BIM资讯|基于BIM的铁路工程建造管理平台研究

依托BIM技术建立的铁路工程信息模型，为铁路工程建设各个环节搭建一个基于BIM的铁路工程建造管理平台——BIM+建造管理平台

铁路工程建设具有规模大、标准高、管理协调复杂、周期长等特点。在传统管理模式下，各个组织机构和建设环节之间存在信息壁垒、数据孤岛，造成建设过程中面临数据共享与分析困难、管理手段匮乏等问题。

工程建设管理又是整个铁路工程建设全过程中最重要的环节，管理水平的高低直接影响到铁路工程质量和安全。传统施工管理多以人工管理的方式为主，存在工程建设产业数据呈现碎片状、信息资源缺乏整合、难以满足多样化的铁路工程建设信息化应用需求等问题。

依托BIM技术建立的铁路工程信息模型，为铁路工程建设各个环节搭建了一个基于BIM的铁路工程建造管理平台——BIM+建造管理平台，使铁路工程建设从源头开始，建立数据之间的关联关系。将信息封装到BIM模型，随着施工过程推进，实时增减其信息量，在信息产生源头采集—传输—分析—应用—反馈这一信息流的大闭环过程中，依托BIM模型的流转，使施工过程可视化、信息透明化。平台能实现项目参与方数据共享，使工程的质量、安全、成本及进度管理更高效、决策更科学。

平台概况

平台简介

BIM+建造管理平台，采用B/S架构模式（服务器部署在云端），结合铁路工程实体结构分解（EBS） 以及铁路工程工项分解（WBS） 相关要求，以集成施工深化设计的BIM模型为载体，以通过解析模型信息自动生成的工程树和计划树为基础，关联施工过程中的进度、成本、质量、安全等信息；利用BIM模型形象直观、可计算分析的特性，为项目的进度管理、质量安全管理、资源管理、变更管理等提供数据支撑；融合应用GIS技术，在对区域空间进行管理和对空间地理信息数据进行分析方面，协助管理人员进行有效决策和精细管理，从而达到减少施工变更、缩短工期、控制成本、提升质量的目的。

平台定位

平台以建设单位为主导、施工单位为主体，兼顾参与工程建设的设计单位、监理单位、咨询单位等用户。为建设单位提供项目进度、质量、安全等方面相对宏观的监督管理功能，为施工单位提供具体业务级的功能模块，辅助施工单位完成全方位的线上施工管理，同时根据管理需求为其他参与方提供使用权限。

施工管理平台总体上可分为建管级和施工级2个层级，建管级平台不涉及具体的施工业务管理，利用接口导入具体业务数据，实现相对宏观层次的建设管理功能；施工级平台为施工单位提供线上施工管理辅助工具，直接管理具体的施工业务，BIM+建造管理平台即属于施工级平台，平台数据既可用于平台自身应用，又可作为成果数据接入建管级平台。

平台关键技术

BIM+GIS 技术

BIM具有可视化性、协调性、模拟性、优化性、可出图性、一体化性、参数化性、信息完备性等特点，可将BIM技术应用于铁路施工组织设计，实现展示设计信息、管理施组信息、模拟施工进度、计算工程费用等功能。

借助地理信息的空间分析，将GIS、BIM两者有效融合，构建一个具备空间场景的三维工程建设模型，对施工环境和施工现场进行有效监督与管理，为用户提供一个既可以全局把控又可以精细管理的技术手段。

模型轻量化技术

平台采用Web Graphics Library（WebGL） 技术的纯Web轻量化引擎，在确保BIM模型数据不损失的前提下，实现BIM模型的轻量化，让BIM模型能够更快地加载和使用。实现BIM模型在Web端、移动端的“轻量化” 应用模式， 用户无需安装如Revit、Bentley、Dassault 等专业建模软件即可使用BIM 模型开展各类应用。

WebGL的最大特点是不需要插件即可使用。通过调动Graphics Processing Unit （GPU） 进行硬件加速显示模型。WebGL轻量化BIM引擎处理BIM模型，一般可以分为数模分离、几何数据轻量化处理、三维几何数据实时渲染3 个步骤， 对大模型Level of Detail（LOD）的处理方案，从最根本的内存管理入手，在三维几何数据轻量化处理阶段，依据空间位置计算，通过对构件进行空间位置排序来确定模型的轮廓，保证用户初始加载模型就能看到模型的整体轮廓。

VR技术

虚拟现实（Virtual Reality，VR） 是一种多源信息融合、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真技术，它利用计算机生成一种模拟环境，是可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。VR技术提供了一种半侵入式的环境并强调真实情景和虚拟世界之间图像与时间的准确对应关系。因此VR技术能大大提高观者的感官和交互式体验。BIM+VR技术在BIM+建造管理平台上得到应用，利用BIM模型结合VR设备或使用手机APP实现动态漫游查看施工场地、查看施工复杂工点细节等功能。

二维码技术

二维码又称二维条形码，是用特定的几何图形按照一定的规则分布在黑白相间的平面图形上用以表达数据符号信息的技术。基于二维码的人员管理，可以将工程现场人员的个人信息、岗位职责、资质证件信息等通过系统平台展示及交互，对人员资质、人员配置、出入场状态进行动态管理；基于二维码的物资管理，使物资采购、入库、点验、出库等物资管理流程在线上进行，通过扫描二维码代替传统的人工填写单据，提高了效率，实现了物资信息及时传递。

平台架构

平台整体架构

平台以BIM+引擎、项目管理引擎和文档管理引擎为技术支撑，提供基于数据和业务的常规BIM应用和项目管理应用，实现智能分析、项目管理和数据积累的应用目标。

平台功能架构

BIM+建造管理平台与现有施工管理模式紧密结合，根据施工现场实际管理需求，提供强大、丰富的管理业务功能，平台支持多项目管理，支持项目下多标段、多施工单位的独立业务管理。

平台主要功能

电子沙盘

用于铁路建设施工阶段的三维电子沙盘，基于BIM和GIS技术，通过融合勘察设计阶段搭建和移交的精细三维地形和铁路三维设计成果，进行相关三维软件平台应用，在数字化施工、进度管理和安全监测等方面提供技术服务和支撑。

具体包括展示单位工程项目简介、标段信息、施工单位和工点信息、模型树信息、总体计划进度信息、安全质量问题汇总和统计信息、新闻公告，以及项目施工期间的动态模型、相关施工数据和文档等，提供测量、定位、透明度设置、施工模拟等工具。

公文管理

通过公文处理系统，可以对项目内公文、通知、联系单等事项进行传递和归档，实现单位内和单位间的公文发、收和归档管理。

质量管理

铁路工程项目管理的核心任务是成本、进度和质量三大目标的实现，而质量目标又是其他目标得以实现的重要根基。施工项目质量管理根据质量管理规范和标准控制每一质量控制单元的施工是否满足质量要求。

主要包括检验批管理、工序管理、质量巡检管理等模块，具有单元工程分解、工序检测记录、材料及试件检测记录、质量缺陷及事故的登记及处理、质量验收与评定等功能，各功能均可与BIM模型进行关联。

系统还记录质量评定与验收结果以反映最终的施工质量结果，通过质量管理，业主和监理单位能够及时准确地获得项目信息，有效地控制项目的质量目标。以质量巡检管理为例，其流程见下图。

安全管理

施工项目安全管理是为了实现施工项目安全生产开展的针对人的不安全行为和物的不安全状态的控制管理，落实安全管理的决策和目标。利用科技力量为安全施工服务，积极采用网络、计算机等先进管理模式，坚持管理的科学性是提高安全监督管理水平的有效措施。

主要包括安全专项施工方案、安全技术交底、安全巡检记录管理、第三方检测管理、视频监控等模块，各模块功能均可与BIM模型进行关联。针对危险性较大的分部分项工程，编制安全专项施工方案；施工负责人在生产作业前，对直接生产作业人员进行安全操作规程和注意事项培训等安全技术交底；对安全巡检发现的问题以整改通知单的形式进行登记；根据定义的监测类型，针对监测部位，导入第三方监测数据，形成检测报告；现场视频可接入平台，进行现场施工监控及风险控制。以安全技术交底为例，审核流程见下图。

计划进度管理

施工项目计划进度管理是通过创建并管理全线各标段工点的施工组织计划，与现场各施工单位施组管理计划相匹配，将管理目标通过平台落实到各项目标段的具体工点，同时通过现场各单位工点的实际工程进度反馈，及时了解全线施工情况。

创建施组计划树， 并编制初始计划，将计划树与BIM工程树关联进行资源配置工作，实际进度通过工序管理进行录入。已经施工完成的、正在进行施工的以及尚未开工的工程实体分别用不同颜色在BIM模型上标识出来，使项目管理人员能够清晰了解当前项目的施工进度。主要包括整体施工计划、进度管理查看、进度展示、数量产值查看等模块。

技术管理

施工项目技术管理是项目经理部在项目施工过程中，对各项技术活动过程和技术工作的各种要素进行科学管理的总称。铁路施工技术管理是对铁路施工技术进行全方位的管理和控制，涵盖了铁路施工技术的方方面面，主要包括基础施工技术管理、施工过程中的技术管理、施工技术的开发与总结这四大组成部分。平台技术管理功能主要包括开工报告、施组计划、专项施工方案、作业指导书、技术交底、图纸管理等模块，各模块功能均可与BIM模型进行关联。

施工管理

平台定义的施工管理，主要包括施工日志填报、作业队管理（人员维护、设备维护）、环境监测等模块。填报的施工日志包括工作内容、气候状态、项目检查和自检及结论、安全环保记录、施工人员、机械配置等内容；作业队管理是通过二维码技术对施工班组的人员、设备进行动态管理；环境监测是对文明施工中涉及的天气、环境条件进行记录。

物资管理

在铁路项目建设过程中会涉及大量的物资及机械设备，其成本占工程总成本的60%以上，这就表明物资管理在铁路项目建设中尤为重要。通过加强信息网络的系统化建设，将物资管理与铁路工程项目各环节施工相衔接，能够将各环节施工所需各项物资、具体数量、成本控制等内容传递给物资管理子系统，并在信息高效交换和共享下，确保物资集采供的科学性和合理性。

平台的物资管理功能主要包括材料交底、材料信息、材料供应商、台账管理、出入库管理等模块，其中材料交底和台账管理功能模块与BIM模型进行关联。

移动端APP功能

用户通过移动端APP 可随时随地查看施工资料、进行检查取证、记录隐蔽工程等，不但减少了沟通工作量，而且比传统手工方式更不容易出错。系统配套开发了移动端APP功能平台，功能覆盖基本的管理业务（如工序检查、质量巡查、安全巡查、图纸中心、新闻动态、公文管理、技术交底等）、VR工程预览等，同步支持系统数据浏览，配合PC 端完成现场业务功能。通过BIM中心，结合VR技术，用户可在手机上浏览项目BIM 模型，查看模型设计、施工信息等内容。

工程应用

BIM+建造管理平台已在阎良—机场城际铁路泾河特大桥、库格铁路羌若站、西安—法门寺城际铁路韩中村特大桥、西安—韩城城际铁路渭蒲高速立交特大桥等工程中得到应用，同时在公路项目大横琴山隧道（一期） 和黑白面将军山隧道进行了试点， 目前正在川藏铁路、西成铁路进行推广。

平台以集成模型为载体，关联施工过程中的进度、成本、质量、安全等信息，利用BIM模型形象直观、可计算分析的特性，为项目的进度管理、质量安全管理等提供数据支撑，融合应用GIS技术，对区域空间进行管理和对空间地理信息数据进行分析，协助管理人员有效决策和精细管理，从而达到减少施工变更、缩短工期、控制成本、提升质量的目的。

基于BIM的铁路工程建造管理平台——BIM+建造管理平台，是以BIM技术为基础、以建设单位为主导、以施工单位为主体的层次分明的建造管理平台，实现了涵盖施工流程的精细化施工管理，基于BIM数据的工程质量安全管理、进度计划管理和现场监控管理，以及BIM数据与三维地理信息数据的一体化管理和分析，有效提升了建设管理水平。

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