市政项目中的信息技术应用

我国目前正处于城市化和工业化快速发展阶段，随着城市化进程的不断加快，随之而来的传统的设计和施工方法的弊端不断的显现。实际上，BIM技术在市政方面的应用还是属于粗泛应用阶段，像团队组建、软件准则和应用方向这些都还是在一个探索阶段，本文就以上海市城市建设设计研究总院（以下简称上海城建总院）作为背景案例，谈谈市政工程中的信息技术应用。

市政基础设施工程有很多特点，如工程项目体量大，投资高，涉及的专业多，像交通项目经常会碰到20多个配合的专业一起完成，同时，市政基础设施工程项目对周边环境影像也比较大，就像市政工程要涉及到管线的搬迁或者是周围要不要拆迁等，还有就是交通组织和施工组织困难。所以说像这样的工程项目中其实应该是全生命周期应用BIM技术才可以体现出更大的效益。

上海城建总院曾经跟设计单位做过沟通交流，对上海的业主比如说上海公路投资、城投集团还有路政局等业主进行了拜访，这些业主明确表示非常支持BIM应用于项目中，更希望BIM技术应用在施工和运维阶段，他们希望将资产管理应用到运维阶段，像路政局更加希望是通过BIM技术用到反馈阶段。

市政BIM发展策略

实际工作中，有些业主明确表示项目要制订一些发展策略。以上海城建设计研究总院为例，它是从事城市基础设施勘察设计为主的综合性设计咨询研究单位，它涵盖了一般市政工程的各个领域。在2011年，上海城建总院以一个总承包项目做依托项目开始进行BIM的培训和学习，在当时，BIM项目实际运用于市政项目的案例很少，所以第一个应用BIM的项目成功获得了业主的高度评价，这个项目的应用带动了上海城建总院其他专业的发展。

2012年，上海城建总院组建了一个BIM中心，由总院领导来直接引导BIM中心的规划和方向，同时，各个专业院都有一个BIM小组，每一个专业院每一年都有一到两个项目来实施BIM技术，这对于上海城建总院应用BIM技术来说有一定的推动性。在规范和目标方面，上海城建总院秉承规划先行、目标长远的总体原则，首先制定了三年BIM计划，即达到市政工程行业领先水平，就是在不影响生产任务的情况下，以重点项目为试点实现技术突破、建立项目标准，通过这样的项目级BIM应用，针对特定项目与特定协议，关注技术的实现与突破，从而实现五年BIM计划，即增强设计引领能力，提升企业核心竞争力，也就是所谓的企业级BIM应用。通过资源整合、流程再造，提升BIM应用价值，建立企业级BIM应用标准，实施基于BIM的工作流程，最终提升企业综合竞争力。

从提升上海城建总院综合竞争力的高度，上海城建总院制定了利于BIM发展的相关制度，明确重大项目一定要用BIM技术来做应用，表1是2013年7月份的上海城建总院BIM项目信息表，从表中可以看出，目前上海城建总院已经有22个项目应用了BIM技术，比如说迪斯尼水处理厂、徐家汇交通枢纽工程、苏州有轨电车工程以及上海世博会地下空间项目等都已经应用了BIM技术。

表1

上海城建总院还专门搭建了BIM信息交流平台，院内BIM项目信息可以发布到BIM信息交流平台，根据项目进度随时更新，此外，上海城建总院还有一些规章制度来支持BIM技术在院内的应用发展，比如例会制度，定期召开周例会与月例会，每个月支持BIM小组一起开例会看每一个项目的进展情况如何；脱产培训制度，要求所有专业院每年抽出一定比例的人脱产一定时间，专门培训BIM技术应用能力，如此一来，推动了上海城建总院BIM发展的步伐。

上海市城市建设设计研究总院工程总承包部BIM负责人秦雯对记者说：“在一些重大项目中我们也有BIM来做示范作用，这些示范作用也推动了上海城建总院BIM技术的发展。在BIM应用上我们更加是着重广度和深度。”目前，上海城建总院有多个专业应用了BIM技术，包括给排水工程，如迪斯尼水处理厂、沈杜泵站、大连路泵站等项目；隧道工程，如陈翔路地道、虹梅南路隧道、北翟路隧道、北横通道等；道桥工程，如奉浦大道金汇港桥；地下空间工程和轨道交通工程等。

BIM技术可以把传统的设计要求做精、做实、做新，传统项目就从设计直接开始，但是对于前期的勘察信息这些都是比较忽视的。以上海北横通道新建工程为例，该项目利用BIM技术实现了勘察物探数据的录入，建立完整的道路沿线市政设施，并提供最详实的勘察数据，减少与现状的冲突。

国内最早将BIM技术应用于施工招标的项目之一——迪斯尼水处理厂，它是最大的市政项目也是施工招标的项目，这个项目中严格按照迪斯尼业主制订的标准来实施，把这个流程做到施工图的深度。做深就是在这个项目中实现了BIM变革设计流程，在这个项目中直接用BIM来进行设计，直接从BIM模型导出，并且还通过互动三维模型直接复制图纸，提升了出图的质量。“此外，在招标的基础上还附带了工程量，这样新颖的模式业主也很感兴趣，他们主动要求我们把这个项目介入到施工阶段，所以这是一份设计合同最后变成了一个施工总承包的合同。”秦雯说到。

技术带来变革

BIM应用的广度要结合设计施工总承包项目来实现全生命周期的应用，规划、设计、施工、运维阶段都要利用BIM运用下去。上海城建总院第一个总承包项目有一个特点是在不同深度都会有BIM来应用。秦雯解释到：“通常大家都会觉得设计院的BIM项目单单只用到设计阶段，就会觉得对室外应用很好，我们把这个带到工地上去，把它一个BIM软件和BIM硬件相结合还有三维激光扫描和三维打印结合起来应用，三维激光扫描技术与BIM技术结合应用，从设计到施工提供可靠依据，基于BIM模型进行三维打印，快速成型。”

通过这些应用上海城建总院已经有一些成果，例如已经出版的书籍《建筑信息模型BIM丛书》之《市政工程应用解析篇陈翔路地道工程案例》，同时，上海城建总院也参与编写“十二五”职业教育国家规划教材《BIM理论与应用》，并在《中国市政工程》、《 土木建筑工程信息技术》等刊物发表论文多篇。此外，上海城建总院也参与了上海市科委科研课题《数字化乐园建设关键技术研究》子课题；上海市建交委科研课题，申请了六项BIM相关专利，获得了“创新杯”最佳企业BIM应用、最佳拓展应用、基础设施BIM二等奖。

BIM到底能为工程项目带来哪些收益呢？以陈翔路地道工程为例，该项目依托EPC工程，探索全生命周期应用。陈翔路地道工程位于上海市嘉定区南翔镇陈翔路，总长500m。主要涉及下穿沪嘉高速公路、轨道交通11号线地道一座。工程内容主要包括道路、排水、地下通道、地道泵站，同步实施公用管线、绿化、照明、交通标志标线等附属设施。

它的难点主要是要保证交通的顺畅，不能把交通闭塞掉，还要让11号线不受到影响，在这个项目中上海城建总院就把BIM分析、施工都进行了利用，通过不同软件都可以做到。秦雯介绍到，首先从设计往前延，延到勘察阶段建立了地质模型，把广告信息和地质信息都放入进去，这就可以很直观从这个模型中跟现状进行比对来了解它是什么样子的。另外通过相关软件来结合把它作为维护和结构的模型，把这个BIM模型与计算软件进行了设计分析，通过和常规软件进行比对发现他们的成果得到了论证也是真正做到了事实意义上的BIM设计。

上海城建总院还做了交通模拟，就是地形模型换了一个环境分析进行交通模拟。并和模型直接组成一个施工图，上海城建总院把BIM带到一个工地上去率先让机器人应用于市政工程，将基于BIM这三类发现他的效率和精度比普通的要扩大2到3倍，在现场直接使用。上海城建总院还同样进行了三维激光扫描与BIM技术结合应用。将BIM与施工管理结合，在现场还有很多监控点进行现场智能化的监控，同样通过一个移动平台可以查看现场实际的应用情况。

背景资料

上海城建设计研究总院1963年创立以从事城市基础设施勘察设计为主的综合性设计咨询研究单位，13个专业院和工程总承包部(覆盖了一般的市政工程的各个领域)，8个职能部门3家外省市分院和驻外机构（天津分院、浙江分院、海西分院）。上海市企业技术中心、博士后工作站等（研发）机构；职工总数近1200人：各类专业技术人员700余名，其中，高级工程师以上人员200余名，始终位于上海市勘察设计单位综合考评前10名 。首批被授予上海市优秀公司，并连续荣膺此光荣称号。

另一个应用案例是徐家汇交通枢纽工程，这个项目特点是结合轨道交通项目，发挥BIM优势。徐家汇是上海繁华地区，徐家汇交通枢纽工程主要难点有三线交汇，五层站厅，新旧结合，其中11号线新建站为5层站厅，且需要与港汇地下室拼接；9号线站厅在现有港汇地下室中改造；新建站与改建站的拼接。这个项目BIM应用工程范围包括轨道交通11号线徐家汇站新建工程；轨道交通9号线徐家汇站改建工程；港汇广场换乘通道改造工程以及地下部分新建建筑面积41505.9平米。这项目的应用点是从规划、设计、运营都进行应用。很多方面的应用其实都是向业主提出的，他们希望可以做更多的应用。

徐家汇交通枢纽工程的项目级应用规划主要有BIM实施的基础构架、BIM应用目标、BIM模型的建模细则、BIM实施的工作流程与协调机制和BIM实施的保护措施实施规划。在前期根据物探数据，创建管线与土层的现状BIM模型，分析地铁维护与现状管线、土层的关系，为维护设计、分析管线搬迁及车站埋深的提供设计依据。可视化是BIM最基本的功能，用它来检验车站展台标识的设置和视觉效果，还有扶梯周围的布置对于乘客的疏散，这样会做到更加人性化的设计。

上海城建总院在2013年7月5号通过畅游网组织了主题为“BIM技术如何落地”的BIM沙龙，探讨了当下关于BIM应用发展的多个重要议题，例如BIM收费标准、BIM软件的制约问题、建设项目各参与单位的BIM协作机制以及BIM三维审图等，现在提到一些问题将来会解决掉，因为BIM的发展将会对我们社会效益和经济效益带来很大的驱动力。