量清单。施工方管理人员根据工程量清单，使用BIM云平台细化清单功能，提前将清单细化到BIM模型构件，形成基于BIM的工程量清单，并进行网上审核，经施工方、监理方、业主方三方审核确认，确保清单细化正确，为后续基于BIM的计量支付奠定基础。2）前置施工质量验收。在施工阶段，施工人员完成BIM模型对应工程的施工，使用BIM云平台质量验收功能，经现场监理网上确认质量合格后，BIM模型构件方可进入计量支付环节。3）图形交互式清单计量。施工方管理人员在BIM云平台图形交互式选择BIM模型构件，进行计量的填报，并上报现场监理进行计量确认。4）一键快速计量汇总。施工方按约定的计量周期（月）一键选取已填报的计量清单项，作为本期的计量汇总，发起计量汇总流程，经三方审核确认完成计量汇总。5）软件自动化辅助支付申请。施工方按约定的支付周期（月）发起支付申报，自动选取计量汇总的数据作为支付申报的清单内费用。6）多方协同支付审核。施工方发起支付流程，经三方协同审核确认后，支付完成。

在此过程中，采用BIM云平台，网上填报与协同审批，解决了人员沟通不畅的问题，采用基于BIM的计量支付，直观形象，避免了重计、漏计、数据核对工作量大的问题，从而克服了原有航道工程计量支付管理中存在的空间跨度大、环境条件恶劣、周期性变化、安全风险高等问题，提升了计量支付管理效率和水平。

4 项目应用

本航道整治工程位于长江干线武汉至安庆段，上起天兴洲长江大桥、下迄安庆皖河口，全长约386.5 km。本项目是贯彻落实长江经济带发展战略，充分发挥了水运比较优势，提升了长江黄金水道功能，加快构建了综合立体交通走廊的重点工程。

经项目实施策划，发现在本项目计量支付管理中存在计量支付流程繁琐，审核工作量大，各方沟通协调不便等问题。同时由于航道工程行业特点，其计量支付工作存在空间跨度大、环境条件恶劣、周期性变化、安全风险高等问题。因此本项目采用基于BIM云平台的计量支付管理，以期解决项目计量支付面临的上述问题。具体应用如下：

4.1 五层架构BIM云平台

BIM云平台采用分层思想进行搭建，从下至上分为基础设施层、数据资源层、应用支撑层、应用系统层、平台展现层5个层次，如图3所示。

图3 BIM云平台架构图Fig.3 Architecture diagram of BIM cloud platform

其中，基础设施层是平台运行的基础环境，为减少平台基础设施投入，减轻用户计算机硬件配置要求，提升用户使用便捷性，保障安全高效运行，平台采用云基础环境。数据资源层为平台提供基础数据、应用数据的存储与访问服务。应用支撑层为平台提供如BIM服务、流程引擎服务、接口服务等通用共性功能服务。应用系统层是平台的业务功能模块，主要包含进度管理、质量管理、计量支付管理等项目管理功能。计量支付模块包含清单管理、清单细化、BIM计量、计量汇总、汇总审批、支付申请、支付审批、统计分析等功能。平台展现层为平台提供移动端、PC端、显示大屏等多端展示。

由于BIM云平台采用云基础环境搭建，用户只需联网用浏览器即可登录使用，不需要过高的计算机硬件配置，不需要安装图形引擎插件，提升了用户的使用便捷性。

4.2 唯一编码值BIM模型

根据施工图纸、规范等设计成果及技术文件，结合施工组织设计与施工方案，将BIM设计模型进行进一步深化，使其成为满足施工管理需要的BIM施工管理模型。同时，结合施工项目分部分项分解结构，将BIM施工管理模型进行唯一编码值的编码，并将模型发布至BIM云平台。由于所有BIM构件采用了唯一编码，计量工作直观、方便，因此可以有效避免了重计、漏计的情况，客观真实地反映工作量。

4.3 BIM工程量清单

工程量清单是合同中确定合同价格的基础，由分部分项工程量清单、措施项清单、其他项目清单、规费和税金项目清单组成。其中，分部分项工程量清单是工程实体对应的清单，最小层级为分项工程，可能对应的是多个实体构件，精细程度还没有达到构件层级，不能满足精细化管理。因此，将工程量清单与BIM模型结合，形成BIM工程量级清单，为图形交互式计量支付奠定基础。

4.4 图形交互式工程量计量

当某一构件施工完成，质量检验合格，符合计量条件的情况下，即可在BIM云平台选中模型，进行BIM图形交互式工程量计量。

4.5 多方协同式工程款支付

在进行工程款支付时，由于经过基于BIM的工程量计量，客观性、真实性得到保证，可快速汇总工程量，并发起网上审批流程，监理方、业主方即可进行多方协同式的工程量汇总审批和工程款支付审批。同时，各方在审批时可采用数据与BIM模型对照的方式进行审批，避免数据与工程实体脱节的情况，促进各方有效沟通。

4.6 可视化计量支付分析

计量支付数据以结构化形式存储在数据库中，便于进行数据分析。由于计量支付与BIM模型深入融合，因此，可以通过BIM模型、统计报表等各种分析手段，进行基于BIM的可视化计量支付分析，如图4所示，可用颜色区分的方式直观展示已计量支付、正在计量支付、未计量支付的工程模型，分析结果可为项目资金安排、工程造价结算提供参考。

图4 计量支付可视化分析Fig.4 Visual analysis of measurement and payment

本项目通过采用基于BIM云平台的计量支付管理，实现了多方协同式和图形交互式的计量支付管理，解决了项目实施策划中发现的计量支付流程繁琐，审核工作量大，各方沟通协调不便等问题，提升了项目计量支付精细化管理水平，为项目的顺利实施提供了强大技术支持。

5 结语

1）项目管理与BIM技术交叉融合。本文进行了项目管理与BIM技术、信息化技术多领域交叉融合研究，提出了基于BIM云平台的航道工程计量支付管理思路，解决了航道工程计量支付工作中存在的空间跨度大、环境条件恶劣、周期性变化、安全风险高等问题，促进了航道工程项目精细化管理水平提升，为航道工程项目的计量支付管理提供一种新思路。

2）继承核心思想，创新管理流程。本文分析了计量支付管理思路和特点，继承计量支付管理的核心思想，并将其进行信息化升级改造，创新管理流程，搭建基于BIM的云平台，开发计量支付软件模块，方便计量支付的管理审批，实现多方协同计量支付。

3）图形交互模式，提升管理体验。本文充分发挥了BIM技术的可视化特性，以BIM模型交互为中心，以网上流程协同管理为主线，构建航道工程计量支付管理的图形交互模式，提升了计量支付的直观性与沟通协调的便捷性。

本文提出的思路还需在标准规范符合方面、行业特点结合方面、项目实践方面进行深入研究与完善。随着技术的不断发展，本文构建的BIM云平台还需在平台架构、开发技术、部署实施等方面不断优化升级。