基于BIM 的建设工程监理系统的实施研究

余佳

（江苏工程职业技术学院，江苏 南通 226006）

1 BIM技术发展概况

BIM技术在建筑行业的运用快速发展。虽然各地都在力推该技术且有政策出台，但BIM技术在我国各个阶段的使用水平并不均衡。目前多应用于一些建筑设计方案评选，而较少应用于建筑企业以及企业运维管理过程中。近年来，在国家政策的推进和一些地方政府的支持下，BIM技术已被应用于市政和大型建筑的设计、建设、运营和维护等一些特殊项目中。基于BIM技术的风险管理主要是通过BIM技术来预防和控制工程项目的技术经济和组织管理中的风险。在施工过程中，对于实际施工进度和材料资源配置，可以及时反馈进度误差，同时反馈安全薄弱部分，使管理人员更及时有效地控制施工方案和进度计划，调整、提高整个工程的质量和管理水平。

2 研究基础

基于BIM技术的监理系统的核心工作室与综合管理、工程监控和安全预警相关联，可以实现BIM模型与相关数据之间的双向连接。在监理系统工作室运行的过程中，可以保证对数据通信和管理决策的实时控制，并通过可视化的方式为管理者提供远程服务平台。

在施工BIM技术的基础上优化监理。首先，可利用BIM3D可视化技术在项目施工前提前控制，使得可能在施工中出现的问题得以预测，从而达到返工次数大大减少；其次，结合BIM3D 可视化模拟动画技术，监理可在施工过程中管理施工的各个方面，相关的监理信息有选择的整合到BIM模型中，获得可视化的模型信息；改进进度，施工现场的实际进度得到监督控制，也可结合现场情况模拟施工方案。通过建立清晰的业务逻辑和清晰的数据交换关系，强调项目管理的协同效应，实现业务管理的综合项目管理、实时控制和决策支持。

3 基于大数据的AIS 可信需求演化传播模型

3.1 整体结构

该系统的整体结构如图1 所示。整个系统由基于BIM的施工进度管理和项目风险管理两个主要模块组成，并根据软件开发模式进行设计。这两个模块通过服务中间件进行集成，共享系统数据源，并通过特殊的数据通道实现双向连接。子功能模块由需求分析中的业务流程进行设计和实现。从图中可以看出，子模块的动态管理部分应该由相应的程序细化开发来定义。在集成过程中，可以根据最终效果进行工程计划、进度准备、信息收集、可视化管理、风险预警、后台查询、用户管理等。

图1 基于BIM的工程监理体系结构

3.2 进度控制

3.2.1 基于云BIM平台的进度管理模式。本文采用IFC信息互操作性标准作为数据交互的基础，并采用基于云BIM平台的管理模式对数据进行更新和利用。从Revit 等建模软件导出IFC 并导入Archicad 和其他软件将导致模型信息的丢失。建议在执行这些操作时要非常小心，以避免该过程中的数据丢失。在控制施工进度过程中，采用挣值这种分析方法分析和管理进度偏差，可以得到依托BIM建立的施工项目进度控制模型。总体框架如图2 所示。

图2 基于BIM的施工项目进度控制模型

3.2.2 BIM法与挣值法的结合。分析收益值的关键是得到项目在某一时间点的计划成本AC、实际投入成本EV、实际完成进度PV。BIM和挣值法的关键是在WBS工作分解过程中建立建筑构件各要素的管理信息，并将进度成本相关信息以数字形式串联。在BIM进度控制模块中，PV、EV、AC通过预设参数编辑计算。然后，通过对计划值进行阶段比较，确定进度表偏差，从而生成绩效估计值和调整进度表。

3.2.3 进度警告模块。进度警告生成器是根据进度变更数据和进度警告模型来显示和管理进度警告状态的生成器。详细描述了预警位置信息的初始预警值、工作延迟和通信影响。通知信息，提醒和处理正在进行的预警管理，通知信息施工经理和工作人员。

进度警报图像屏幕上的部分关键代码描述如下：

3.3 监督和编辑

BIM技术在施工监理中起着重要的作用。帮助监理对施工项目质量进行控制和管理，有效管理施工工程质量、工程施工进度以及工程施工中的所有信息，对施工项目之间的协调发挥很大的帮助作用。BIM技术在监理工作中的应用也会对监理的具体生产工作产生很多影响。如BIM技术通过系统可以对监理的工作内容产生相关的影响：在公布联合设计和评审信息的过程中，设计单位运用BIM技术制作的设计模型可以被监理提取使用，然后通过评审设计确定模型的质量和深度；在施工方案审核过程中，针对施工方运用BIM技术结合设计模型进行施工模型构建和关键节点的提取后，监理系统可以审核施工方的施工方案的合理性和可施工性，达到监理工程师获取控制质量关键节点重要信息，如图3 所示。

图3 基于BIM的项目审核

4 案例研究

本文以某地的一个建设项目为例，对项目进度控制的全过程进行了仿真和分析。项目类型为大型商业用地，共计三层结构，占地面积8975.23m2。利用建筑信息模型构建软件自动桌面完成设计，然后将三维模型和施工进度集成到NavisWorks 软件中，实现四维仿真和可视化显示，如图4 所示。将项目文件导入NavisWorks 以制定施工进度。整体数据的输入和存储由BIM的输入模块进行操作。初始数据设置必须是进度报告、WBS、成本预算、持续时间阈值、管理权限分配等。

图4 在设计阶段的BIM建模案例

根据工程施工进度，可以选取两个时间点进行监测，分析监测工程的施工进度。依据PV和PM（项目管理）获取的施工项目进度报告以及每个月财务提供的实际项目成本，分析数据，利用挣值法我们可以对项目进行成本和进度分析，进而达到监的目的。通过统计施工中计划完成的工程量，根据收益值分析的原则，我们可以通过计算分析该项目的成本偏差、施工进度偏差、绩效指标、施工竣工估算，结合所计算的数据得出项目的运行和进度情况：

Ø 成本偏差(CV)=EV-AC=993.25

Ø 进度偏差(SV)=EV-PV=1197.84

成本性能指数(CPI)=EV/AC=1.33

进度性能指数(SPI)=EV/PV=1.24

(EAC)=项目预算/(CPI*SPI)=78546

Ø 项目进度表=EV/项目预算=9.91%

根据以上指标，在第二周，得到的结果为：施工项目进展顺利，节约了成本，同时提前了进度。

在调度表和调度详细参数的信息表示中，将使用可获取的方法对数据库进行查询。建立数据表，并在该表的每个单元格中，用百分比的形式显示进度条。根据具体的百分比数值，进度条将会用不同颜色进行显示，达到分析效率及相关问题的目的。当使用设计表达和网格控制自己的进度控制时，许多特殊效果无法实现，因为进度条的颜色不能通过背色/预测色来改变。我们使用GDI 根据单元格值绘制一个具有背景颜色的矩形，以实现百分比效果。同时，绘图的触发器也在自定义单元格中。另外，在静态仿真图页面中，我们也可以使用相应的操作按钮来快速查看相关信息。

图5 调度风险查询

当发现工程进度偏差时，应及时分析进度滞后的原因，并采取相应措施，将工程实际施工进度控制在计划范围内。协助各专业完成相互渗透、相互配合的工作；始终注意施工现场人力资源的统筹安排、材料设备的供应能力等影响进度的主要因素，保证这个阶段施工所需的人、材、机的需求，确保施工中各个阶段的进度目标的控制，最终确保工程建设按期完成。

5 结论

本文从项目监理的角度寻找BIM技术应用的切入点，深入探讨基于BIM技术的项目管理与控制方法。BIM模型数据库包含项目前期规划阶段、设计阶段和施工阶段的所有数据。在此基础上，建立案例风险信息数据库，并根据IFC数据标准对风险评估数据进行处理。此外，在运营和维护阶段，BIM模型可以通过与类似案例的对比分析，发现潜在的风险因素，并建立风险因素预测模型。本文通过对风险因素的评级和量化，从质量控制、进度跟踪与比较、成本控制、安全控制等方面对项目进行了全面控制，进一步提高了项目监理的信息化水平。