论文部分内容阅读
摘要：随着社会和经济的快速发展，建筑行业的项目规模亦发生了翻天覆地的变化，人力、物力、财力的投入呈几何级增长。随之，也产生了一系列的问题：各个部门有自己的一套管理办法，信息不统一;审批流程太长太复杂，影响项目效率;项目进度难以监控、成本不能控制。企业亟需开发一套适应科技发展需求的项目管理平台，总体上实现项目管理关键流程的全覆盖，实现大量管理数据的及时、统一采集，解决原有分散管理带来的信息孤岛问题，实现项目管理的信息化、规范化。最大化地协调各方面资源，协同管理、提升管理效率。本文结合实际工作中的项目经验，研究了基于BIM技术的工程项目管理平台的特点和优势，分析了基于BIM技术的管理平台在实际项目中各阶段的管理作用和价值，以期为企业推动BIM技术在项目管理中发挥更大的作用提供参考。
关键词：BIM技术;工程项目管理平台
1 研发BIM项目建设工程管理平台的意义
当今越来越多的施工项目采用联合体施工，怎样做到多家施工单位信息同步、沟通及时、责任明确一直是一项难题。但是只要引用BIM施工管理平台，在云端平台可以很轻松的做好数据处理和信息沟通，并且可以运用管理员权限制度网签合同，做到信息同步、沟通及时、责任明确不是难题。另外BIM施工管理平台可以利用数据库里的大数据，对联合体各家进行分析，能够合理分配工作工序和工作搭接的时间节点，保證各个联合体之间能够相对和谐顺畅的完成施工任务。
2 BIM项目建设工程管理平台的系统架构特点
2.1 用户管理
基于网络的多用户管理，系统的管理者为工程项目不同管理部门和参与方配置了不同的权限，允许多用户在网络上对系统进行操作。根据项目的管理工作流程配置账户权限和平台编辑权限确保信息的安全性和传递的可靠性。
2.2 数据接口
系统平台拥有基于国际通用标准的BIM模型IFC格式数据接口，支持设计和施工的信息交换共享，通过研究IFC标准对BIM模型进行真实表达。应用IFC属性扩展机制对实时动画进行描述，建立基于IFC标准的建筑物真实感模型及动画模型。在模型研究的基础上，运用OpenGL技术进行建筑物真实感渲染和场地实时动画功能进行开发，实现逼真的BIM模型及实时动画，支持建筑施工过程虚拟仿真。
2.3 图形平台
平台的图形展示采用自主开发的基于OpenGL的图形平台，增强了4D可视化模拟效果。考虑到资源平衡和用户需求，各用户可以根据不同的工作内容在平台内呈现不同的工作界面，结合图形、图标及工作向导等多种表现形式，便于用户操作和使用。
2.4 算法分析
拥有对场地设施、工程构件碰撞检测以及施工进度和资源的冲突分析等安全分析功能。系统在BIM4D施工模型基础上，采用了边界描述法对施工场地进行整体描述，针对场地设施实体的几何特征、外观表现、运动规律及时变化特征，建立施工场地设施的时空模型。通过改进并应用简化层次包围盒判断算法、集成空间分解与占用的精确碰撞检测算法，实现了施工设施之间、设施与结构之间的物理碰撞检测。同时将BIM4D模型与资源信息有效挂接，建立了包含资源信息的施工信息集成模型，在此基础上采用BP神经网络算法实现施工进度的里程碑分析、机电优先级计算、资源冲突管理等功能。
3 基于BIM技术的项目管理平台的设计实现案例探讨
3.1 可视化平台
某项目基于BIM技术进行设计和施工项目管理的一个例证。该项目位于某规划景观带的核心位置，采用摩天轮与桥梁结合的方案，其中摩天轮采用了创新的无轴式固定圆环结构，在结构上突破了传统摩天轮的辐条形造型。
与其他摩天轮不同的是，该项目采用了固定轮盘式摩天轮，并在摩天轮轮盘结构中采用了编织网格形式的空间网壳结构。这种空间网壳结构很难通过二维图纸表达出准确的空间尺寸和位置关系。通过BIM技术的应用，能够对每根空间网壳构件进行数字化模拟，不仅可以快速修改编织网格的空间位置，还可以对修改后的构件之间是否冲突给出碰撞结果。
该项目从方案设计阶段开始，应用BIM技术为无轴式摩天轮结构提供了一个可视化管理平台，为摩天轮整体尺寸的确定、各编织构件的节点控制，提供了直观、准确的数据支持。通过BIM模型导出数据的二次应用，直接为摩天轮的结构设计提供了空间计算模型，计算模型和设计施工方案可以统一修改，在提高计算建模效率的基础上保证了计算所有模型数据的及时性和准确性。同时，桥梁—摩天轮一体化的设计，不仅仅是结构的一体化，更是桥梁结构与娱乐功能和周边环境的一体化。通过基于BIM技术的管理平台，实现了该项目空间的、可视化的、真实准确、整体环境多角度全方位的数据化模拟，为该工程各阶段的项目管理决策的正确性和高效性提供了强有力的保障。在施工过程中，利用BIM技术计量准确、模拟施工和直观可视等特点，对施工单位的材料采购、施工组织、关键节点工序的技术安全交底等工作起到了重要的指导和辅助作用，有利于增加施工单位的项目价值。
3.2 信息共享和协同管理平台
某污水处理厂是一座花园式的半地下污水处理厂，总占地面积4.4公顷，日处理污水9.5万吨。该项目为设计牵头的EPC工程，在设计和施工阶段就已经引入BIM技术进行工程管理，并为项目实施创造了价值。在污水处理厂项目的全生命周期中，运维阶段所占的时间最长，花费也较高;同时设计施工阶段的信息数据完全可以共享至运维阶段，因此，继续采用基于BIM技术的项目协同管理平台，对污水处理厂的运维进行管理，打造全过程项目管理示范项目。
该运维系统通过在泵组、管道和处理池、沉淀池、过滤池等构筑物中设置传感器，把污水水质水量、液位、管道压力、出水压力、出水管余氯、出水质量等数据信息实时回传至运维平台，通过回传数据与BIM模型的结合、计算，自动调节运行参数、所需开启的水泵数量、加药量、回流比等运维数据，实现了将实时数据收集到管理平台，再基于BIM模型的信息库和项目管理平台进行后台运算处理，并自动调整数据应用的全过程自动化管控。
该协同运维管理平台，智能地完成了污水处理厂运行时每一环节的工艺流程管理、温湿度控制、有毒有害气体管理、厂区周围环保控制和重要危险点源的安全管理等工作。同时，该项目的运维管理平台还实现了移动端的数据共享，使政府、业主等各参建方可以随时通过手机对污水处理厂运行的情况进行实时监控、信息查询、安全监督、能耗控制、协同管理，实现了对污水处理厂的全面实时可控，这样既节省了水厂日常运维所需的人力物力投入，又实现了对项目安全的日常管控，达到了为项目管理增值的目的。
总而言之，工程项目复杂而繁琐，管理难度很大，BIM技术作为国家建筑和市政行业“十三五”发展规划的重点，在工程设计和招投标阶段的应用已经成为常态。但是，如何更好地利用BIM技术进行项目的施工和运维管理，有待于从业者开展更多的项目实践和研究。随着国家科技的进步，GIS、物联网、大数据和智慧城市的不断发展，基于BIM技术的工程项目管理平台也将得到更广泛地应用，在项目管理过程中发挥更大的作用。
参考文献：
[1]方磊，王立幼，叶铭.基于BIM与GIS的工程项目三维管理平台设计与实现[J].中国建设信息化，2018（16）：70-72.
[2]王星旭. 现代建设工程项目管理平台的设计和实现[D].北京邮电大学，2007.
关键词：BIM技术;工程项目管理平台
1 研发BIM项目建设工程管理平台的意义
当今越来越多的施工项目采用联合体施工，怎样做到多家施工单位信息同步、沟通及时、责任明确一直是一项难题。但是只要引用BIM施工管理平台，在云端平台可以很轻松的做好数据处理和信息沟通，并且可以运用管理员权限制度网签合同，做到信息同步、沟通及时、责任明确不是难题。另外BIM施工管理平台可以利用数据库里的大数据，对联合体各家进行分析，能够合理分配工作工序和工作搭接的时间节点，保證各个联合体之间能够相对和谐顺畅的完成施工任务。
2 BIM项目建设工程管理平台的系统架构特点
2.1 用户管理
基于网络的多用户管理，系统的管理者为工程项目不同管理部门和参与方配置了不同的权限，允许多用户在网络上对系统进行操作。根据项目的管理工作流程配置账户权限和平台编辑权限确保信息的安全性和传递的可靠性。
2.2 数据接口
系统平台拥有基于国际通用标准的BIM模型IFC格式数据接口，支持设计和施工的信息交换共享，通过研究IFC标准对BIM模型进行真实表达。应用IFC属性扩展机制对实时动画进行描述，建立基于IFC标准的建筑物真实感模型及动画模型。在模型研究的基础上，运用OpenGL技术进行建筑物真实感渲染和场地实时动画功能进行开发，实现逼真的BIM模型及实时动画，支持建筑施工过程虚拟仿真。
2.3 图形平台
平台的图形展示采用自主开发的基于OpenGL的图形平台，增强了4D可视化模拟效果。考虑到资源平衡和用户需求，各用户可以根据不同的工作内容在平台内呈现不同的工作界面，结合图形、图标及工作向导等多种表现形式，便于用户操作和使用。
2.4 算法分析
拥有对场地设施、工程构件碰撞检测以及施工进度和资源的冲突分析等安全分析功能。系统在BIM4D施工模型基础上，采用了边界描述法对施工场地进行整体描述，针对场地设施实体的几何特征、外观表现、运动规律及时变化特征，建立施工场地设施的时空模型。通过改进并应用简化层次包围盒判断算法、集成空间分解与占用的精确碰撞检测算法，实现了施工设施之间、设施与结构之间的物理碰撞检测。同时将BIM4D模型与资源信息有效挂接，建立了包含资源信息的施工信息集成模型，在此基础上采用BP神经网络算法实现施工进度的里程碑分析、机电优先级计算、资源冲突管理等功能。
3 基于BIM技术的项目管理平台的设计实现案例探讨
3.1 可视化平台
某项目基于BIM技术进行设计和施工项目管理的一个例证。该项目位于某规划景观带的核心位置，采用摩天轮与桥梁结合的方案，其中摩天轮采用了创新的无轴式固定圆环结构，在结构上突破了传统摩天轮的辐条形造型。
与其他摩天轮不同的是，该项目采用了固定轮盘式摩天轮，并在摩天轮轮盘结构中采用了编织网格形式的空间网壳结构。这种空间网壳结构很难通过二维图纸表达出准确的空间尺寸和位置关系。通过BIM技术的应用，能够对每根空间网壳构件进行数字化模拟，不仅可以快速修改编织网格的空间位置，还可以对修改后的构件之间是否冲突给出碰撞结果。
该项目从方案设计阶段开始，应用BIM技术为无轴式摩天轮结构提供了一个可视化管理平台，为摩天轮整体尺寸的确定、各编织构件的节点控制，提供了直观、准确的数据支持。通过BIM模型导出数据的二次应用，直接为摩天轮的结构设计提供了空间计算模型，计算模型和设计施工方案可以统一修改，在提高计算建模效率的基础上保证了计算所有模型数据的及时性和准确性。同时，桥梁—摩天轮一体化的设计，不仅仅是结构的一体化，更是桥梁结构与娱乐功能和周边环境的一体化。通过基于BIM技术的管理平台，实现了该项目空间的、可视化的、真实准确、整体环境多角度全方位的数据化模拟，为该工程各阶段的项目管理决策的正确性和高效性提供了强有力的保障。在施工过程中，利用BIM技术计量准确、模拟施工和直观可视等特点，对施工单位的材料采购、施工组织、关键节点工序的技术安全交底等工作起到了重要的指导和辅助作用，有利于增加施工单位的项目价值。
3.2 信息共享和协同管理平台
某污水处理厂是一座花园式的半地下污水处理厂，总占地面积4.4公顷，日处理污水9.5万吨。该项目为设计牵头的EPC工程，在设计和施工阶段就已经引入BIM技术进行工程管理，并为项目实施创造了价值。在污水处理厂项目的全生命周期中，运维阶段所占的时间最长，花费也较高;同时设计施工阶段的信息数据完全可以共享至运维阶段，因此，继续采用基于BIM技术的项目协同管理平台，对污水处理厂的运维进行管理，打造全过程项目管理示范项目。
该运维系统通过在泵组、管道和处理池、沉淀池、过滤池等构筑物中设置传感器，把污水水质水量、液位、管道压力、出水压力、出水管余氯、出水质量等数据信息实时回传至运维平台，通过回传数据与BIM模型的结合、计算，自动调节运行参数、所需开启的水泵数量、加药量、回流比等运维数据，实现了将实时数据收集到管理平台，再基于BIM模型的信息库和项目管理平台进行后台运算处理，并自动调整数据应用的全过程自动化管控。
该协同运维管理平台，智能地完成了污水处理厂运行时每一环节的工艺流程管理、温湿度控制、有毒有害气体管理、厂区周围环保控制和重要危险点源的安全管理等工作。同时，该项目的运维管理平台还实现了移动端的数据共享，使政府、业主等各参建方可以随时通过手机对污水处理厂运行的情况进行实时监控、信息查询、安全监督、能耗控制、协同管理，实现了对污水处理厂的全面实时可控，这样既节省了水厂日常运维所需的人力物力投入，又实现了对项目安全的日常管控，达到了为项目管理增值的目的。
总而言之，工程项目复杂而繁琐，管理难度很大，BIM技术作为国家建筑和市政行业“十三五”发展规划的重点，在工程设计和招投标阶段的应用已经成为常态。但是，如何更好地利用BIM技术进行项目的施工和运维管理，有待于从业者开展更多的项目实践和研究。随着国家科技的进步，GIS、物联网、大数据和智慧城市的不断发展，基于BIM技术的工程项目管理平台也将得到更广泛地应用，在项目管理过程中发挥更大的作用。
参考文献：
[1]方磊，王立幼，叶铭.基于BIM与GIS的工程项目三维管理平台设计与实现[J].中国建设信息化，2018（16）：70-72.
[2]王星旭. 现代建设工程项目管理平台的设计和实现[D].北京邮电大学，2007.