摘要：现阶段，铁路工程项目体量不断增大，施工难度也越来越高。在工程建设的过程中，以信息管理为抓手的BIM技术逐步被应用到各个项目，BIM技术的可视化、协调性、模拟性、优化性等特点推动了施工管理方式的转变，成为施工管理过程中不可或缺的技术。
关键词：BIM、施工、信息管理、平台
1. 背景
BIM的概念最早由美国提出并应用，随后逐渐扩展到英国、北欧、澳大利亚、日本、韩国等发达国家[1]。2004年，Autodesk公司在中国的AutoCAD2005产品发布会上，首次在中国提出BIM技术概念。历经15年，中国BIM技术的应用有了跨越式的发展。
BIM技术以三维模型为信息载体，可挂接施工过程中的工期、成本、物料、地理、地质等各种信息，改变了传统的建造模式。随着智能化的发展，BIM技术逐步与智能化、物联网、移动互联网、大数据、云计算、5G等先进技术融合，对项目施工过程中的海量信息进行整理、分析和处理，形成了以BIM技术为核心的施工过程动态管控，对施工行业的科技进步和产业升级产生不可估量的推动作用。
2. 铁路工程BIM技术应用管理
2.1应用概述
铁路项目BIM技术应用的管理，借鉴了全面质量管理的思想基础和方法（即PDCA循环）。通过实施策划、过程实施、检查与评价和处置四个过程，实现BIM技术在施工现场的落地应用。同时，将BIM技术与无人机、三维激光扫描仪、监控量测设备、监控、ERP等融合，在铁路项目施工过程进行质量、进度、成本、物料、相关方等动态管理，助力项目精细化和标准化管控。
2.2 BIM应用实施策划
2.2.1 目标分析
BIM技术是工程项目在设计、分析、建造和运维过程中的数字化表达。在铁路施工管理中，应用BIM技术可提高管理效率和工作质量，有效解决施工过程中的重难点：
1）前期征地拆迁、站场选址协调规划难度大；
2）地形复杂多变，上跨河道交通线路，安全措施要求高；
3）关键节点多，对施工工期合理排布要求高；
4）专业工艺多种多样，对总体施工质量要求高。
将应用目标分为三级，一级为常规成熟应用内容，易于实现；二级目标为跟踪项目进度进行的BIM应用，需要进行一定的探索和费用投入才可以实现；三级目标工作为模型接入平台辅助施工过程中项目管理和后期运维管理，需要较大的费用投入才可实现。
2.2.2环境分析
1）铁路工程环境：铁路工程项目大部分为线性工程，具有占线长、工点多、劳务班组多、周围环境复杂、安全隐患多等特点。
2）BIM实施环境：目前，BIM技术在建筑施工领域得到了大面积的推广应用。而铁路工程BIM技术应用起步较晚，在软件、硬件和人才等各个方面都存在欠缺。
3）BIM实施标准：公司或总部《BIM技术应用指南》、国家、行业有关法律、法规、规章、标准、规范等。
4）重难点：根据铁路工程特点，在施工过程中，需要以BIM关键技术辅助桥梁工程、隧道工程、路基工程等施工管理，通过BIM建模和模拟分析软件实现施工组织设计和方案模拟。
2.2.3范围管理
施工范围包括道路改移、砍树挖根、取弃土、大临用地，构筑物垃圾清运，路基，桥涵，隧道，综合接地，接触网支柱基础，电缆槽，声屏障，绿化，安图梁场、混凝土拌和站、填料集中拌和站等大临工程。BIM实施范围包含建筑实体、临建、附属设施等建模、方案模拟、工艺分析、BIM施工图、施工动画、效果图等。
2.2.4风险分析
参与BIM技术应用各方责任分配及所有权的法律风险；模型数据准确性、完整性和互通性的技术风险；模型数据的合并、储存、更新和共享的管理风险；BIM技术推广实施过程中的成本风险；BIM模型和数据交付业主的履约风险。
2.2.5实施方案
1.一级目标
1）项目LOD300精度模型创建。
2）施工现场平面规划：依照施工场地的布设方案建模，对实际施工过程中的征拆补迁、施工便道、大型设施、材料堆放、安全通行、辅助设施布置等进行仿真模拟，为施工组织设计提供优化依据。
3）模型信息完善、更新与维护：根据项目施工过程产生的大量信息数据，选择有效信息，定时更新到模型中。
2.二级目标
1）施工方案模拟与优化流程：对工程重难点部位，依托模型进行虚拟现实施工，在施工方案阶段就得以优化。
2）施工模拟：使用软件进行施工计划仿真模拟，以其直观可视化特性发现施工过程中施工空间、设施、资源之间可能存在的冲突和不足，可显著提高计划的可实施性。
3）深化设计：基于设计院施工图的所有内容，进行模型创建，过程中发现图纸不合理部分建立优化模型，提出优化建议或修改进行施工图二次优化出图。
4）成本管理：包括对BIM工作所带来的非实物的价值资产，如效率提高、避免错误、减少浪费、缩短工期等，进行定性或定量的评价。
6）结合RFID、无人机、放样机器人等智能化工具，实现BIM开放应用：
3.三级目标
1）搭建或接入BIM综合管理平台：选择合适BIM综合管理平台，提升项目管理效率。
2）竣工模型：将最初的3D设计模型、专业深化设计模型及过程中的设计变更、进度、造价信息进行模型集成及补充，形成信息涵盖全、能反应工程建造最终状态的LOD400级竣工模型并交付业主。
3）运维管理：选择合适运维管理平台，利用BIM模型实现项目完工后的运维管理。
2.2.6组织架构
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图2.2.6-1 BIM团队组织架构
项目部组建BIM小组并成立BIM工作室，组织架构如图2.2.6-1所示，BIM小组组长负责BIM小组管理，统一协调BIM各相关方（专业BIM工程师、生产部门、物资设备部、商务合约部、建设单位、设计单位和劳务等）。BIM相关各部门按工作量大小，至少指定1位以上熟练掌握本专业业务的人员，组成项目各部门BIM团队，负责相关专业工作。
2.3 BIM应用过程实施
2.3.1 团队管理
项目BIM小组主要负责：BIM模型的创建、维护，确保设计和深化设计图清楚、形象的展现在模型里，可以更好的发现图纸问题并及时解决；可以表现出各种施工工艺流程，更好的优化施工方案和工作计划；进行模拟施工，进而优化工程施工进度计划。同时，定期组织对项目部管理人员的培训工作[3]。
2.3.2进度管理
项目工程部将project编制的工期横道图，导入BIM5D软件PC端，创建任务并与模型关联，合理调整施工分区、工序，优化施工组织设计有效组织各工区工序搭接。根据区间计划项目生产经理在Web端每周发布周任务，现场负责人领取任务，并实时记录过程信息，完成任务后提交，形成计划于实际对比，并利用BIM5D进行多视口可视化动态模拟，将实际进度和计划进度通过模型进行进度复盘，分析进度偏差原因及时进行资源调配，实现管理留痕，进度可控。
2.3.3成本管理
利用项目BIM模型的自动构件统计功能，快速准确的统计出各类构件的数量，核对图纸和清单工程量。同时可以及时评估设计变更造成材料数量变化而引起成本的变动，可以提前与建设单位沟通或办理签证。同时以指导实际材料物资的采购，从进度模型中提取现场实际的人工、材料、机械工程量，掌握成本消耗情况。将模型工程量、实际消耗、合同工程量，三量进行对比分析，掌握成本分布情况，进行动态成本管理。
2.3.4质量管理
1）方案优化
通过项目的BIM模型及施工模拟指导编制专项施工方案，可以直观的对复杂工序进行分析，对专项方案的施工工序进行合理排布，有利于方案的专项性、合理性。
2）配合技术交底
将BIM技术应用于三维技术交底中，利用BIM软件制作施工模拟动画，生动、高效的表达施工过程，易于被交底人理解设计意图。
3）安全计算
对钢结构工程进行建模，由BIM软件转换到相关专业分析软件进行验算，由项目专职技术人员进行核查研讨，从理论上确保每一个钢结构支撑万无一失。
2.3.5相关方管理
在项目实际建造过程中，研究基于BIM的可视化多方进度协同管理方法。通过搭建BIM协同管理平台，实现各参建单位的高效协同沟通，实现多阶段、多专业、多参建方、多环节的数据关联和共享。
基于BIM的协同管理平台，建立了一种新的数据组织方式，优化出新的业务管理流程[2]。BIM协同管理平台实现全过程资料归档，并基于BIM模型建立数据集，基于BIM模型建立工程项目质量、安全、进度等管理体系，为项目各参建单位创建协同工作环境，为业主提供协同管理工具。
2.3.6 采购管理
利用BIM软件算量分析功能，挂接时间信息后，导出月度工程量明细表。通过明细表汇出功能，汇总月度统计分析下施工现场所需物料（钢材、混凝土、模板、门窗、砌体等）。同时，利用软件导出相应料单直接发给物资部分或ERP系统，指导项目物资采购过程，实现精细化采购管理。
2.4 BIM应用检查与评价
2.4.1 BIM专项检查
BIM技术实时过程中实行三级检查制度。第一级由公司总部对二级单位和项目部BIM应用和管理的情况进行检查；第二级由二级单位对项目部BIM应用和管理的情况进行检查；第三级为项目对BIM实施情况进行自查。
检查内容包含：体系建设、BIM管理目标、硬件设备管理、检查评比、示范验收、创优管理、成果推广管理、BIM培训、过程管理资料等。检查分为内业和BIM现场实施。通过检查评分标准和评分表，最终确定BIM实施情况优劣。
2.4.2 BIM示范项目验收
内部组织开展BIM示范工程评选工作。BIM示范工程立项标准、申报、检查、评审和验收流程。每年下半年，组织内外部专家对申报的项目进行验收，验收包含综合报告、成果文件、管理效益等内容。
2.5 BIM应用处置
2.5.1奖罚管理
对检查过程中发现的问题及相关责任人进行处置。对于检查过程中超过90分的优秀项目予以通报表扬，对于低于60的不合格项目进行通报批评，并对相关责任人进行罚款处理。
对于BIM示范应用项目，验收合格可评为公司BIM示范工程并挂牌公示，同时对BIM示范工程通过验收的项目进行激励。
2.5.2竣工交付
项目竣工前，将符合要求的BIM实施过程资料（包含但不限于模型、族库、材质库、效果图、动画、BIM应用总结、管理资料等）交付业主，同时进行相关部门备案后，最终在公司资料室进行存档。
2.5.3经验总结
项目完工或每管理循环结束，项目总工完成BIM先进应用总结，总部和二级单位完成项目BIM实施先进技术总结及推广。由二级单位和公司总部BIM管理部门完成施工BIM应用成套技术总结，同时亦可申请专利、论文、工法、软件著作权等成果。针对同一类型的项目，编制项目施工BIM应用标准及指南文件，由公司科技委员会审核通过后予以下发。
3 总结
铁路工程项目通过“BIM技术+BIM协同平台”双应用路线，融合动态管理理念，解决工程项目施工重难点，形成传统管理模式与BIM数据相融合的综合BIM施工应用，实现工程项目“内外部数据协同、现场管理可追溯、数据支撑决策”的精细化管控模式，价值效益明显，成果突出，完成了基础设施项目隧道工程和桥梁工程的BIM施工应用全过程解决方案，为后期类似施工总承包工程进行BIM技术应用提供可复制式实施蓝本。
参考文献：
[1]冯鹏程，田甜，陈中治.交通基础设施领域的BIM技术应用[J].中国公路.2018.16(74-75)
[2]张城俊.业主方的BIM技术应用分析[J].科技创新与应用，2018，8(1):154-156.
[3]豆丁建筑.BIM应用实施计划.https://jz.docin.com/p-2171638708.html
作者简介：
张凡，中国建筑土木建设有限公司，BIM负责人。地址:北京市丰台区南四环西路188号（十六区）11号楼，邮编：100070，电子邮箱：1002836147@qq.com。
论文作者:张凡,吕柏行
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/18
标签：项目论文; 模型论文; 技术论文; 过程中论文; 进度论文; 数据论文; 过程论文; 《基层建设》2019年第28期论文;