此BIM非彼BIM——江阴靖江长江隧道工程BIM应用探索与实践

近二十年来，BIM技术应用在国内工程建设领域取得了长足的进步。从模型建立到施工工序演示等方面，BIM技术应用非常活跃。但是现阶段BIM技术的应用实质上更多的是着眼于模型的展示和构件的组成，如何将BIM技术与工程项目的建设管理信息与数据多维度融合、关联起来，让BIM技术更加深入地服务项目建设则显得更加关键。

江阴靖江长江隧道是《长江经济带综合立体交通走廊规划（2014-2020）》中确定的过江通道之一，也是江苏省高速公路网中规划的S90高速的过江通道部分。项目路线起自靖江公新公路与城西大道交叉处，向南以隧道形式穿越长江，止于江阴西外环路与芙蓉大道交叉口，路线全长11.825公里。其中，过江隧道段长6445米。全线设置互通3座，风塔2座，管理中心1处。项目采用双向六车道高速公路标准建设，设计速度80km/h。本项目建设工期为五年，批复概算金额为1435983.34万元。

BIM技术的应用现状

关于BIM的定义可以从两个维度来理解：一是建筑模拟层面上的建筑信息数字化模型的建立（Model），侧重于结果。二是建筑信息模型的数字化及应用（Modeling），侧重于过程。在国家“十一五”规划中它已经成了国家的科技支撑计划中的重点项目，并且在中国的“十二五”规划中进一步将其列为重点研究课题。至2015年，国内BIM技术的应用在于建筑信息模型的标准化和基础内容的学习与建立阶段。关于建筑信息管理的相关应用进入研究阶段则是在2015年后。

到目前为止，BIM技术的实际应用主要根据BIM的可视化特点开展了多方向的发展，如对工程设计阶段的BIM正向设计、空间碰撞校核等；对于建设施工阶段的施工组织设计、工序模拟等；对于建设、运营阶段的模型信息管理平台等。总的来说，目前BIM技术的相关实践更加侧重于三维模型的建立与应用，重点是BIM中的M（Modeling）。

江阴靖江长江隧道工程

BIM应用定位目标

针对江阴靖江长江隧道建设管理实际，聚焦大直径盾构长隧道特点，紧密围绕人、机、料、法、环关键要素，综合运用BIM技术、大数据、区块链、物联网、云计算等信息化技术手段，改进施工组织与人员交互的方式，实现智慧化项目管理，辅助江阴靖江长江隧道智慧工地建设，解决业务之间实时元数据联动难题，实现对工程项目的各级责任主体的建设管理行为进行监管分析与提供决策建议，并对工程项目范围内信息资源的充分共享和形象展示。

在江阴靖江长江隧道项目上，我们基于成熟的三维建模与应用技术，探索更加侧重于建设管理所需的各类信息、大数据与模型的全面融合,也就是BIM中的“Information”，此BIM非彼BIM。这也就是我们所说的“BIM ”。通过“BIM ”的技术手段建设形成具备国内甚至于国际领先水平的新一代的智慧建设管理平台，实现建养一体化目标下的建设管理阶段数字化技术实践。

江阴靖江长江隧道工程

BIM应用核心实施路径

基于顶层设计的“八个统一”

搭设BIM协同管理平台

着眼对BIM技术的应用定位，在江阴靖江长江隧道工程建设初期，强调以“元数据一数一源”为原则，致力于打破各业务之间的“数据壁垒”，构件平台的数据编码体系。数据编码体系实现对组织管理架构、工作分解结构、安全管理分解结构、质量管理分解结构、费用分解结构、绿色指标分解结构、多层次管理资源组织、专业知识分解结构的八个统一，并依此建立标准化数据接口，实现不同系统、不同维度间的数据传递、计算与业务协同。

基于“八个统一”，平台实现了现场工序报验、质量评定、计量支付、计划进度、监控量测、绿色（环保）指标、智慧工地、工程电子档案等各个业务之间的“数据实时交互”。

BIM协同管理平台架构

打通业务之间“数据壁垒”

充分挖掘数据价值

在传统工程管理实践中，综合计划与统计管理以及其上传下达的过程是非常复杂繁琐的，计划与统计的基础数据的时效性与准确性也往往不仅如人意。

我们的BIM协同管理平台基于“八个统一”，将现场施工数据、计量支付情况、计划进度要求三方面的数据进行融合与分析，并依靠BIM模型的直观可视特性，将工程建设中的“2大类5状态”：待施工、已施工待报计量、已报计量待核准、已核准待支付、已核准已支付等不同状态下的数据，通过综合实时动态看板的形式呈现，充分将建设管理信息按照管理流程的实际进行分类分阶段管理，辅助工程建设精细化管理的现场决策与控制。使得建设管理信息与管理流程同步实现了动态管理，从而能更好地辅助工程建设管理精细化、决策控制精准化。

打通“数据壁垒”，挖掘数据价值

利用信息技术效率优势

“扩容”BIM模型

实现虚拟现实场景

依靠着BIM技术的模型可视化优势，BIM协同管理平台通过对工程场景的模型建立，结合相对坐标关系，将现实中工程所布设的监控点位、视频监控点位与绿色环保监控点位，在BIM模型中相同位置进行呈现，通过点击相应测点，即可迅速在BIM模型对应位置进行查看相关数据。同时通过信息技术对数据的高效调用，实现对同一位置的历史数据及发展趋势进行查看，对现场管理决策提供数据支持。

“扩容”BIM模型，实现虚拟现实

盾构机人员实时定位

盾构机状态实时监测

利用BIM技术及信息

化手段助力国家电子档案

试点项目推进

基于平台对数据的“八个统一”，实现了各个数据形成的统一编码，因此，平台可以通过BIM模型中的构件挂接相对应的建设期有关数据，对单一构件的信息进行归集汇总。同时，在平台采集数据的过程中，通过电子签章及区块链的应用，保障了采集的“元数据”安全性和有效性。在此基础上，助力江阴靖江长江隧道工程成功申报了国家档案局第三批电子档案试点工程。

BIM模型工程信息挂接

应用场景及实际成效

模型场景化应用

（1）概算回归场景

目前，江阴靖江长江隧道工程的所有计量支付、工程报验流程均以线上报审的形式完成，通过线上流转，形成电子台账，并将各项支付台账与工程清单相关联，并生成相关凭证。可以清楚地了解每一笔钱的流向与用途，同时对比工程量清单子目批复的清单数量，可以系统地了解当前工程的资金管理进度，辅助业主对工程投资进度及投资偏差的分析与控制。

模型构件计量信息

概算回归

（2）质量管理场景

江阴靖江长江隧道采用盾构法施工，其管片是由远在安徽省池州与芜湖的两家管片厂进行生产。常规模式下，相关管片生产的质量资料需要每次专人专车送至位于靖江现场的总监办进行质量资料的报批，在这种形式下产生的质量资料不能满足档案归档所提出的“及时性”的要求。为此，BIM协同管理平台基于BIM模型的管片构件，开展了信息化技术研究，在统一的工程结构分解表下，依照规定工序及报验流程，嵌入质量资料所需表单，录入结构化数据形成电子报验资料，通过电子签章的形式，完成质量资料的报验，以此来减少异地资料的人工报送的现实情况，并保障了报验资料的“及时性”。

质量资料线上报验

（3）工程电子档案应用场景

在BIM协同管理平台中，通过点击每个构件，即可看到该构件的相关信息，包括基础信息、进度信息、质量信息、计量信息等，这些信息也是运营期管养单位所需的数据。在后期对数据资产的移交过程中，如何让数据信息完整、安全归档，让运营管养人员对相关档案资料更加方便地查看？BIM协同管理平台通过对平台进行改造升级，通过模型替代传统文档，实现档案数据的三维感知，改变传统档案的利用方式，提高档案查阅的效率。

BIM技术助力电子档案应用

“三端一云”架构，

多元场合应用

BIM模型根据需求可以建立各种各样的场景，在江阴靖江长江隧道工程中，为了方便相关人员随时随地可以使用手机进行办公的“便携式”需求，同时降低对手机设备的硬件要求，BIM协同管理平台建立了极致的“轻量化”模型，使得一台普通的智能机便可以轻松处理包含2000 的构件模型；为了满足日常管理需求，方便管理人员对项目进度、资金等内容的总体把控，BIM协同管理平台建立了“印象派”概要模型，通过对模型的查看，即可快速得知当前工程的进度情况；为了满足科普、宣教等需求，BIM协同管理平台建立了大屏段影视级模型，通过影视级的渲染引擎，尽量使模型“逼真化”，突出实际的建设效果。通过这三种模型，都可以不同程度地调用同一个云端数据库中的建设期数据，实现不同场景下的数据展示。

BIM模型在不同场景下的应用

技术创新与成果亮点

江阴靖江长江隧道工程BIM应用探索与实践过程中有以下几个突出亮点——

1. 元数据驱动工程质量管理。本项目实现了盾构管片预制生产、运输、拼装的全过程电子化质量报验；实现了全线上计量支付体系；推广质量控制信息化建设，有效提升预制件生产与安装、隐蔽工程、关键工序等施工质量管理水平和管理效能 ；建立了质量大数据监管，推动原材料检验的信息化，质量监管的智慧化、精准化；利用BIM协同管理平台，在本项目强化事中、事后的质量监管;积极探索了新基建背景下的智慧交通工程建设信息化、数字化升级方向与模式；

2. 智慧交通工程建设安全守护。基于BIM技术，以安全数据中心为核心，构建平安守护系统，实现工程建设安全风险全过程动态化管控；应用AI智能运算，建立“安全管理指数”评分与危险源预判体系，实现建设全过程安全风险动态化、精准化管控；建立全覆盖、全层级的安全教育培训机制，打通安全教育“最后一米”。

3. 区块链应用。首次在江苏省交通工程建设领域引入区块链技术应用，实现对元数据的真实性、实时性、安全性保障；应用智能合约技术，实现全过程质量现场报验数据链上管理。

4. 实现项目资金一本账。全面完成以概算实时回归为基础的实时投资控制与分析，与投资方形成实时有效联动，精准制定和落实资金计划，全过程实现闭环式电子计量支付管理，实时精确计算实物工程量，最终实现对项目建设资金的有效统筹管理。

有益的思考与建议

不同的技术革新将会带来不同的科技进步，BIM技术的推广，将二维图纸丰富成了三维实体模型，为设计师们的设计意图的展现提供了一个完美的载体。江阴靖江长江隧道工程也利用了这个载体，开展了BIM技术在新方向上的应用摸索，在探索过程中，还有一些心得与体会，供同行参考：

1. 不浪费一个字节在无关处。相对于BIM对建构物的数字化还原过程，计算机系统的计算、通讯、存储资源永远都是有限的，不需要过于执着于局部的细节表达，BIM系统的可视化应该更注重于对工程项目设计、施工、运维等不同阶段的品质的准确还原。同时也需要兼顾科学与艺术的平衡。适度建模，同时合理利用模型资源，减少重复建模造成的不必要浪费，甚至于系统不堪重负、不稳定,直至崩溃。

2. 坚持“一数一源”。在项目建设伊始，我们便制定了一个原则：系统中输入的每一个元数据，都只能有一个来源，只能输入一次。在传统的大型工程管理信息化建设中，众多的子系统，众多的应用场景，导致不可避免地出现很多数据的重复输入过程。我们认为只要是超过一次的重复输入，哪怕数值、单位、备注等都是一模一样的，那么这个数据就是错误的。哪怕只是为了实现“一数一源”，我们也需要实现一个统一的、唯一的系统架构。

3. 专业的人做专业的事。高手在民间，每一个成功的IT企业都会有一个优秀的IT团队，都会有几个甚至众多的“高手”。但是，与之相对的是，我们认为，没有一家软件企业在现阶段能够掌握并准确提供一个大型基础建设项目的所有专业化知识储备，并为之提供信息化建设服务。那么建设一个兼容并蓄的、高度可扩展的协同平台才是合理的发展方向。在此基础上，按照前文所述的“八个统一”的目标，再实现数据编码体系、接口标准、流程设置、数据格式的统筹一致，才可以将众多的成功“专业”子系统完美地接驳进平台中。

江阴靖江长江隧道BIM协同平台可以汇聚众多在各专业领域专营多年的IT优秀企业的信息化成果。它就像一块MOTHERBOARD(计算机主板，也可以叫母板)，各专业功能的实现就像插在它上面的功能子卡。通过母板，可以实现众多专业、众多团队数据的汇聚、计算、利用，相关质量管理、安全管理、监控量测、计量支付、计划安排、档案管理等的信息可以相辅相成、择优汰劣。

4. 系统不是万能的。在工程中软件平台的使用情况，取决于对软件平台的定位，定位决定了技术应用的架构，以及功能涵盖的范围。平台的建立过程，需要先考虑线下的管理逻辑，然后再通过信息化手段将平台进行实现。同时对数据的管理，应该保证数据的来源唯一。最好以“一模一库多形式”的方式将BIM技术与信息化手段结合在一起，来发挥数据更多的价值。

当我们碰到流程与逻辑的设置出现困难，或者矛盾的时候，我们首先需要做的是放下计算机，搞清楚在没有使用计算机的情况下，实际的工作需求是什么？应该按照什么样的“物理、事理、人理”逻辑去解决问题？先把这些问题想清楚了，我们再去考虑如何通过信息化去实现逻辑的固化、网络协同功能的实现、效率的提高，等等。

---

本文刊载 / 《BIM视界》杂志 2022年 第2期 总第25期

作者 / 张旭生 丁彩良 杜雪山

作者单位 / 江苏省交通工程建设局江阴靖江长江隧道建设指挥部