BIM技术在铁路工程计价系统中的应用

陈 军

（中铁建设集团南方工程有限公司 广州 514400）

0 引言

随着信息技术的快速发展和应用范围的不断扩大，建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术已经成为现代建筑和工程领域的一项重要创新。BIM 技术通过整合建筑项目的各个方面，包括设计、施工、运营和维护等环节的信息，以三维数字模型的形式进行综合管理和协同工作［1-4］。这一技术的出现不仅为传统建筑行业带来了巨大的变革，同时也为其他行业的管理和决策提供了新的思路和方法。

在交通运输领域，铁路作为一种重要的运输方式，扮演着关键的角色。铁路工程计价系统作为铁路运输中的核心管理系统之一，对于确保运输的准确计价和高效运营具有至关重要的意义［5-6］。然而，传统的铁路工程计价系统存在一些问题，例如信息不一致、数据冗余和处理效率低下等。这些问题严重影响了计价系统的精确性、可视化和自动化程度，进而阻碍了铁路运输的有效管理和决策［7］。

本文旨在研究和探讨BIM 技术在铁路工程计价系统中的应用，以新建福厦高铁厦门北站工程为依托，应用基于BIM 技术的铁路工程计价系统，以提高计价系统的精确性、可视化和自动化程度。这将为铁路运输领域的管理和决策提供更准确、高效的支持，进一步提升铁路运输的竞争力和可持续发展能力［8］。

1 项目概况

新建厦门北站建筑面积为25 万m2，位于既有车站北侧，建成后，新老车站相加总体规模将达到13 台27 线，年旅客发送量达5 000 万人次。新建车站站房最高点55.5 m，屋檐高27.0 m，屋面采用东西向、南北向双曲结构，南北向弯弧半径达56 m，屋面最高点与最低点相差24 m，是国内首条跨海高铁全线施工难度最大的车站。

本项目的计价难点在于：

⑴项目体量大，工期紧，材料种类多，非常规构件数量较多，传统计价方法效率低且准确率不高；

⑵项目参建单位较多，信息传递路径较长，沟通和协调成本较高，项目信息变更管理困难。

2 BIM计价系统下企业自主定额模式探索

为确保BIM 模型和计价数据的高效整合，建立了一个BIM 数据管理体系，如图1 所示。这个体系应包括确定数据的输入、导入和导出方式，以保证BIM 模型和计价系统之间的数据质量和一致性。在考虑数据标准和命名规范时，应涵盖构件、材料、定额分类等信息。

图1 BIM计价系统构成模块Fig.1 Modules of BIM Cost Estimation System

基于实际项目和企业经验，开发自主的定额模板和计价规程是关键。首先，需要建立定额数据库，其中包括常见构件、材料和工程项的定额计算公式和参数。其次，制定计价规程，明确计价过程、数据输入和输出要求。

在开发自主定额模板和计价规程之后，需要对其进行验证和审查。这可以通过实际项目应用和对比实测数据来完成，以评估模式的准确性和可行性。根据反馈和验证结果，可以进行迭代和优化定额模板和计价规程，确保其符合实际情况和工程需求。

在构建以BIM 为基础的计价系统下的企业自主定额模式时，灵活性、准确性和实用性是关键考虑因素。通过深入理解企业需求和目标，合理管理和整合数据，制定定额标准和规则，开发定额模板和计价规程，验证和优化模式，企业可以构建出适合自身情况的自主定额模式，提升计价效率和准确性。

3 基于BIM的工程计价应用

3.1 计价模型建立

BIM计价模型的建立以Revit为基础，配合企业自主定额的数据库。如表1 所示，建立项目的BIM 模型后，可准确输出项目工程量，然后根据本项目需求和计价标准，确定计价模型所需的参数。根据构件的类型、材料、工序等设定适当的计价参数，根据实际项目和计价需求，建立BIM 计价模板，在计价模板中按照项目的构件分类，设定合理的计价参数和计算公式［9］。

表1 应用实例局部工程量输出Tab.1 Partial Engineering Quantity Output

利用BIM 计价模型进行计价模拟和分析。如表2所示，根据BIM 模型中的构件信息和计价参数，可自动生成计价结果。可以进行各种计价分析，如材料成本、人工成本、工期成本等。根据实际项目的计价结果和反馈意见，对BIM 计价模型进行验证和调整。检查计价结果的准确性和合理性，根据需要进行参数调整和模板优化。

表2 应用实例局部构件价格输出Tab.2 Partial Component Price Output

建立BIM 计价模型时需要综合考虑多个因素，包括项目要求、BIM 数据的准备与整合、计价参数的设定以及模型的验证与调整。通过合理的规划和设计，充分利用BIM 技术的优势，可以实现以下好处：提高计价效率、降低成本，并支持更准确和可靠的项目预算和决策［10］。

3.2 计价模型管理

确保BIM 模型和计价模型的数据准确性、完整性和一致性是非常重要的。为了实现BIM 造价管理模型的生成，可以将按楼层或施工工序输出的价格信息匹配到构件中，以实现对施工流程的价格控制。在这个过程中，需要借助BIM的施工模拟软件来实现［11］。

在本案例中，选择使用Revit 软件进行施工模拟。案例中将工程段划分为楼层（例如，将模型中的承轨层作为一个工程段），实际的模拟情况应根据造价管理要求的精度来划分施工段。在实际应用中，可以简化每个楼层的构件。在Revit 软件中，可以导入包含价格信息的Excel 表，生成量价合一的表格，并随时查看某个构建元素的量和价情况。通过BIM 模拟软件，可以得到构件与价格相互关联的模型，也即是所谓的BIM计价管理模型，本项目的BIM计价管理模型如图2所示。

图2 BIM计价管理模型Fig.2 BIM Cost Management Model

BIM 造价管理模型的生成的具体过程如下：首先，在Revit 软件中建立完整的BIM 模型，包含各种构件和相关的几何、材料等信息。然后，通过导入包含价格信息的Excel 表格，将价格数据与构件进行关联，确保每个构件都有对应的价格信息。接下来，根据工程段的划分，可以根据需要在模型中简化构件。通过Revit 软件的功能，可以快速生成量价合一的表格，展示构件的数量和对应的价格信息。

为了有效管理BIM 计价模型，需要建立一个模型文档和相关文档的管理系统。该系统应该包括以下方面的内容：

⑴分类、归档和备份：对BIM 模型和计价模型的文档进行分类和归档，确保文件的组织和结构清晰。同时，进行定期的备份，以防止数据丢失和意外情况发生。这样可以确保文档的可追溯性和安全性。

⑵文档版本控制：进行适当的文档版本控制，记录文档的修改历史和变更记录。通过版本控制系统，可以跟踪每个文档的不同版本，并查看文档的修改细节。这有助于维护文档的完整性和一致性，并提供审计和回溯的能力。

⑶及时发现和解决问题：建立反馈机制，鼓励团队成员主动报告问题，并采取适当的纠正措施。定期进行模型的检查和审核，以发现和解决BIM 计价模型中的问题和错误。同时，对错误进行分析和总结，以避免类似问题的再次发生。

⑷跟踪使用情况和变更历史：跟踪BIM 计价模型的使用情况和变更历史。记录模型的修改和更新，包括变更的原因、时间和责任人。这样可以方便追溯和回溯模型的变更历史，也便于后续的审计和分析。

通过以上的管理措施，可以确保BIM 计价模型的数据质量、模型的准确性和可靠性。有效的管理系统不仅可以提高项目的管理效率，还能提高决策的质量。同时，记录模型的变更历史和使用情况有助于提供项目的全面信息，为项目评估、审计和改进提供依据。

3.3 BIM计价系统综合优势

BIM 计价系统具有许多综合优势，对于铁路项目的计价和成本控制非常有价值。下文重点阐述BIM计价模型的一些综合优势：

3.3.1 数据一致性和准确性

BIM 计价系统将设计、施工和维护阶段的各种数据整合在一个统一的模型中。这种综合性的数据管理确保了数据的一致性和准确性，避免了传统计价方法中可能出现的数据冲突和错误。

3.3.2 可视化和沟通

BIM 计价系统提供了三维可视化的效果，使得成本管理团队能够更直观地理解设计和施工方案。这种可视化功能有助于沟通和协调各个利益相关者之间的理念和期望，提高了合作和决策效率。

3.3.3 实时成本控制

BIM 计价系统可以与实时成本数据集成，使得成本管理团队能够实时监测项目的成本状况。通过与实际成本数据的对比，可以及时发现和解决成本超支或潜在的风险，从而实现更精确的成本控制。

3.3.4 变更管理和影响评估

BIM 计价系统可以追踪和管理项目的变更历史，记录设计和施工变更对成本的影响。这有助于识别变更导致的成本增加或减少，并评估变更对整体项目预算的影响。通过综合考虑变更和其影响，可以更好地管理和控制项目的成本。

3.3.5 预测和优化

BIM 计价系统结合数据分析和模拟功能，可以进行成本预测和优化。利用历史数据和实时成本信息，可以进行预测性分析，估计项目未来的成本趋势和可能的风险。同时，通过模拟不同设计方案或施工策略的成本，可以优化方案以实现成本效益的最大化。

4 结语

BIM 计价系统可以实现自动化和集成化的计价流程，减少了繁琐的手工操作和数据输入。并结合预设的价格参数和定额库，实现了高度准确的计价结果。通过在模型中显示工程量和价格信息，可以直观地展示每个构件的成本和费用分布。BIM 计价系统将计价信息与BIM 模型进行关联和集成，实现了数据的共享和协作。项目团队中的各个成员可以同时访问和更新计价数据，实现多方协同工作，减少了信息传递的时间和错误。通过对BIM 模型进行相应的调整和更新，可以自动重新计算工程量和成本。以BIM为基础的计价系统相比传统计价具有效率提升、准确性提高、可视化展示、数据共享与协作、变更管理和综合管理等多个优势，有助于提高项目的成本控制和管理效果。