基于BIM的城乡建设工程智慧建设平台框架搭建研究

2020-06-12 07:06南京市城市建设投资控股集团有限责任公司邹建平李雁朱明南京市江北新区公共工程建设中心陈永战南京城市建设管理集团有限公司李祥程曦郭军陈铭河海大学丰景春张跃王龙宝王婷李明

中国建设信息化 2020年10期

文｜南京市城市建设投资控股（集团）有限责任公司邹建平李雁朱明/南京市江北新区公共工程建设中心陈永战南京城市建设管理集团有限公司李祥程曦郭军陈铭/河海大学丰景春张跃王龙宝王婷李明

0 引言

为了深入贯彻落实党中央国务院“减政放权、放管结合、优化服务”的重大改革决策部署，“放管服”改革已成为全面深化改革的先手棋和政府职能转变的当头炮，基于BIM（Building Information Modeling，BIM）的城乡建设工程智慧建设平台是支撑“放管服”改革的一大基石，而利用BIM 等信息技术优化城乡建设工程管理是一项重要创新。《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》（国办发〔2017〕19 号）提出要全面提高监管水平，强化政府对工程质量的监管，明确监管范围，落实监管责任，加大抽查抽测力度，加强技术研发应用，加快推进BIM 技术在规划、勘察、设计、施工和运营维护全过程的集成应用，实现工程建设项目全生命周期数据共享和信息化管理，为项目方案优化和科学决策提供依据，促进建筑业提质增效。住房和城乡建设部印发《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》中明确指出，“十三五”时期，全面提高建筑业信息化水平，着力增强BIM、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成应用能力，建筑业数字化、网络化、智能化取得突破性进展，初步建成一体化行业监管和服务平台，数据资源利用水平和信息服务能力明显提升。可见，为了满足政府主管部门协同监管和综合执法及公众参与—实现智慧监管，为建设单位实现建设工程的科学高效管理—实现智慧管理，为施工单位加强现场规范操作和精细化施工—实现智慧工地，需要构建城乡建设工程智慧建设平台。

当前，随着信息化技术的快速发展，特别是以BIM 为代表的现代技术在工程建设领域的应用，掀起了工程管理信息化和智能化发展热潮，并取得一定的进展。但是BIM 技术的效能未能得到充分发挥，BIM 技术应用的产出与投入比例过小，极大地限制了BIM 在城乡建设工程管理中的应用。目前，国内外有关智慧工地方面的研究与应用已取得巨大成就，但是能够同时满足政府监管、建设单位管理、智慧工地的协同平台尚未形成。为了实现BIM 技术在城乡建设工程全生命周期发挥作用，增加BIM 在城乡建设工程管理中的应用产出，实现BIM 与城乡建设工程管理的深度融合，本文以满足政府部门、建设单位、承包单位对城乡建设工程管理需要为出发点，分析了平台建设目标、平台定位，重点研究并提出了平台建设思路、BIM 本质、平台功能、平台框架和平台架构，本文的研究成果为全面建成城乡建设工程智慧建设平台奠定基础。

1 城乡建设工程管理需求分析

1.1 城乡建设工程管理改革的需要

（1）深化改革的需要。城乡建设工程智慧建设平台是建设领域深化改革的必然要求。紧紧围绕正确处理好政府和市场关系的核心，切实转变政府职能，全面深化建筑业体制机制改革。智慧建设平台有助于实现简政放权，开放市场，放管并重，高效监管；有助于创新和改进政府对建筑市场、质量安全的监督管理机制；有助于加强事中事后监管，强化市场和现场联动，落实各方主体责任，确保工程质量安全。

（2）协同工作的需要。城乡建设工程管理具有专业碎片化、建设过程碎片化和信息碎片化等特点，需要解决多业务、跨部门、多用户、多源异构数据等问题，本智慧建设平台可以有效地解决碎片化问题，从而实现多用户、多业务、跨部门等在同一个平台上协同工作。

（3）信息资源高效利用的需要。针对目前城乡建设工程管理信息资源效用低下的现状，通过构建同一平台，强化城乡建设工程信息资源开发利用与共享，实现信息资源的整合、统筹，优化信息资源配置，建成政府监管部门（公众）、建设单位（咨询单位）与参建单位等三级的信息部署应用体系，实现信息共享、应用协同、基础支撑和安全保障，并逐步过渡到集中部署、多级应用。本智慧建设平台有助于一体化解决建设过程管理信息资源整合问题，形成建设工程管理信息资源体系，支撑各类应用业务。

（4）业务高效运行的需要。城乡建设工程智慧建设平台的建设可以有力支撑城乡建设工程管理各项业务高效运行，发挥以城乡建设工程管理信息化带动城乡建设工程管理现代化的作用。智慧建设平台有助于提升综合管理能力、应急响应能力、科学决策能力和公众服务能力。

1.2 解决城乡建设工程领域突出问题的需要

从全国情况来看，城乡建设工程智慧建设平台的建设相对滞后，与当前城乡建设工程政府监管水平、公众参与和建设单位（含咨询单位）管理、承包单位管理要求等不匹配，加之城乡建设工程管理专业性强，现有的平台、信息系统已经难以全面满足城乡建设工程管理的数字化、信息化和智能化需要，从已开展的城乡建设工程智慧建设平台建设的省份看，成功经验不多。总体而言，已建成的城乡建设工程管理平台、信息系统尚不具备“统一门户、统一业务应用系统、统一应用支撑平台、统一空间信息服务平台、统一数据资源”等“五统一”以及“安全保障体系、建设与运维管理体系、信息化标准体系”等“三体系”，使得业务应用系统难以全面满足城乡建设工程管理的需要。

我国智慧工地建设已取得巨大成就，但是我国城乡建设工程智慧建设平台建设仍处于初期阶段，普遍存在基础工作滞后、顶层设计和统筹规划滞后、数据共享服务不足、信息孤岛现象突出等问题。建成的信息系统大多分散建设在不同业务部门，形成以专业、部门、系统等为边界的孤岛，甚至有些孤立的系统只能在有限范围、有限时段内由少数人员使用，城乡建设工程智慧建设依然存在“协同工作能力不足、信息孤岛现象较为突出、各自为政和重复建设问题突出、信息资源效用低、系统效能低下、智能管理功能缺乏、运维与升级改造困难、系统寿命不长”等比较突出的问题，严重影响城乡建设工程智慧整体效益的发挥。BIM 是有效地解决信息孤岛，实现政府、建设单位、承包商等之间协同工作，实现智能化功能，提高信息资源利用效率的重要抓手。

2 平台建设目标与定位

2.1 建设目标

（1）解决当前城乡建设工程管理中专业碎片化、过程碎片化、信息碎片化等问题，提高城乡建设工程管理的协同度。城乡建设工程智慧建设平台可以有效地解决专业多主体协同困难、消除全寿命周期的割裂、避免信息孤岛和信息损失等问题。

（2）实现政府监管方式的转变，提高政府事中事后、主动、动态监管的水平。通过智慧建设平台的实施，可以实现四个方面的转变：一是有助于实现政府由事前监管向事中事后监管的转变；二是有助于实现由事后被动管理向事前主动管理的转变；三是有助于实施对某些事故进行预警、报警，将隐患遏制在萌芽状态；四是有助于实现由静态管理向实时动态管理的转变，解决传统监管模式只能实现对静态、滞后信息的传输和处理等问题，能通过网络传输数据，实现城乡建设工程实时信息掌握，并能实现人机交互、远程控制。

（3）实现“资源数字化、办公协同化、信息交流网络化”，提高政府监管效率、公众参与度、建设管理水平和工地监控度。能够实现更透彻的感知、更广泛的互联互通。城乡建设工程智慧建设平台的构建突破了空间上的障碍，加强和促进了政府及政府有关部门（含公众）、建设单位（含咨询单位）、承包单位等之间的信息交流和信息共享，有效提高政府监管部门监督执法的效率，从而进一步为政府监管部门加强监督执法提供决策依据，同时有助于建设单位和参建单位等各方责任主体及时有效精准地做出最优化的决策。

（4）实现对城乡建设工程工地前端反馈的各类信息数据的汇总、分析和评价，提高城乡建设工程实时管理能力。城乡建设工程智慧建设平台提供切实可靠的工程形象进度、文明工地、投资控制等实时信息和相关工作报表，进而提高政府监管部门、建设单位管理等对城乡建设工程全生命周期工程管理的效率，是当前政府监管部门实现高效监管、建设单位管理实现工程高效管理的迫切需要。

（5）实现城乡建设工程智能化管理，提高城乡建设工程精细化管理水平。智慧建设平台所汇聚的人流、物流、信息流等形成了城乡建设工程信息生态圈，为城乡建设工程的实施提供智能化的管理、监控、决策、统计、查询分析服务等，为实现现场精细化管理提供重要保障。

2.2 平台定位

（1）实现智慧监管。为政府及政府有关部门（含公众等）的协同监管和综合执法及公众参与提供抓手。环保、城管、安监、住建等行业主管部门分别从工地扬尘和噪音、工程车辆运输、质量与安全、工地标准化管理等方面对在建工地进行监督管理。

（2）实现智慧管理。为建设单位（含咨询单位等）实现建设工程的科学、高效管理提供手段。建设单位承担着从方案策划、项目立项、资金计划、进度、质量和安全管理、验收移交等全生命周期的项目管理工作，而每个项目全生命周期内，都会产生海量的数据。城乡建设智慧建设平台的建立和应用，可以全天候实时监控在建工地，对工地前端反馈的各类信息数据进行汇总、分析和评价，提供工程形象进度、文明工地、投资控制等实时信息和相关工作报表，切实提高建设单位对工程建设项目全生命周期工程管理的工作效率。

（3）实现智慧工地。为承包单位加强现场规范操作和精细化施工提供重要保障。南京市政府2017年2月17日印发了《2017年南京市城市精细化建设管理十项行动方案》，提出“施工管控精细化”，要开展城市建设和交通组织统筹研究，动态调整施工工序，加强施工管理，进行绿色施工和集中有序作业，最大程度降低施工影响，这对项目现场施工管控提出了更高的要求。城乡建设智慧建设平台可以实现工地实时监控，掌控现场施工形象进度、安全文明施工、交通组织等图像和数据信息；借助平台视频会议功能，及时向施工现场传达指令和工作要求率。本平台定位见图1。

2.3 平台建设思路

建立“以有形建筑市场为基础、以工程现场管理为核心、以监管全覆盖及全程可追溯为目标、以惩处违法违规为保障”的城乡建设工程智慧建设平台顶层设计，按照“统一平台、信息共享、管理协同、执法联动”原则，以城乡建设工程建设程序和建设过程监管为主线，以建设市场主体行为、城乡建设工程质量、安全、生态环境等为监管重点，以解决专业碎片化、过程碎片化、信息碎片化等问题为出发点，构建管理规范、便捷高效、公开透明的城乡建设工程建设智慧建设平台，实现“数据一个库、监管一张网、管理一条线”的城乡建设工程建设智能化监管目标。

（1）纵向整合。城乡建设工程建设监管平台纵向整合包括：一是实现与住房和城乡建设部等相关部委、行业协会等整合，实现省、市、县建设行政主管部门之间的整合；二是实现与城乡建设工程整合；三是实现建设期与项目前期、运营期的整合；四是实现城乡建设工程不同专业之间的整合。

（2）横向整合。实现与省政府相关部门、公共资源交易中心等之间的整合。

根据城乡建设工程智慧建设平台功能定位及建设目标，平台建设内容见图2。

为了有效地解决当前智慧建设平台上线率不高、持续使用情况不好、数据采集困难等较为普遍的问题，根据城乡建设工程智慧建设平台的建设内容，城乡建设工程智慧建设平台建设思路见图3。

3 智慧建设平台总体框架

3.1 基于BIM 的智慧平台本质

BIM 技术的优点为实现跨组织、跨专业、跨阶段、跨地区的协同与共享，从而为城乡建设工程全过程管理提供工作协同和信息共享平台。借助BIM，城乡建设工程智慧建设平台需要实现涵盖全生命周期不同阶段、不同专业、政府以及不同市场主体的信息共享，按照“一库、一平台”的思路，基于BIM 的城乡建设工程建设智慧建设平台的本质见图4。