基于CIM信息模型的智慧园林工程管理体系建设

文｜宁夏恒鸿建设有限公司 杨玲玲

城市信息模型(City Information Model)简称“CIM”技术，现如今已获得了广泛运用，兼具环境优化、全周期管理等技术优势，可显著增强建筑项目的整体管理质量。2019年，CIM 技术正式融合园林管理，在景观规划、地形设计、水系资源分配等方面，逐一进行数据交互，增加项目技术参数管理的全面性，有效降低人为失误可能性，获取较高的景观设计成果。为此，以实例项目为视角，探索CIM 技术的融合方法，解析CIM 技术用法，具有较高的研究价值。

1 项目概述

某市政园林项目占地面积总数为5.82万m2，建筑面积总和为12.1 万m2。园林景观施工任务量较大，各区域需进行园林主题设计，尝试从空间布局设计、多多题绿化群落等方面，进行园林设计。建立设计、施工多个主体的交流体系，共同探索CIM技术融合园林项目的理念方法。园林设计期间，施工组织需细化绿化方案，增强整体园林建设质量。在原有的设计技术下绿化景观元素明显存在视感突兀割裂、空间深化不强的问题，因此需要进一步进行完善设计，顺应案例项目的CIM 技术融合需求[1]。由于园林区域地势存在一定差距，应融合竖向设计思想，准确设定各园林主题，有效去除植物与管线的位置冲突问题。建立远程管理模块，顺应各方主体对项目的管理需求。

2 CIM 技术融合的技术方案

CIM 技术融合智慧园林项目，从项目资源、规划行为、工程单体交付三个层次，给出可行的施工方案。当前国内CIM 平台技术的应用还仍然处于起步阶段，尽管还并未形成BIM 技术那样统一的技术口径，但当前业内达成的普遍共识是：CIM 城市信息平台，即大场景设计元素的GIS 技术数据与小场景BIM 建模数据的深度融合，除此以外为了满足系统化的大型城市场景设计需求，CIM 平台还应融合IoT 技术，使整个设计方案模型具有关于完整的时间流、空间流与各类流体力学场、建筑力学场与地质力学场的深度模拟计算能力。其中GIS 技术部分主要是负责城市园林的道路地形、水系结构、绿地分区以及地块用途等方面的设计内容；BIM 技术部分负责园林内部所有的容载建筑物、无人构造物以及配套景观建筑小品与附属设施的设计；而IoT 技术部分则负责将整个园林内部的游客、景物、各类事件以及环境体系的运行状况信息进行统一归集与模拟预演，进而实现对整个园林宏观、微观、地上、水上、静态、动态、室内景观与室外景观的感知、映射与微结构调整。

对比收集相关项目，整合成项目景观设计的核心资料，从软景、硬景、水景各方面进行区域设计，保证空间分配的合理性。构建新型植物划分标准，创建景观族库，给出植物资料库的编码规范，使数据库可容纳至少300 种数据信息，保证植物资料库的数据管理质量[2]。创建苗木供应流程，积极整合苗木生产单位，增强出圃苗木资料的利用效果，给予设计单位较为全面的设计方案，保证采购顺畅。设计单位可调取数据库的各项信息，增加CIM 模型创建质量，进行园林布局的竖向分析，保证园林设计的精细性。施工单位可结合设计方案，提升工程模型信息的深化性，给出布线检测结果，加强进度与成本管控。园林项目完工，使用APP 进行远程查验。

3 BIM 技术融合园林管理的具体表现

3.1 创建植物资料库

案例项目初期创建了小型植物族库，可容纳数据量较少。CIM 技术融合后，需进行族库容量扩充，便于添加新增植物。预计案例项目种植150 种绿植，后续可能会持续增加苗木类型。针对园林项目中使用的植物，逐一进行编码设计，以此构建出物品模型，便于管理[3]。编码设计使用Revit 编码程序，植物编码结果如表1所示。

表1 园林项目植物编码结果

3.2 碰撞检查

园林项目进行初期，会设计地形、建设景观小品、敷设地下管线、种植植物。地形布置、小品位置、管线布局、植物搭配等数据，作为案例项目模型的关键信息。使用Revit 程序，开展布线碰撞检测，共测出60 处碰撞位置，包括植物与供电线路相撞1 处、输水管线与供电线路相撞20 处。运行BIM 平台，选择二次开发插件，准确锁定线路相撞点。

对植物种植点与地下管线相撞的问题，使用CIM 平台自动变更相撞物体的位置。施工组织需结合程序设计的避让规则，进行相撞物体的位置调整，给出位置相撞报告与调整方案。此种自动调整程序，能够有效处理67%的相撞问题，剩余未处理的相撞问题，需具体确定避让方式，准确设计避让间距，以此保障工程进展的顺畅性。运行CIM 平台能够有效回避多种管线相撞问题，切实减少了返工量，降低了工程成本。

3.3 模拟施工

创建施工模型后，由工程师进行项目检查，查验场景布置的合理性，巡视各项植物的工程情况。利用CIM 平台的可视化功能，增强项目经理的自主监管能力，有效联合三维勘图与工程监管，实现项目在线监管，以此提升工程监督质量，确保及时发现工程问题。使用CIM 模型，融合工程规划方案，侧重模拟工程难点，前期预演“大树与路面”“消防与绿植”“铺装与布线”之间的关系，有效回避管线相撞问题，给予应急处理方案，积极回避工程可能出现的施工问题，充分发挥工程参数的利用价值，保证工程管理质量。

3.4 竖向分析

竖向分析功能是指在园林项目的CIM信息模型中插入有关园林设计细节的CAD图形数据，从工程勘测、曲面设计、放坡规划、地块调整、道路修建、雨水分析、工程量测算等多个方面，自动生成多个园林设计方案。运行CiviL 3D 平台，全面落实竖向分析。使用平台中的曲面工具，创建曲面，从高程、坡度、流向等多个方面，给出分析结果。立体模型创建成功后，选定数据显示模型，添加各项参数，竖向分析的范围数设定为“8”，全面展示各项分析资料。模型数据有变化时，图例表信息相应变动。但CIM 技术所面临的主要问题则在于BIM 模型与GIS 技术的结合壁垒，由于BIM 技术当前并不存在对外公开的数据格式与文件结构，因此很难实现GIS 与BIM 技术不同设计方案之间的开放共享。当前CIM 技术在城市园林景观设计的应用实例中，普遍做法是利用外部的建模软件或数据格式转换工具，将BIM 模型转换为与GIS 模型一致的数据格式后输出结果，但这种方法转换的数据极容易出现数据丢包、变形等数据解析问题，因此将CIM 的模型数据转化进行竖向分析前，还需要以人工校对补正、碰撞冲突检查、3D 演示检测等方式来完善模型数据，避免其输出错误的图纸信息。

（1）高程分析时，选择“高程”数据反馈形式，动态添加各类BIM 模型的曲面资料，获得高程参数的分析数据，如表2所示。

由表2高程数据可知：案例项目中的种植区域地势高度表现出一定差异性，高程最大值为36m，高程最小值为13.07m，高差达到22.93m。

表2 CIM 信息模型高程参数的分析数据

（2）坡度分析时，在CIM 模型曲面数据反馈形式中选择“坡度”，相应补充曲面图示信息，模型反馈的坡度数据如表3所示。

表3数据发现：案例项目四个种植区的坡度具有一定差异性，A 区与B 区的地势较为平缓，坡度小于16.63%，C 区域D区的坡度较为陡峭。结合各区域的坡度特点，相应选择绿植。

表3 CIM 信息模型坡度分析结果

（3）径流分析。CIM 模型中选择“流域”数据反馈形式，数据分析结果如表4所示。

表4中，N 表示北纬，S 表示南纬，E表示东经，W 表示西经。如表4径流数据可知：案例项目中含有“复合排水”“洼地”“流域边界”等多种径流区域，需结合案例项目各区的径流特点，综合确定种植数量、浇灌方案，增强园林规划的合理性，以此发挥径流分析价值。

表4 BIM 模型径流数据的分析结果

3.5 资金管控

园林项目施工期间，需进行多次深化模型，首先在CIM 模型中以外部数据接口的形式将提交工程量、工程结算等信息插入信息模型。而后是初期工程量核算工作，需核算人员运行工程造价管理平台，参照图纸规划情况，给出完整统计。此种核算过程表现出耗时、易错等问题，难以保障核算质量。CIM 模型能够自行统算各植物的工程信息，短时间内准确给出工程量统计结果，可显著增强统算结果的准确性。对比工程模拟、工程进展各项信息，能够动态掌控已付、收入各项资金信息，保证资金控制有效性。

3.6 苗木验收

CIM 平台用于园林项目管理，极具特色的功能是“苗木验收”。工程负责的各方成员，从各自专业视角提出苗木验收要求。软件单位有效整合各方需求，研发出GIS 插件、苗木质量检查APP。施工单位需在苗圃中存储苗木资料，将苗木照片回传至CIM 空间模型，同时利用苗木实物图与苗木模型之间的灰度关联性，生成二维码。在这个苗木二维码中，含有苗木实物图、系统编码等信息，同时园区苗木全生命周期的生长状态信息都将会被同步更新至这个信息平台上，进而实现景区苗木的无人化信息管理。全面整合苗木信息后，开展苗木验收工作，从栽种点位、工艺方案等方面，逐一进行检查。验收完成，点击查看验收成果，相应查看苗木验收的各项资料，生成苗木种植完成的实景效果图。苗木验收完成，使用软件回馈验收结果。如果验收失败，需调整工程方案。

3.7 管理成效

CIM 平台支持的设计模式下，城市景观园林管理可分为如下几个阶段：规划设计阶段，需要将城市园林项目的总体规划、市政道路、交通道路、水利设施以及景观投产运营状况所形成的数据全部集成于CIM 平台上，形成对整个园林项目具有优化规划指导的设计方案；建设阶段，以园林项目的安全生产、人力资源配置、建设质量、工期进度以及经济成本等多个方面效益作为管理目标，实现针对性的管理功能。以园林的进度目标为例，在CIM 信息模型中可以用三种不同阴影颜色来表示不同构件的提前、正常与超期建设三种进度状态，方便景观园林项目的管理者更清晰直观地了解项目进展情况，分析具体子部分部工程的进度延期原因，便于管理者给出更加科学的决策计划；运营阶段，主要是利用外部的物理传感器与伺服传感器实现景区内招商、产业、人员配置、安防条件以及能耗等数据的调度管理，使景区内部做到业务可管、事件可控、状态可视，显著提高景区内部物资调度配置与事件响应处理的效率。线上整合各项植物信息，对苗木位置、种植流程进行线上验收分析，以此准确排查各项工程问题，能够有效推进园林项目进度。实践中，案例项目的园林施工比预期提早18d。

4 结论

综上所述，从资料库、竖向分析等多个视角，探索CIM 技术的用法，以此贯穿园林布景、资金管控各个项目，切实保证苗木质量。使用碰撞检测功能，排查各类基建管线的布设问题，切实控制施工差错，创建项目远程监管单元，增加园林管理信息交流的顺畅性。经案例项目融合CIM 技术实践发现：CIM 模型前期排查市政园林工程设计问题，增强工程规划的可行性；线上竖向分析功能，切实提升了园林设计的准确性；线上苗木验收模块的成功开发，赋予园林管理全新的参数管理方向，从苗木、种植、工艺等多个方面，逐一进行园林管理，以此保证园林管理的智慧性。