基于建筑信息模型技术的轨道交通项目成本管理

邱海云，姜 超

（中车南京浦镇车辆有限公司，江苏南京210034）

0 引言

轨道交通工程项目具有周期长、投入大、涉及专业多等特点，在项目开始前对项目成本进行有效的预估是一项重要的系统性任务。传统的工程成本概算采用参照既有相似工程成本结合各承包商汇总的成本进行类似估算。这种方式在工程早期设计阶段，由于设计方案可能的变更，且量化信息不足的情况下，往往不能及时估算项目成本或与实际成本有较大的差异［1］。

随着建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术在轨道交通工程建设中的逐步应用，项目在设计阶段即根据设计要求建立相应的BIM模型。BIM模型除了用于与业主进行设计方案的讨论、解决设计方案中各构件的冲突外，由于BIM模型带有实际施工时的各构件属性信息，可以在任何时刻计算各构件的工程量，从而得出整个工程的施工工作量。

BIM技术在施工前即对施工方案进行了各项验证，避免了施工过程中的返工，基本保证了后续施工中各物料的使用量。本文设计一套轨道交通项目BIM管理平台，根据施工工作量，结合各构件物料的成本，计算出整体施工成本，进而对工程成本进行管理。

1 成本计算

轨道交通项目BIM模型由不同的构件组成，且每个构件包含不同的物料，施工方案构成如图1所示。

采用BIM技术进行模型创建，区别于其他以纯三维展示为主的模型创建方式。BIM模型参与参数化建模，各三维构件由多组参数进行控制，且具有更加精确的数据属性。同时，BIM模型的各项参数相互关联，更改一处模型参数后，其相关参数可进行自动更正。通过参数化的方式，即可自动生成各构件的材料属性，为自动化成本计算提供相关依据。

得益于BIM技术详细且精确的工程构件模型属性信息，BIM技术可以为成本估算提供一份精确的材料清单。随着设计的推进和详细的数据的逐步产生，可以对工程进行更精确的成本估管。通过BIM模型可以获取工程施工的所有构件工程量和每个构件所需物料的数量［2］。通过汇总施工方案所需物料的总量，结合工程物料定额计价表，即可计算出施工方案总物料成本［3］。

2 施工方案管理

图1 施工方案构成

在轨道交通工程项目中，同一项目可以采用多套不同的施工方案。不同的方案所采用的构件种类和数量也会有所不同，进而导致工程成本的差异［4］。本系统首先设计施工方案管理模块，对轨道交通项目的施工方案进行整体管理（见图2），在进行成本核算时可以选择所要使用的施工方案。施工方案以BIM模型构件为基础单元，对施工方案中的所有工程构件进行工作分解结构（Work Breakdown Structure，WBS）拆分和汇总。

系统支持对施工方案构件清单的上传，可通过在BIM建模软件中导出所有构件清单，并将其转换为系统提供的模版格式，即可实现施工方案构件清单的上传。满足格式要求的方案构件清单，系统可直接自动读取相关内容并存储。上传的施工方案也可以进行查看和编辑，对特定的构件信息进行修改，施工方案详情如图3所示。

3 构件工程量完善

构件工程量是指每个构件所包含的物料成分［5］，包括物料名称、型号、单位、数量等材料基本信息（见图4）。用户可以通过BIM建模软件导出构件信息，并将相关信息转换为Excel格式。为方便对物料信息进行管理，系统支持对构件工程量清单的Excel文件上传，并提供模板文件下载。所有上传的满足模板文件要求的文档，在上传到服务器后均会被系统自动识别和保存，并通过Web页面进行展示。此外，针对特定构件的信息，系统也提供了构件工程量添加和编辑操作。用户可以在系统中动态扩展构件类型及其所需物料的类型和数量，完善工程施工所用构件数据。由于轨道交通项目中存在不同项目之间构件的通用性，所有构件工程量信息可用于其他工程数据完成信息对接，保证数据完善性和一致性。

4 定额计价表管理

由于轨道交通项目所需物料的数量较多，物料的单价成本差异就会对整体工程的成本产生巨大影响。为了获取更优的工程成本，工程会在不同的地区采购相关物料。为便于对不同区域采购成本的自动化计算和对比，系统提供的物料定额计价表管理模块（见图5）。用户可以根据系统提供的模板文件，上传满足要求的不同地区的定额计价表文件。系统会自动解析和存储上传的计价表文件，并支持用户对单个物料价格的添加和编辑。

通过详情页进行查看所属地区定额计价表中包含各项物料的详细信息（见图6），其中包含了所有工程施工基础物料的类型和单价，用户可以添加新的物料信息或编辑已有物料信息。

图2 施工方案列表

图3 施工方案详情

图4 构件列表

图5 定额计价表管理

图6 定额计价表详情

5 成本对比

由于轨道交通项目的工程规模普遍较大，集成复杂度高，对于工程整体施工的成本控制要求更为精确。因此，必须要对不同情况下的工程成本进行估算和对比，以选择更优的施工方案。本文将对最终成本影响较大的两个方面与工程整体成本进行对比，包含不同施工方案的对比和不同区域定额计价的对比两种对比方案［6］。方案对比是指在同一地区采购物料（即选定固定区域定额计价表）的情况下，采用不同施工方案所计算出的构件成本和总成本差异。计价对比是指在采用同一施工方案的情况下，选用不同地区的物料所计算出的构件成本和总成本差异。

5.1 方案对比

方案对比是指在选定定额计价表的前提下，对不同的施工方案进行成本的核算，并计算出各构件不同使用量所造成的物料单项成本差异和总体成本差异。在定额计价表下拉列表中列出了系统所有在定额计价表管理中已上传的定额计价表项目，在施工方案下拉列表中列出了系统在施工方案管理中已上传的施工方案项目。

施工方案对比首先选择基准的定额计价表，在下拉列表中选择固定的定额计价表方案，然后分别选择要对比的两个施工方案。点击对比后，系统会自动根据不同的方案结合构件工程量计算出其构件所包含的物料类型及数量，结合定额计价表计算出单项构件的成本，再结合方案中所使用的构件数量，得出单个构件在整个工程中的总成本。最后对施工方案中所有构件的总成本进行求和，得出总体施工方案成本。系统以表格的形式对比显示所有方案中包含的构件，以及每个方案中所使用的数量，并最终对每一项数值差异进行对比。方案对比结果如图7所示。

5.2 计价对比

计价对比是指在选定施工方案的前提下，对不同的定额计价表进行成本的核算，并计算出各构件在不同计价方案下所造成的物料单项成本差异和总体成本差异。在定额计价表下拉列表中列出了系统所有在定额计价表管理中已上传的定额计价表项目，在施工方案下拉列表中列出了系统在施工方案管理中已上传的施工方案项目。

计价对比首先要在下拉列表中选择已经上传的用于计算成本的施工方案，然后在下拉列表中选择两个要进行对比的定额计价表。系统列出选定方案中的所有构件，并结合构件工程量中每个构件的工程量物料组成和定额计价表中的物料单价，得出每个构件在不同计价方案下所需的成本及其成本差值。通过对比单个构件在两个地区定额计价表计算得出的成本，计算出在两地采购物料所需的总成本及其成本差值，以便选择最优物料采购地。计价对比结果如图8所示。

图7 方案对比

图8 计价对比

6 结语

基于BIM技术可以获取工程施工所需的大量的工程信息，尤其是所选的构件数量和物料组成，使得工程在开始建造之前，即可对工程成本进行完整的评估与分析。将工程方案中所需的所有物料与不同地区物料定额计价表相结合，即可实现对特定地区的施工方案成本估算。通过对比不同的施工方案和定额计价表，为轨道交通工程项目的方案和物料选择，提供了更加具体的量化指标，为降低工程成本提供有效的参考依据。

利用BIM技术所形成的构件工程量清单，详细记录了所有工程构件的类型和构件材料组成，为后续构件的定制化生产提供数据支撑。在工程的任意阶段，BIM技术都可以为成本估算提供一份精确的构件及其材料清单。随着设计的推进和详细的数据逐步产生，可以对工程进行更精确的成本估管。