基于SEM的水利工程BIM技术应用影响机制研究

袁 敏

(山东省水利勘测设计院有限公司，山东 济南 250013)

自古以来，水利工程在灌溉、防洪、生活用水以及改善生态环境等方面发挥着重要的作用[1]。同时，水利工程一般具有投资高，建设过程中受环境影响较大等特点，决定了水利工程无法像房建一样可以采用模型化设计[2-3]。随着社会经济不断发展，各行业进入信息化时代，传统的水利工程建设模式已经不能适应当前水利行业的发展需要，必须向信息化、数字化和精细化转型[4]。近年来，水利部响应中央及国务院政策，提出智慧水利建设要求，全面提高水利行业的智能化、信息化和现代化建设水平，频频出台相关文件，为水利行业现代化发展提供指导方向[5-7]。

在此背景下，BIM技术迎来了发展机遇。BIM技术作为工程建设数字化、信息化的重要手段和关键技术，对推荐水利工程现代化建设起着举足轻重的作用。然而，根据资料显示，BIM技术在水利工程行业的应用并不乐观，为促进水利工程BIM技术的快速发展，本文对阻碍其应用推广的因素进行分析，探讨影响机制，以期为水利工程高质量发展提供一定借鉴。

1 水利工程BIM技术应用推广影响因素识别

目前在建筑行业分析BIM技术应用推广影响因素的研究较多，但是对于BIM技术在水利行业中的应用推广影响因素的研究还比较少。因此，本文在初步选取影响因素时，不仅仅将范围局限于水利工程行业，而是参照建筑行业相关研究，结合水利工程行业特点，对影响BIM技术应用推广因素进行梳理。同时，根据水利行业设计从业经验，结合项目实践，发现水利行业采用BIM技术不理想的原因还包括项目法人代表采用BIM技术意愿不强，对BIM技术不了解；我国关于BIM技术相关标准，尤其是水利工程BIM技术方面的标准不完善；采用BIM技术会提高项目成本，专业技术人员缺乏等原因。因此，将初步识别的指标结合行业现状进行了补充。为保证识别的影响因素的客观性与准确性，通过调查问卷的方式向27位具有丰富实践经验和该领域的研究学者进行咨询，完善影响因素，并根据特点分类，具体见表1。

表1 水利工程BIM技术应用推广影响因素

X=Λxξ+δ

(1)

Y=Λyη+ε

(2)

2 构建水利工程BIM技术应用推广结构方程模型

2.1 结构方程模型介绍

结构方程模型(SEM)是一种基于变量协方差矩阵分析各个变量之间关系的统计方法，可以用来分析潜在变量的关系。结构方程模型融合了因子分析和线性模型，可对因果模型进行识别、估计和验证。该模型一般分为测量和结构方程两部分。测量方程表达式如下所示：

结构方程表达式如下所示：

η=Bη+Γξ+ζ

(3)

结构方程模型具有诸多有点，可对多个因变量同时进行处理、能够同时对因子结构和关系进行分析等。模型得到广泛应用，应用结构方程模型主要包括5步，分别为理论分析、模型构建、模型识别、模型修正和结果分析。

2.2 结构方程模型研究假设

由于BIM技术在建筑行业应用已经较为成熟，因此认为BIM技术对提高水利工程项目管理效率，促进水利工程高质量发展具有积极作用[8]。同时，基于当前BIM技术在建筑领域的成熟发展，认为目前已有较为成熟的技术成果和技术人才。因此，本文将重点放在外部变量与BIM技术应用的影响机制方面。根据本文研究内容，提出假设条件，具体见表2。

表2 水利工程BIM技术结构方向模型假设

2.3 水利工程BIM技术应用推广结构方程模型

本文根据研究主题，结构SEM理论特点，在确定潜变量和测量变量关系的前提下，构建二阶验证下因子分析模型，如图1所示。

图1 因子分析模型

3 水利工程BIM技术应用推广影响机制实证研究

3.1 问卷调查及数据分析

本文以山东省水利行业从业人员为调查对象，主要包括高校科研单位、施工单位、咨询单位、设计单位以及行业行政主管部门，采用“问卷星”制作调查问卷并采用微信等APP进行在线发送，数据收集时间为14d。时间截止后，共收回调查问卷317份，有效调查问卷313份，有效率为98.7%，满足本次研究需要。调查对象基本情况见表3。

表3 调查对象基本信息情况

根据表3可以看出，被调查对象从业年限分布较为合理，基本都在20%～30%之间，能够代表各个年龄段从业人员对BIM技术的认知与看法。在对BIM技术了解程度方面，主要为一般了解，占比达到了45.05%，不了解和极少了解的从业人员占比达到25.5%左右，非常了解的从业人员只有7.67%，说明山东省BIM技术普及广度和深度还不够。同时，在参与BIM项目数量方面，53.99%的从业人员没有参与过相关项目，参与过1～2个项目的占33.23%，说明广大从业人员接触BIM技术不多，BIM技术在山东省水利行业只能够尚未普及。

利用SPSS软件对收集的数据进行描述性统计，发现本次调查问卷数据为可接受的正态分布，可用于后续研究。同时，采用KMO检验和Bartlett球形检验法对调查问卷进行信效度分析，其中KMO值大于0.8，Bartlett值<0.01，通过信效度检验。需要注意的是在对影响因素进行因子分析时，发现A4(相关专业人员缺乏)的因子荷载系数小于0.5，说明该因素不具有良好的独立性，需要剔除。

3.2 结构方程模型分析

首先，对模型进行估计和评价。本文采用极大似然法对其进行检验，对其进行计算并修正，拟合度检验标准以及修正后检验结果见表4。

表4 拟合度评价标准

可以看出检验结果指标全部达标，因此，样本与模型是适配的。模型回归系数见表5。

表5 模型回归系数表

从上表可以看出，结构模型与潜变量、观察变量与潜变量之间标准化回归系数都大于0，且P值都小于0.5，说明达到了显著水平。同时，修正后的结构方程模型如图2所示。

图2 因子分析模型运算结果

3.3 结构方程模型结果分析

在模型假设验证方面，除了相关专业人员缺乏因素(A4)假设不成立之外，其他假设均成立，具体结构见表6。

表6 假设验证结果表

在模型分析方面，从表5可以看出，技术因素、经济因素、认知因素和行业环境因素对水利工程BIM技术应用推广接受标准化回归系数分别为0.729、0.887、0.985、0.903。所以BIM技术在水利工程中应用推广由小到大排序为：技术因素<经济因素<行业环境因素<认知因素。可以看出认知因素是其最为关键的因素。

在技术因素方面，相关软件不完善(A2)是其影响程度最大的因素。由于相关从业人员对BIM技术的认识会随着时间逐渐的不断深入，对BIM技术的要求不断增高，但是由于BIM软件不完善，无法满足工程需要。相关从业者对BIM技术的使用欲望大大减少；在经济因素方面，投入产出比不理想，实际效益不高(B3)是对其影响因素程度最大的因素。由于BIM技术在最初使用时需要投入一定资金，但是其前期收益不明显，这大大影响了企业采用BIM的意愿；在认知因素中，对BIM技术应用重视不足(C1)对其影响程度最大。目前，我国很多施工企业、设计单位采用BIM技术都是被动的接受政府或者业主的要求，自身并没有意识到BIM技术的重要意义。尤其是各单位的高层领导，对BIM技术并不完全了解，单纯的认为BIM技术是建模软件，没有实际意义；在行业环境因素方面，缺乏取费标准和合同示范文本(D3)因素对BIM技术应用推广影响最大，由于水利工程BIM技术仍处于摸索阶段，所以其取费标准和合同示范文本并没有颁布，这极大的影响了各企业对BIM技术应用的积极性。

4 结语

本文在对水利工程BIM技术应用必要性及应用现状进行充分了解的基础上，以山东省地区为例，采用结构方程模型对影响水利工程BIM技术应用因素进行分析，讨论了影响机制。本文研究结果不仅为促进BIM技术在水利工程领域的应用，也为水利工程信息化、数字化发展提供了新的思路。在此基础上，各单位要提高思想认识，重视BIM技术的作用；有关部门要制定良好的政策环境，保障BIM技术的健康发展。同时，本文问卷调查人员主要为山东省相关从业人员，未考虑地区差异对BIM技术推广的影响。未来将重点分析我国各地区存在的共性问题，完善研究结论。