基于CIM＋新城建智能建造平台的应用研究——以青岛市新机场高速连接线（双埠至夏庄段）应用场景为例

文｜韩青 张修亭 于群 孙宝娣 钟城豪

青岛新机场高速连接线(双埠-夏庄段)工程

2020年7月，住房和城乡建设部等十三部门发布了《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》（以下简称“《指导意见》”）。《指导意见》是当前和今后一个时期指导建筑业转型升级、实现高质量发展的重要文件，推动智能建造的发展已是实现我国建筑工业化的新导向、新探索和新实践。落实住房和城乡建设部对青岛市建设智慧城市的要求，一方面从企业主导的工程项目建设微观层面，能对工程项目全生命周期实施全过程管控，包括决策立项阶段的投资决策，规划设计、招投标、工程施工，绿色减碳建造、全过程的工程咨询管理和投资管控、工程修复与拆除等，并以形成CIM ＋的应用场景之一。另一方面从政府主导的监管宏观层面，能够运用CIM 基础平台作为智能建造的数字底座，归集住房和城乡建设领域从业企业、个人、项目等多元综合信息，搭建建筑产业互联网平台，推动智能建造应用，并通过运维综合管理平台，推动建筑市场从粗放型监管向效能监管、规范监管和联动监管转变。

青岛市作为新型城市基础设施建设试点城市稳步推进城市信息模型（CIM）平台建设工作，在进行城市基础设施建设时，运用新技术探索智能建造的智慧模式。青岛市新机场高速连接线工程，因交通功能的重要性、施工组织的困难性广受关注，基于CIM ＋新城建智能建造平台搭建各参建方的沟通桥梁，使得工作协同高效，形成用数据决策，用数据管理，用数据创新的城市管理新模式，同时为进一步技术推广提供了实践应用支撑。

工程概况

青岛市新机场高速连接线工程，是胶东国际机场周边路网结构的重要通道，跨越城阳区、红岛、胶州市，全长24.18 公里，承担着连接青银高速和青兰高速互联互通的重任。该项目是青岛中心城区“六横九纵”高快速路网络的重要组成，也是东岸城区四横三纵快速路网的最北部一横，是连接青银高速和胶州湾高速最直接的横向交通中枢，在东岸城区和北岸城区中承担着“承接东西、辐射南北”的不可替代的快速疏解功能。工程建成后，东岸城区与新机场之间将形成“三快一主”四通道体系。

项目建设工期紧、线路长，施工作业面涉及跨越既有铁路，部分路段涉及繁杂的地下市政管线，施工安全保障及交通疏解要求都极为严苛，且项目参与建设方较多，组织协调难度大，是目前在建的工程最复杂、影响最大、关注度最高的市政项目之一。

应用系统

本项目综合运用大数据、移动互联网、工业物联网等新技术，基于CIM 数字孪生智能建造平台打造城市基础设施智能建造云平台。平台利用互联网、BIM+GIS 技术实现参建各方实时工作协同，实现管理制度流程化、管理流程平台化。集成视频监控系统、环境健康监控系统、重大设备安全监控系统和施工现场人员管理系统等智能化系统，对工程现场进行综合监控，提升各级领导的管控能力。建立基于互联网+工作流的问题上报、整改、确认的问题管控机制，促进现场问题的及时有效解决，同时为各参建方及相关人员的考核提供数据支撑。以基于BIM的智能建造施工阶段数据采集为基础，形成工程建设阶段数字资产，向运维阶段进行整体移交。

应用内容

本项目应用内容包括编制基于CIM 的工程管理信息化解决方案、BIM技术实施服务和智能建造云平台三部分，以期为青岛城市信息模型（CIM）基础平台建设提供数据导入及维护更新。

编制基于CIM 的工程管理信息化解决方案

为顺利实现信息化建设目标，协助相关人员在项目施工前建立切实可行的实施方案。需要统一各参建方基于CIM 的工程管理信息化实施标准，制定相关的工作流程和管理制度。基于CIM 的工程管理信息化解决方案应包括软硬件和网络环境配置、项目实施各方职责、技术培训和实施计划。

项目实施BIM技术服务

根据本项目特点和管理需求，编制本项目建筑信息模型（BIM）建模标准，规范各施工单位创建与应用建筑信息模型（BIM）成果。在建设阶段提供信息化建设服务以及系统集成服务。通过BIM 建模和碰撞检查的方式，及早发现各专业施工图纸存在的矛盾和问题，在施工前尽可能解决图纸问题，为后续施工打下基础。

搭建智能建造云平台

根据本项目特点和建设单位管理需求，统一规划智慧工地系统集成范围、内容及标准。建立新型管控模式，满足工程参建各方进行高效协同工作。

智能建造云平台（工程在线云平台），立足于本工程全生命周期信息化管理，发挥BIM 和物联网技术优势，提高工程管理水平，实现建设与运维阶段之间的数据传递，为后期运维管理奠定坚实的基础。用户端包括桌面端、移动端，移动端应能支持Android 和IOS 系统设备；主要功能涵盖智慧工地系统集成、设计成果管理、多方工作协同、过程数据管理、集成管控、信息化竣工移交等功能组。平台应用分项和内容见表1。

表1 平台应用概况

同时根据工程特点和管理要求，项目采用多方共同参与的方式推进数字化路桥的应用实施，制定各项应用实施标准和规范，组建建设方数字化建设领导小组负责总体协调，成立项目实施团队负责技术服务，参建各方负责人组成本项目实施推进工作组负责实施推进，如图3 所示。

图3 项目实施推进组织架构图

本项目通过智能建造云平台，以二三维数据一体化技术为基础框架，无缝融合GIS、倾斜摄影、BIM、激光点云等二三维技术，对海量数据在二三维场景中的直观展现及大数据分析，为工程管理提供更加高效的技术支撑。利用设计成果可视化管控、施工方案模拟分析、施工过程集成监管、工程竣工数据一体化移交等二三维一体化技术应用模块，全面提高面向工程全生命周期管理的各方协同效率和管控能力。借助智能物联监测技术，满足参建各方对施工现场的实时情况的有效监管。整合工程现场视频监控、劳务实名制、环境监测、沉降安全监测等系统数据，实现风险辨识的准确性、风险防范的主动性、应急处置的高效性。通过优化调整后的深化设计模型，导出构件加工图和装配式安装图。构件加工图提交到预制构件厂进行加工，装配安装图交安装单位施工。同时利用二维码技术对预制构件进行进度与质量的跟踪，利用模拟建造技术向班组展示模型，有效指导施工安装。

应用效益

项目运用CIM 数字孪生智能建造平台，无缝融合BIM+GIS、云计算、大数据、物联网等新技术，打造城市基础设施智能建造云平台，形成涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、信息化移交、运营维护等全产业链融合一体的智能建造体系，全面提高面向工程全生命周期管理的各方协同效率和管控能力，走出一条技术自主可控的集约式高质量发展新路线。其应用效益可总结为如下两方面。

经济效益

青岛市新机场高速连接线（双埠至夏庄段）工程，是青岛城投集团锐意创新、积极做好青岛“新城建”试点城市的示范工程。青岛城投集团把打造城市基础设施智能建造云平台作为企业创新发展的主要抓手，通过新机场高速连接线（双埠至夏庄段）工程成功实施，已经具备在集团其他工程推广的基础。随着平台在青岛城投集团内部承接工程中的推广，必将产生巨大的经济效益。以青岛市新机场高速连接线（双埠－夏庄段）工程为例，节约工程投资约2000 万元，得到了青岛市住房和城乡建设局、山东省住房和城乡建设厅等部门的高度认可。

社会效益

青岛市新机场高速连接线（双埠至夏庄段）工程项目的实施，是落实青岛新城建“1 ＋6＋N”模式中的“推动智能建造与建筑工业化协同发展”要求、推动建筑业高质量发展、加快建造方式转变的成功探索。对改变我国在建筑业工业化、信息化水平较低，生产方式粗放、劳动效率不高、能源资源消耗较大、科技创新能力不足等突出问题，具有积极的示范作用。同时为青岛城市信息模型（CIM）平台建设提供基础数据，得到青岛市住房和城乡建设局等有关部门的充分肯定和高度评价，为下一步在青岛城市基础设施领域的推广打下坚实的基础。

图1 BIM 可视化管理

图2 集成管控

青岛城投集团联合中机六院打造的智能建造云平台是面向城市基础设施领域打造的互联网平台，是促进城市基础设施领域建筑业数字化、智能化升级的关键支撑，是打通建筑业上下游产业链、实现协同发展的重要依托，也是推动智能建造与建筑工业化协同发展的重中之重，应用推广前景十分广阔，已经成为青岛城投集团内改变传统的粗放管理模式，探索智能建造与建筑产业化体系创新的有力举措，也将成为青岛智慧城市建设的有力支撑。