城市快速路工程BIM管理平台应用实践

2024-01-18张航

现代信息科技 2023年22期

收稿日期：2023-05-06

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2023.22.022

摘要：绍兴市智慧快速路作为一项大型市区公共交通工程，同期并行建设路段较多，存在一定的管理难度。以BIM平台为项目管理手段，融合大数据、云计算、物联网等新兴技术，基于进度、质量、安全等功能模块，覆盖设计、施工各个环节，全阶段保障项目平稳实施。基于BIM管理平台的项目管理模式，有效提高了工程建设质量和项目综合管理水平，实现了项目精细化管理创新。

关键词：快速路；BIM；管控；精细化

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2023）22-0100-05

Application Practice of BIM Management Platform for Urban Expressway Engineering

ZHANG Hang

（Shanghai Urban Construction Information Technology Co.， Ltd.， Shanghai 200082， China）

Abstract： As a large-scale urban public transportation engineering， Shaoxing Smart Expressway has many parallel construction sections during the same period， which poses certain management difficulties. Using the BIM platform as a project management methods， integrating emerging technologies such as big data， cloud computing， and the Internet of Things， based on functional modules such as progress， quality， and safety， covering all stages of design and construction， ensuring the smooth implementation of the project throughout the entire stage. The project management model based on the BIM management platform has effectively improved the quality of engineering construction and the level of comprehensive project management， achieving innovation in refined project management.

Keywords： expressway; BIM; control; refinement

0 引言

紹兴市智慧快速路作为绍兴市“六横八纵”智慧快速路交通路网，拉近了杭州与绍兴亚运会场馆间的时空距离，为推进长三角一体化和绍兴市三区融合提供了有力支撑和坚强保障。作为一项大型公共交通工程，快速路网覆盖整个绍兴市区。根据项目实际需求和属地特点，绍兴智慧快速路在全线路、全专业、全阶段引入BIM技术，采用基于BIM管理平台的项目总体管理模式，打造全寿命周期的快速路智慧建造管理解决方案，以智慧化的管理赋能工程建设，实现对工程建设项目的高效专业化管理。

1 工程管理痛点

由于绍兴快速路多个路段同时开工，具有单位多、时间紧、任务重等特点。特别是在建设时期，存在信息无法共享和协同工作，信息应用和交换不及时、不准确的问题，给工程带来一定的风险。

1.1 管理割裂问题

各类工程建设过程中，管理割裂的问题始终存在，投资、设计、施工、运维、监理等角色往往只关注自己本职的业务，在各自作业过程中记录的信息也无法有效交互沟通。究其原因，在于没有一个有效的系统串联各方职能。

1.2 信息孤岛问题

快速路多个路段同期并行施工，各方之间信息无法共享，对于信息的理解难免产生偏差，无法将信息转变为有效的知识并根据信息制定正确的策略，因此BIM管理平台的核心任务之一是解决信息共享问题。

1.3 信息可靠性问题

在工程建设行业中，很多场合的信息传播依然采用口头告知、手写材料等较为低效的模式。而在工程建设过程中，信息的时效性至关重要，资料后补、伪造等情况时有发生。只有通过信息化和智能化的手段，才能最大程度保障信息的可靠性。

1.4 信息可视化问题

数据的可视化程度直接决定了信息的可识别和可理解程度，如用统计图方式呈现安全事件的发生频率，就要比文字或表格的方式更加直观。在环境复杂、要素众多的工程现场，用BIM管理平台可视化的方式来呈现业务信息，直观度大为提升。

2 平台特点

基于BIM管理平台的项目管理，兼顾技术的先进性和应用的落地性，遵循“数据自动获取上传、流程线上协同管理、质量动态评定管理”的原则，通过物联网技术和移动平台等手段，对关键数据进行自动采集上传、汇总分析，为解决智慧快速路建设管理问题提出数字化解决方案。BIM管理平台快速路项目总览如图1所示。

该平台的特点包括：

1）结合BIM+GIS、AIOT、云计算、物联网、大数据等新兴技术，高效处理海量工程管理要素信息，支撑项目数字化管理。

2）全员参与平台管控工作，将项目管控平台打造成一个自上而下的有序系统，让基层作业人员参与其中，使项目经营管控工作更加精细，数据体现更加翔实，充分调动大家的积极性与主动性，实现全员参与平台管控，项目管理全程可控。多方协同平台应用，基于数字化平台的协同管理，解决了各参建方在信息、资料、数据、流程、资源、应用方面的协同难题。

3）以BIM模型作为信息载体，与GIS空间信息相结合，以可视化、形象化的方式提供便捷的管理，统一工程中各类信息的描述方式，建立更加规范的数据结构，便于信息管理、查询、利用。

4）利用信息化手段，自动收集项目数据，形成图文、报告、报表，第一时间掌握项目态势，解决了数据收集迟缓、沟通效率低下的常见难题。

5）利用BIM+GIS数字孪生，形成三维可视化一张图，用于项目的设计方案优化、施工方案论证、项目日常管理、动拆迁调度、重点工程方案评选等环节，解决了传统模式下表达不直观、描述不精准的问题。

6）基于物联网与现场联动，进行日常远程督察，在线发出整改通告，解决了业主人手不足与项目规模较大的矛盾，大幅提升了统筹监管效率。

3 主要功能

3.1 三维数字孪生

BIM管理平台已在14个标段中投入使用，包含道路模型、管线模型、倾斜摄影模型，里程超100千米，数据量超400 GB。各类模型数据通过三维引擎无缝融合，轻量化展示，实现模型的查询、互动、更新。并将进度、质量、安全、资料、预制生产等信息与模型相关联，以可视化形式表达业务内容。

二环西路作为绍兴交通系统中最复杂的互通立交，多次采用三维数字孪生模型，有效处理上下层高架的空间关系、净高距离、施工顺序、机械运转、交通调度等，一定程度上降低了复杂互通立体空间的工程难度。

在设计初期，基于数字孪生模型发现互通衔接段与喜临门商场存在冲突，又临近萧曹运河桥，空间位置狭小，难以满足转弯半径和渐变坡度。通过调整设计方案，优化立交衔接路线，避免了工程问题的产生。平台三维数字孪生如图2所示。

3.2 业务数字化管控

BIM管理平台搭建了进度、质量、安全、预制、跟审等模块，全面覆盖项目建设期间的重点工程管理业务内容，提供进度管理、质量报验、安全巡更、预制排产、跟审记录等功能。不仅以数字化的方式对上述业务进行统一管理，实现流程的在线推进闭合，还将信息与BIM模型绑定，借助BIM模型实现数字化资产沉淀，为建设方的工程数字资产管理提供保障。

精细到构件级别的进度监管，从总体统筹调度、原材料进场、预制件生产、计划履行、进度纠偏着手，加强对关键路径上工序的监管预警。

在质量报验上，为每个构件设置了多道关键工序，每道从班组自检上报到总监终审归档，每个环节都以举牌照片和质量数据作为约束，通过物联网采集、现场录入、数据索引等途径进行数据记录收集，自动生成施工质量记录，强化业务数字化管控。质量报验管控如图3所示。

安全管控以试题、视频的形式辅助人员进场三级安全教育，以签到、打卡的形式辅助定点、定路线安全巡检，以事件上报的形式落实隐患限期整改闭环管理。安全巡检管理如图4所示。

工业化智慧工厂，以“标准化设计、工厂化生产、装配化施工，信息化管理”为导向，基于BIM可视化和物联网数据，专为预制构件工厂开发智慧系统，采用现代工业制造方式实现构件产品规模化生产并高效应用于快速路建设。预制生产如图5所示。

3.3 物联网在线监管

BIM管理平台借助物联网技术，接入视频监控、环境监测、结构监测、无人机巡检等项目，业主借助平臺进行精准的远程监管。平台对物联网数据进行实时分析，实现超限报警和趋势预判，保障施工过程的安全性。

杭绍甬高速连接线越东大桥（暂名）作为快速路当中的控制性工程，系绍兴市同期在建施工难度最高的项目之一。在施工阶段的不同工况下布设了多种监测类型的物联传感设备，实时监控桥梁建设安全情况。设置红、黄两级预警，现场监测数据达到预警值时，平台实时触发预警消息，以手机短信的形式通知相关责任人，实现监测数据实时接收，预警消息实时推送，差异化任务督办，形成预警—分析—（停工）—整改—复查—验收的闭环流程，提供智能的决策辅助、科学的风险预测。当出现严重危及施工安全的红色预警时，智慧监测系统实时联动现场广播系统，发布人员撤离的指令。物联监测如图6所示。

3.4 智能辅助决策

BIM管理平台汇集和分析各类工程数据，将业主所关注的重点内容（如项目进度、质量管控、安全文明、人员履职、现场环境等），通过驾驶舱、三维等可视化手段进行展示表达，有利于业主对项目总体态势、工作计划等做出更加准确的判断和决策。

BIM管理平台提供在线式多方沟通协调平台，建设方可通过多项目总览查看各个标段的建设进展和完成绩效，同时可基于平台发起意见流转和跟进反馈。严密的协调管理程序可以对每个环节进行多方面、多参数的客观分析与控制，强化BIM平台的管理优势。

4 应用价值

4.1 资料的有效沉淀

BIM管理平台借助信息化方式，在移动端实现资料报送，确保第一手资料在第一时间得到记录。以BIM作为信息载体，可确保不同项目、不同单位以统一方式记录所有资料，对资料的归档管理和后期调阅和使用都有重要意义。

目前，BIM管理平台已经累计收集工程各方面资料超1 000 GB，其中照片超过70万张，视频文件超过700个，文件超过2 000份，形成了极具价值的项目数字资产。业主在日常工作中已形成通过BIM管理平台进行资料查阅、信息追踪的模式，提升了工程管理效率。

4.2 信息的形象可視

通过BIM管理平台的三维数字孪生，在二环西路互通立交、二环南路地下通道、连接线跨江大桥、于越路北站隧道等关键节点，充分利用平台BIM+GIS技术，融合空间可视化信息展现，应用于设计方案优化、管线迁改敷设、临时交通导改、施工方案交底等环节，帮助建设单位做出准确判断。仅二环西路互通立交一处，就高效解决了五层高架带来的施工难题，有效缩短了施工周期。

4.3 多方的高效协同

BIM管理平台建立了统一而完善的多方协同工作模式，以工作流技术驱动流程的自动流转，从而保证不同参建方各司其职、高效协同。

目前，BIM管理平台已经将各路段的业主、设计、施工、监理、审计等几十家单位，累计1 000余名用户纳入数字化管理范畴。在创建高效协同功能的同时，打造了一体化的管理模式，保障工期紧张、人手有限时的管理效率。各项目在进行工作例会时，已习惯性采用BIM管理平台作为汇报和沟通的主要渠道，对提高沟通效率和项目推进起到了重要的作用。

4.4 管理的统一规范

长期以来，工程建设中规范制度落实不到位是困扰业主的痛点。通过BIM管理平台，对质量、安全等重要业务中的管理流程、数据格式、提交时间、上传地点、参与人员等内容进行设置，以数字化方式驱动管理规范化和制度落地化。

各标段不同职能人员，根据预设权限和岗位职责，在质量报验、安全管控、隐患整改、跟踪审计等方面实现业务流程化、流程数据化、数据标准化。

4.5 监管的精准到位

借助物联网技术与BIM的结合，项目现场监控、监测等传感数据接入平台进行实时分析，自动识别超限情况，并及时发出预警提示，保障现场施工安全。

5 结论

绍兴快速路借助BIM管理平台，沉淀了建设期的过程数据，并向运维阶段传递。提高了工程建设质量和项目综合管理水平，实现了项目全生命周期内的精细化管理创新。

参考文献：

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