综合管廊项目前期策划阶段BIM应用分析

彭威

摘要：综合管廊项目具有投资大、工期长、社会关注度高等特点，因此前期策划阶段项目管理具有较高的经济和社会价值。BIM具备其强大的可视化、协同性、模拟性等特点，相较于设计和施工阶段，BIM在综合管廊项目前期策划阶段的应用能够更大程度发挥BIM的价值。本文顺应当前综合管廊项目和BIM技术的发展趋势，提出前期策划阶段中应用BIM技术的具体流程，针对综合管廊项目呈线性分布的特点，提出BIM+GIS的应用方案，针对BIM技术模拟性的特点提出BIM在设计方案优化中的应用点。本文提出的综合管廊项目前期策划阶段BIM的应用流程和应用点，将作为设计和施工阶段BIM应用的有效补充，促进BIM技术在综合管廊项目全生命周期的应用，最大程度发挥BIM的应用价值。

Abstract： The integrated pipe corridor project has the characteristics of large investment， long construction period and high social attention. Therefore， project management in the early planning stage has high economic and social value. BIM has strong visualization， collaboration， simulation， and other characteristics. Compared with the design and construction phase， BIM can make greater use of BIM's value in the application of the early stage planning of integrated pipeline projects. This paper complies with the current trend of integrated pipeline projects and BIM technology， proposes the specific process of applying BIM technology in the early planning stage， and proposes a BIM+GIS application scheme for the BIM technology simulation aiming at the linear distribution characteristics of integrated pipeline projects. The characteristics of the application of BIM in the design program optimization. The application process and application point of BIM in the preliminary planning stage of the comprehensive pipeline project proposed in this paper will be an effective complement to BIM application in the design and construction stage， and will promote the application of BIM technology in the overall lifecycle of the integrated pipeline project， and maximize the application of BIM.

關键词：综合管廊；BIM应用；前期策划

Key words： integrated pipe gallery project；BIM application；CDIO；early planning stage

中图分类号：TU990 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）29-0008-03

0 引言

综合管廊具有体量大、投资回收期长的特点，前期策划阶段的项目管理对项目目标的实现具有重大意义。将BIM（建筑信息模型）技术与综合管廊工程项目相结合，有助于BIM技术发挥其价值，改善信息传递效率，减少信息传递损耗。

综合管廊项目中BIM技术应用的关键在于整合项目各个参与方，打通传统工程管理模式下“竹节式”的信息传递状态。应用BIM技术整合各个参与方的信息，并依靠BIM软件间信息共享打破信息孤岛，构建项目共享管理平台。然而现阶段BIM应用主要集中在综合管廊项目的设计及施工阶段。如姜天凌等人依托海东市综合管廊项目，利用MEP（机电）插件进行交叉路口处管道模型建模，减少管线错漏及管线标高错误的出现，并可实施查看管道信息及管道间净距[1]；朱记伟等人从协同设计流程、协同设计应用点等方面探讨了BIM技术在综合管廊设计中的应用[2]；王能林等人则论述了BIM技术在综合管廊工程设计、运营阶段的应用，指出可利用BIM技术进行综合管廊预制构件的拆分和深化设计，并可利用RFID技术（无线射频识别）对管廊生产信息进行动态管理[3]；陈瑶等人指出可利用BIM技术进行施工模拟、信息集成，以实现对综合管廊项目的质量控制[4]。

可以看出，BIM技术在综合管廊项目前期策划阶段的应用较少，尚未和设计和施工阶段整合形成BIM整体管理体系，未真正发挥BIM技术的应用和价值。因此，本文将综合管廊项目与BIM技术相结合，建立适合于政府投资项目中BIM技术应用的组织管理形式，有利于BIM技术的推广，打造政府主导投资项目管理的新思路，具有一定的实践价值和意义。

1 综合管廊项目前期策划阶段BIM应用流程

项目前期策划是指在项目开始之初，依据业主方的要求，通过对项目进行全面系统分析，对项目整体进行运筹、规划，以期实现项目进度、成本、质量三大目标的最佳组合。综合管廊项目作为市政基础设施的一种，建成后关系到区域内居民的生产生活，因此项目的前期策划就显得尤为重要。

BIM技术信息集成及虚拟可视化的优点可有效缓解项目前期策划阶段所面临的问题。基于BIM的综合管廊项目策划流程主要分为信息输入、信息集成、信息获取和决策四个环节（如图1所示）。整体应用基于BIM的PMIS（项目管理信息系统）平台，各单位在客户端进行本专业权限范围内的信息输入与获取。

在信息输入中，除地质勘查信息需要由勘察单位输入外，其余信息均由业主方输入，项目报有关部门进行规划审批，获得项目规划红线、用地指标，同时，由于综合管廊项目设计规模的确定需要考虑未来区域内各用地性质，从而根据经济发展水平，预测未来区域内人口数量，所以要求城市各级规划越详尽越好。

BIM数据库将输入的信息进行分类集成，省去了设计方查阅寻找各类资料的时间。设计单位可以直接利用项目平台上的信息进行设计，同时利用BIM软件，对方案进行绿色建筑的分析，并初步计算项目工程量，套入定额得到项目概算，业主不仅可以直观地看到项目建成后的建筑模型，同时还有概算、环境分析、经济效益分析等指标文件，将设计方案量化评价，便于业主根据建筑信息模型做出较为科学的决策。

综合管廊设计中还需考虑地下原有管线的影响，在项目策划前，需摸清城市地下管网信息。在一些较为发达的城市，已预先建立基于GIS（地理信息系统）的“数字城市”模型，实现了城市可视、可量测、可挖掘的包含了丰富地理、经济和人文信息的聚合数据和可视空间信息社会化服务[5]。可通过GIS数字城市中，获取既有建筑物及管线信息，同时已建成的BIM模型也可对数字城市模型进行补充和丰富。

2 综合管廊项目前期策划阶段BIM应用点

2.1 BIM与GIS结合

综合管廊项目在空间上呈线性分布，在空间上必须进行精准定位，这需要依托GIS技术进行精确的场地分析。同样，在综合管廊项目构件节点深化中，单纯依靠GIS技术也很难将构件之间关系描述清楚。GIS技术主要集成城市建设领域中的道路、建筑、水域、植被等空间和环境描述信息，主要解决城市宏观领域中的问题，而BIM技术则在具体建筑机电设施本身集成大量施工信息，指导具体建筑工程，是解决城市微观建设领域问题的信息应用技术。通过GIS与BIM技术的集合，优势互补，共同指导综合管廊项目的建设。

2.1.1 BIM与GIS集成思路

GIS和BIM集成重点是需要解决这两种技术所应用的软件之间的数据单向或双向的转换共享问题。BIM技术通用格式为IFC格式，也支持通过DWG格式进行转换，GIS技术的通用格式则为GML或是CityGML格式，不同的数据格式的丰富程度及几何表示均有所侧重。IFC格式更加强调对构件几何空间的定义，CityGML则更加强调多尺度空间上的表达。将IFC和CityGML通过转换工具定义其转换过程中的几何信息过滤及语义映射规则，实现在数据传递过程中的无损传递。

2.1.2 BIM与GIS结合的具体应用

选线设计需要综合地理、地质、经济等多方面的资料进行分析，选择设计出最科学最合理的综合管廊规划路线。可利用Autodesk公司的Infraworks软件进行管廊线路优化设计，该软件可在三维环境下直接进行选线设计。Infraworks可展示大尺度空间地理信息，但不能对地理信息进行存储和分析的操作，需要与GIS结合，对数据进行存储和分析。Infraworks通过数据接口获取相关数据信息，并将地形及地理要素数据在界面上进行三维展示[6]。

利用GIS还可提供分析和支持。利用DEM数据，获取线路规划范围内的地形线，计算土石方，确定土石方工程量，通过缓冲区的分析，检查受综合管廊施工影响的房屋。利用Civil 3D进行地形设计，设置边坡、基坑开挖等的模拟。

2.1.3 BIM与GIS集成模型的轻量化

BIM模型由于所集成的信息量较大，占用极大的内存空间，而与GIS集成后，模型所占用空间更大，为降低对项目部电腦的要求，提高模型的加载速度，缩短缓存时间。在建模的过程中要求按照BIM总体要求进行模型拆分，降低BIM文件大小。同时要求对BIM模型进行优化，去除冗余面，提高导出效率并降低不同系统中误差出现的几率。在模型界面交界处可能出现重叠面、漏空和交叉，需要BIM建模负责人对模型进行必要核对和维护，提高综合模型的紧密程度和准确率，既要简化模型，又要保证模型精度符合BIM建模整体要求。

2.1.4 不同部门、不同专业之间信息格式的确定

BIM与GIS技术的应用实现了对城市宏观管理和微观管理相结合，实现了政府、项目部对建设项目的实时动态管理，同时涉及城市政务、规划、发改、建设、管理、市政、电力、通讯等多个政府部门，因此必须首先统一各方需要的信息格式、明确各参与方的权利与责任。

2.2 设计方案优比选

BIM技术的应用使得综合管廊项目管廊过程中产生的大量文件以数字的格式存储在计算机中，随着业主工程经验的逐渐增多，BIM数据库中的内容也逐渐丰富。因此，可根据以往项目的历史指标，组合分析设计方案的可行性及效益，并依据此次项目的特点，修改相关资金参数，较准确的推算出项目成本，为三算对比控制提供较符合实际的概算指标。同时，可利用以往已经生成的类似项目的BIM模型，或粗略搭建项目BIM模型，利用广联达、鲁班等算量软件，可快速统计工程量信息，再输入定额及主材价格等估算指标，就可在图纸尚未完成前，了解项目投资估算的具体情况[7]。

在方案比选阶段，业主可利用BIM模型，对设计方案直观全面的了解。分析设计方案中的建筑布局、朝向、日照及通风等情况，并与周围环境进行协调，从而得到综合管廊较为科学线型走向及通风口、采光井的布置。一般来说，项目建设之前的分析越精确，后期的成本就更容易控制，取得的收益也更多。

3 结语

BIM技术具备其强大的图纸可视化、信息处理和存储能力，相较于设计和施工阶段，BIM在综合管廊项目前期策划阶段的应用能够更大程度发挥BIM的价值。本文从BIM技术和综合管廊项目特点的角度提出了综合管廊项目前期策划阶段BIM应用的流程和应用点，能够有效梳理综合影响项目建设的一系列因素，使项目决策环节不再是某些领导“一言堂”，而是能提前获取项目建设部分参数信息、环境效益信息及成本估计，为科学决策提供可以量化的依据。

参考文献：

[1]姜天凌，李芳芳，苏杰，等.BIM在市政综合管廊设计中的应用[J].中国给水排水，2015（12）：65-67.

[2]朱记伟，郑思龙，刘建林，等.基于BIM技术的城市综合管廊工程协同设计应用[J].给水排水，2016（11）：131-135.

[3]王能林，汪小东，张欣，等.BIM技术在市政综合管廊建设运营中的应用探究[J].建筑施工，2016（10）：1486-1488.

[4]陈瑶.BIM技术在综合管廊建设的质量控制中的应用[C].中国湖北武汉：2014.

[5]李德仁，邵振峰，杨小敏.从数字城市到智慧城市的理论与实践[J].地理空间信息，2011（06）：1-5.

[6]任晓春.铁路勘察设计中BIM与GIS结合方法讨论[J].铁路技术创新，2014（05）：80-82.

[7]林韩涵，周红波，何溪.基于BIM设计软件的工程量计算实现方法研究[J].建筑经济，2015（04）：59-62.