BIM技术在工程项目进度管理中的应用研究

PAGEPAGEIIIBIM技术在工程项目进度管理中的应用研究摘要工程项目施工进度管理是项目管理中的一项关键内容，旨在确保进度目标的实现。在那些工程量较大、难度较高的建设项目的施工阶段，由于传统的管理技术和管理软件存在不足，会导致施工进度在实际管理过程中与进度计划出现偏差，从而导致在施工过程中出现返工或工期增加等一系列问题的产生。随着BIM技术在国外发达国家工程建设中的广泛应用，我国也开始了BIM技术的应用。BIM在信息管理上的优越性，可以使工程项目提高施工进度管理效率，也使项目管理工作更加的科学严谨，能在实际工程中创造更大的经济效益和社会效益，本文基于此，本文在总结和阐述项目进度管理理论及方法的基础上，着眼于项目管理视角，并根据深圳地铁七号线项目进度管理现状、问题和施工具体情况，重点对影响项目进度的因素进行分析，提出项目进度管理相关方法和建议。关键词：BIM技术进度管理深圳地铁七号线

AbstractProjectconstructionschedulemanagementisakeypartofprojectmanagement,aimingatensuringtheachievementofprogressobjectives.Intheconstructionstageofthoseconstructionprojectswithlargequantitiesandhighdifficulty,duetotheshortcomingsoftraditionalmanagementtechnologyandmanagementsoftware,theconstructionprogresswilldeviatefromthescheduleplanintheactualmanagementprocess,resultinginaseriesofproblemssuchasreworkorincreaseofconstructionperiodintheconstructionprocess.WiththewideapplicationofBIMtechnologyinengineeringconstructionindevelopedcountriesabroad,ChinahasalsobeguntheapplicationofBIMtechnology.ThesuperiorityofBIMininformationmanagementcanimprovetheefficiencyofconstructionschedulemanagement,makeprojectmanagementmorescientificandrigorous,andcreategreatereconomicandsocialbenefitsinpracticalprojects.Basedonthis,thispapersummarizesandexpoundsthetheoryandmethodofprojectschedulemanagement,andfocusesontheperspectiveofprojectmanagement,andaccordingtoShenzhenMetro7.Thecurrentsituation,problemsandspecificconstructionconditionsoftheprojectschedulemanagementofLineNo.1areanalyzed,andtherelevantmethodsandsuggestionsoftheprojectschedulemanagementareputforward.Keywords:BIMtechnologyprogressmanagementShenzhenmetrolineseven

目录第一章绪论 1第二章相关概述 12.1BIM技术 12.2项目进度概述 12.2.1项目进度 12.2.2工作结构分解 22.2.3项目进度控制的特点 2第三章BIM在深圳地铁七号线项目进度管理中的应用 33.1案例简介 33.2BIM技术在设计中的应用 33.2.1优化设计 43.2.2高级分析能力 63.2.3基于BIM的设计对项目进度的改进 63.3基于BIM技术的施工进度管理 73.3.1基于BIM模型的图纸会审 73.3.2基于BIM技术的施工组织过程 83.3.3基于BIM技术的施工动态管理 113.3.4基于BIM技术的施工协调 12第四章BIM技术对于城市轨道交通项目进度管理的改进 144.1BIM对项目进度管理流程的改进 144.2BIM技术对进度管理的改进 144.2.1改善施工图纸（模型）质量 154.2.2模拟施工过程制定最优的施工方案、进度计划 154.2.3合理进行施工场地布置 154.2.4资源分配的合理性和资源供应的及时性 154.2.5提高施工过程中各阶段、各专业间的沟通协调能力 164.2.6提升施工人员的综合能力 16结论 16参考文献 16PAGE1第一章绪论我国自80年代在建筑行业中引入了项目管理方法，经过了多年的实践和发展，已经取得了巨大的经济效益和社会效益，但是我国大多数施工企业还相当缺乏高层次、复合型的项目管理人才，在管理过程中凭经验管理较多，还停留在粗放式的经营管理模式上，仍然存在一些薄弱环节，未广泛应用项目管理的理论和方法进行全面的管理和控制。随着我国加入世贸组织，市场经济体制的发展完善，建筑行业也不断的向综合化、信息化和国际化方向发展，逐步与国际惯例接轨。由于中国建筑行业在此过程中起步较晚，面临着国内、国际建筑行业双重的激烈竞争压力。施工企业看重的是怎么样才能够按合同规定的工期完工又能保障企业的经济效益，因而，对于建筑施工企业而言，目前最为迫切的任务就是尽快寻找科学的、可行的项目进度计划与管理方法。第二章相关概述2.1BIM技术建筑信息模型（BuildingInformationModeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。2.2项目进度概述2.2.1项目进度项目进度管理（ProjectscheduleManagement）也称为项目时间管理，是指在项目的进展过程中，为了确保项目能够在规定的时间内实现项目的目标，对项目活动进度及日程安排所进行的管理过程。项目的进度管理是项目能否按期完成的基本保证项目的进度管理可分为项目进度计划的编制和项目进度计划的控制两个环节，两个环节相互依存，不可偏废。项目进度管理是项目管理的一个重要方面，它与项目成本管理、项目质量管理并称为项目管理的“三大管理”，它是保证项目如期完成、合理资源供应、节约项目成本的重要措施之一。2.2.2工作结构分解工作结构分解（WBS）以可交付成果为导向的工作层级分解，其分解的对象是项目团队为实现项目目标、提交所需可交付成果而实施的工作。工作结构分解每下降一个层次就意味着对项目工作更详尽的定义。工作结构分解组织并定义项目的总范围，代表着现行项目范围说明书所规定的工作。计划要完成的工作包含在工作结构分解底层的组成部分中，这些组成部分被称为“工作包”。可以针对工作包安排进度、估算成本和实施监控。分解就是把项目可交付成果划分为更小的、更便于管理的组成部分，直到工作和可交付成果被定义到工作包的层次。工作包是工作结构分解的底层，是能够可靠地估算和管理工作成本和活动持续时间的位置。工作包的详细程度因项目大小与复杂程度而异。要把整个项目工作分解成工作包，一般需开展下列活动：（1）明确项目目标；目标必须符合SMART原则，即目标是：具体的（Specific）、可衡量的（Measurable）、可达到的（Attainable）、相关的（Relevant）和有时间限定的（Time-bound）。（2）识别和分析可交付成果及相关工作；（3）确定工作结构分解的结构与编排方法；（4）自上而下逐层细化分解；（5）为工作结构分解组成部分制定和分配标志编码；（6）核实工作分解的程度是必要且充分的。2.2.3项目进度控制的特点（1）过程控制工程建设项目有明显的阶段性，因此项目施工项目的控制具有过程控制的特点，工程控制项目可分为施工控制、设计阶段控制、施工阶段控制、维修阶段控制。（2）多目标控制项目控制目标是：时间控制目标，成本控制目标，质量控制目标。这三个相互联系，相互结合。（3）相对性控制由于施工项目的复杂性，目标值与实际值之间总是存在一定的偏差，因此项目控制的目标是保证实际值与目标值之间的偏差在允许范围内。第三章BIM在深圳地铁七号线项目进度管理中的应用3.1案例简介深圳地铁7号线（西丽线）是深圳地铁运营中的八条线路之一，属于城市轨道交通系统。于2012年年底开工建设，2016年10月28号开通试运营，是轨道交通三期首批开通的线路之一。全线行驶于原特区内，主要解决原特区内居住片区的交通出行问题。7号线（西丽线）途经南山、福田、罗湖区。由南山西丽的西丽湖站，沿龙珠大道、福民路、华强北路、田贝路到达罗湖的太安站。全线共设28个车站，其中10座为换乘站。目前暂未完工的福邻站将“飞站”通过。7号线的文体公园站为支线地面车站，设于深云车辆段内。该站点不会在线网图中标注。文体公园站将7号线正线深云站与NOCC、深云车辆段的上盖物业连接，采用专门的3节车厢编组的“深云小火车”运营，在深云站换乘7号线。预计2018年开通。BIM技术能使建设项目信息在深圳地铁7号线项目全过程生命周期进行共享和无障碍的传递，它将所有的建筑信息纳入到一个动态的三维数字化模型中，这个模型可以随着深圳地铁7号线建设项目的实施不断的跟进和演变。从前期的规划设计到详细设计、施工图设计、建造和运营维护等各个不同的建设阶段的所有信息都可以不断的集成到这个模型中来。无论设计单位、施工单位或者是业主，当他们需要获取建筑信息时，例如需要建设项目的图纸、材料统计、施工进度等，都可以从该模型中快速地提取出来。BIM技术的应用改变的不只是深圳地铁7号线设计单位的工作流程，也在很大程度上改变了业主、设计方和施工方的工作模式。3.2BIM技术在设计中的应用城市轨道交通工程设计中涉及专业种类繁多、专业接口多、界面管理复杂，传统的CAD设计出的2D图纸冗繁、错误率高、变更频繁，协作沟通困难，更难以实现信息在整个设计过程的集成和闭环，给设计施工带来了很多不必要的麻烦。而建筑信息模型以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目的各种相关信息，可用于设计、建造、管理等。在城市轨道交通建设项目中推广应用BIM技术，尤其是在设计阶段的方案设计、施工图设计、可视化表现、土建及设备各专业协同工作、土建设计及管线综合的自动碰撞检测等诸方面发挥其优势，有利于设计变更后的系统校核、对施工深化指导等，可以大大提高建筑工程的集成化程度，显著提高设计乃至整个工程的质量和效率。当设计师采用BIM软件工具来进行设计时，会体会到与使用传统二维绘图软件或者单纯的三维模型软件有很大的不同。BIM所建立的模型不再是以点、线这些简单的几何对象所组合而成的独立的平面图形，而是以门、窗、梁、柱等包含丰富参数和信息的构件所搭建的三维参数化信息模型。这个模型包含了丰富的设计信息，是由庞大的数据库组成的。基于BIM技术的整个设计过程就是不断完善和修改各种建筑的信息和构件的参数，真正的实现参数化设计。3.2.1优化设计（l）合理的前期规划城市轨道交通项目前期规划阶段，在可行性研究的基础上利用BIM思想能够构造出城市交通的三维模型。这个模型的构成元素包含地质条件、道桥情况、管线地形、特殊建构筑物等固有特性，还包含自然科学、技术研究、社会科学、人文经济等多方面的信息和资料，如人口密度及组成、城市经济结构、出行分布、环境保护等。基于这些模型信息能够进行线网规模、口客运量、口换乘量、轨道线网平均运距等各种分析和计算。（2）准确快捷地绘制3D模型传统模式下，建筑师根据自己的职业想象力来构筑心中的建筑物，然后描绘出草图，再通过草图来绘制平立剖面图，最后请专业人士根据多个2D图纸建模渲染，绘制出效果图。对于大型复杂项目，常常会出现最终的效果图与设计师所想象的不一样，这时时间往往不允许他们再去同时修改模型和图纸，这样就导致了经常会出现最终的效果图和平立剖图纸不一致的现象，这种设计模式无法保证设计产品的准确性，妨碍了设计质量的提高。BIM技术的设计产品均为三维模型，BIM软件使用者可以直接在3D平台上绘制“所见所想即所得”的3D虚拟建筑模型，建筑师可以随时看到设计的效果。而且运用BIM技术的漫游功能，在设计的任何阶段，设计师都可以绕着建筑旋转，观察各个角度的设计效果，或者深入建筑内部，身临其境的感受建筑内部的空间效果，从而确保各个部位的设计效果都准确满意。并且，还可以把建筑放在场地环境中，评价建筑与环境是否融洽，考察建筑与周围环境之间的相互影响。在设计过程中，建筑师可以不断推敲重要的空间元素，判断设计思路是否正确、材料是否合适、颜色是否和谐以及所创造的空间是否与环境相融。基于BIM技术的虚拟建筑设计极大地解放了建筑师的想象力和创造力，将建筑师从二维图纸中解放出来，保证了设计产品的准确性。在城市轨道交通项目的方案设计和初步设计阶段，建立车站三维实体模型，能够从全局把握站位周边地上地下的地形、道路、管线、建构筑物等情况，快速直观地推敲车站建筑主体和附属体量，还可结合车站一体化开发的范围、造型等，剖析其功能布局。由于模型的直观可视化和可靠性，业主方、设计单位可以运用BIM模型相互沟通，发现设计问题，进行方案的论证和优化，更大限度地发挥BIM的价值。（3）准确便捷的应对设计变更城市轨道交通工程涉及专业种类繁多、专业接口多，其设计过程是一个反复修改的优化过程，反复的修改和协调工作浪费了设计师大量宝贵的时间和精力。传统的基于二维CAD设计方法，最突出的短板就是信息割裂，这样导致的结果就是，设计稍有修改，就需要手动修改各种图纸中的相关信息，费时费力，还容易出现信息不匹配的现象。例如：施工图纸设计中，平面图、立面图、剖面图都是分割开来设计的，如果立面图中修改了一个门窗，那就必须在相应的平面图中也进行相应的修改，同时涉及到的工程量变更又得重新计算一次。设计师完成了方案设计和图纸设计后，很大精力都放在了这种类似的小修小改上，设计改动一处付出的代价非常大，而且常常导致设计周期延误和设计成本的增加。如果到施工阶段才发现，便会可能造成变更、返工、资源浪费，很可能影响工期，增加成本，损失更大。BIM技术彻底改变了这一过程，BIM模型的图元是基于构件的，各个构件都是基于各种真实的参数创建的，构件与构建之间的区别与联系也是通过参数进行的。BIM的参数化设计使得BIM模型中构件的参数发生变化会引起关联构件参数自动发生相应改变。例如：建筑设计师或工程师们移动、删除构件或者改动了某个构件的尺寸，建筑模型就会自动更新数据信息，而且这种更改是相互关联的，即所有与之相关的参数都会发生相应的变化。任一视图下所发生的变更都能参数化的、双向的传播到所有视图，而且各个视图也会随着设计的进展和修改而实时更新，毋须再逐一对所有图纸进行修改，且保证了所有图纸的准确性和一致性。这大大减轻了设计师的工作量，把设计师从繁杂的建筑图纸和反反复复修改、再修改中解放出来，节约资源、提高效率、缩短工期、降低成本。以Revit为例，RevitArchitecture提供了“工作集”协作模式，如图3-l所示，此工作集将所有人的修改成果通过网络共享文件夹的方式保存在中央服务器上，并将他人修改的成果实时反馈给参与设计的其他用户，以便所有设计者都可以及时了解他人的修改和变更结果。工作集由项目经理或项目管理者在开始共享工作前设置完成，并保存于服务器共享文件夹中，以确保所有用户均具备可以访问并修改中心文件的权限。例如，结构工程师修改了结构模型中的柱子大小时，相对应的，“工作集”中的与这个柱子先关的数据参数信息也会立即更新，由于这个中心文件将各个专业的模型链接到了一起，这样各个专业的相关信息都会得到更新，这就保证了构件信息的精确性性和一致性，实现信息资源的无缝链接。图3-1BIM工作集中心文件城市轨道交通涉及近30个专业，因而参与到项目设计中的各个专业队伍很多，传统的设计阶段协同工作模式使得信息很难在整个项目中实现集成和形成闭环，因此信息的流失现象严重，造成设计工作的重复和浪费。基于BIM技术的协同设计很好的解决了这一问题，将各个专业的设计工作放到一个公共的平台下进行，这样实现了集中设计，各设计人员可以随时进行沟通交流，保证了各专业信息的准确性和一致性，提高设计效率和质量。3.2.2高级分析能力2DCAD绘制的图纸永远无法进行智能化的分析和模拟。而运用BIM技术创建的虚拟建筑模型中包含着丰富的非图形数据信息，提取模型中的数据，导入分析模拟软件中，即可进行结构分析、热工性能分析、设计成果一致性检查即碰撞检查、防火安全检验，以及能耗分析、规范检验等。轨道交通项目车站工程内部吊顶管线多、配合工作量大，管线综合排布一直都是一个繁复头疼的工作。这么多的管线反映到平面图纸上就是密密麻麻的线条，在CAD视图界面上还可以用不同颜色、不同宽度的线来区分，待打印出来的图纸基本就是黑色密布的线条，不容易分清，看着也不够直观，有问题也反映不出来；而剖面图上的管线排布不足以能反映到站内全部管线综合的高程情况，转角、交叉、梁下的空间局促部位，肯定有管线之间碰撞或管线和梁碰撞等情况，但平面图上看不出来，没有三维立体的空间反馈。3.2.3基于BIM的设计对项目进度的改进综上所述，BIM对设计的帮助主要在于：优化设计、高级分析能力、图纸文档自动生成。这些帮助对项目进度的改进主要体现在以下几个方面：（1）BIM数据信息的集成促进了设计过程的集成，保证设计信息的完美传递，减少重复无效劳动，加快设计进度。设计过程中，方案设计和工程设计常常由不同的团队完成。方案设计阶段的建筑师只关心造型设计和粗略的功能布局，许多细化工作在后面几个阶段完成。这容易造成设计上的脱节。此外，很多方案转交给后续阶段的建筑师后，建筑师须根据实际工程要求对原方案进行梳理，有时甚至是重新绘制一遍草图，一方面工作量较大，另一方面常因工程要求或简单错误导致不能很好的保证原设计概念。BIM技术将设计的所有阶段都集中到一套建筑信息模型中，信息通过模型的传递不断得到积累，避免了重复无效劳动，另一方面可以很好的传递各设计师的设计意图，保证原设计概念，改变“方案设计一个样，施工图另外一个样”的弊病，从而加快设计进度。（2）BIM的可视化和协同设计，提高设计成果准确率，从而减少设计缺陷对施工进度造成的影响。（3）三维建筑信息模型能够提供更有效的设计沟通和设计表现，通过三维建筑模型与业内专业人员及业主进行有效沟通，能够避免二维文件容易引起的对设计的误解，特别是对细部设计的认知混淆，以确保项目中与设计阶段相关的各种活动能够顺利正确地实施，节省因为误解而导致的设计返工问题，节省设计时间，加快项目进度。3.3基于BIM技术的施工进度管理3.3.1基于BIM模型的图纸会审图纸会审是指工程各参建单位（建设单位、监理单位、施工单位）在收到设计院施工图设计文件后，对图纸进行全面细致的熟悉，审查出施工图中存在的问题及不合理情况并提交设计院进行处理的一项重要活动。图纸会审由建设单位负责组织并记录。通过图纸会审可以使参与工程建设的各方特别是施工单位了解工程设计的主导思想、建筑构思和要求，领会设计意图，熟悉设计图纸，掌握工程特点及难点，找出需要解决的技术难题并拟定解决方案，并尽可能的将因设计缺陷而存在的问题消灭在施工之前，使设计施工图纸更符合施工现场的具体要求，避免返工浪费。施工图纸会审对于保证建设工程质量、加快建设进度、确保投资效益，即实现质量、工期、投资三大控制目标具有非常重要的作用。施工图纸会审主要包括：总平面图的相关审查；各单位专业图纸本身是否有差错及矛盾、各专业图纸的平面立面剖面图之间有无矛盾；不同专业设计的图纸之间有无互相矛盾等。城市轨道交通项目涉及30多个专业，其图纸会审相较于普通工程项目更加繁琐，也更有意义。传统图纸会审工作，由于2D图纸形象性差，存在查找图纸中的错误困难，并且在查找到不同专业的图纸之间存在矛盾后，各专业间沟通困难等问题。这样的图纸会审，往往达不到工程建设程序中期望的效果，对工程项目的目标控制造成不利影响。基于BIM技术的施工图纸会审，BIM模型通过可视化的工作平台，以实际构件的三维模型取代2DCAD图纸中的二维的线条、文字说明等表达方式。它将需要多张平面图纸才能表达清晰的问题在一个三维的BIM模型中直观地反映出来（如碰撞问题），从而较容易地找到设计中存在的失误或错误；同时，在查找到问题之后，通过BIM模型可视化的工作平台，各专业可以更容易明白自己需要怎样配合才能有效的解决问题，这样有效避免了图纸会审中“顾此失彼”的现象，提高了图纸会审效率并且保证了图纸会审的意义。且经图纸会审后，各专业均可以直接在各自的BIM模型中进行修改，根据BIM技术的关联修改特性，其他专业模型中相关联的部位也会发生相应的修改，这就确保了最终生成图纸的准确性和一致性。以管线综合为例，其2D施工图纸与BIM模型在图纸会审时的对比，如图3-2所示。图3-22DCAD图纸与3DBIM模型的对比3.3.2基于BIM技术的施工组织过程按照基于BIM技术的图纸会审结果进行修改而得的BIM模型，即为比较完整的可用于施工阶段的基于BIM技术的三维空间模型，这个模型称为基本信息模型。经过4.2节的介绍可知：该三维空间模型中集成了拟建建筑的所有基本属性信息，如建筑的几何模型信息、功能要求、构件性能等。但要实现基于BIM技术的4D施工可视化，还需要创建针对具体施工项目的技术、经济、管理等方面的附加属性信息，如建造过程、施工进度、成本变化、资源供应等。所以，完整地定义并添加附加属性信息于BIM模型中，是实现基于BIM技术的施工进度管理的前提。（l）基于BIM模型的项目工作结构分解城市轨道交通项目施工管理，首先应进行项目工作结构分解（WOrkBreakdownStructure，WBS），完成对项目的范围管理和活动定义。经图纸会审后的BIM模型中包含了完整的拟建项目的基本属性信息，在BIM平台上，施工单位通过信息互用从BIM平台中获取施工阶段所需的信息，进行项目工作结构分解。利用BIM模型中包含的建筑所有材料、构件属性信息，通过计算机快速而准确地计算出各种材料的消耗量、各种构件工程量，可快速统计出各分部分项工程或各工作包的工程量，为工程施工项目的管理、分包以及资源配置提供了极大的方便。基于BIM技术的城市轨道交通项目施工可视化的实现，还需要将反映城市轨道交通项目施工的技术、经济、管理等附加属性信息添加于图纸会审后的三维空间模型中。项目工作结构分解后所得分部分项工程及各工作包有其唯一编码。编码是实现BIM模型与附加属性信息相链接的桥梁，它能够将施工项目的相关技术、经济、管理等附加属性信息添加于BIM模型中，从而实现基于BIM技术的施工可视化应用。相较于传统的工作结构分解方式，基于BIM模型的城市轨道交通项目工作结构分解，通过优化后的三维空间模型来获取施工所需信息的，获取信息较完整、更直观，信息准确度较高，提高了工作结构分解的效率和质量。（2）基于BIM模型的施工方案设计施工总体方案的合理选择是工程项目施工组织设计的核心，施工方案是否合理，不仅影响到施工进度计划和施工现场平面布置，而且还直接关系到工程的施工安全、效率、质量、工期和技术经济效果。施工方案设计主要包括确定施工程序、确定单位工程施工起点和流向、确定施工顺序、合理选择施工机械和施工工艺方法及相关技术组织措施等内容。基于BIM模型的图纸会审后，经过优化就可得到比较完整的可用于施工阶段的基于BIM技术的三维空间模型，它集成了拟建建筑的几何模型、功能要求、构件性能等信息。3D模型在BIM软件平台上结合初步的施工方案及初步的施工进度，可实现对某一施工过程的4D可视化模拟，这样可以预先直观的判断出与这个施工过程相关的施工方法、施工机械及其相关技术措施是否合理，并可进行相关修改再模拟。这样通过反复4D模拟和演示，项目管理者可以对各种动态影响因素进行分析，规划良好的工作秩序、选择合适的施工方法和机械设备，并对虚拟建造过程进行调整，使虚拟建造过程满足项目要求。通过关键工序4D施工过程的模拟，项目管理者可以得到：规划良好的施工程序和顺序、单位工程施工起点和流向，合理施工机械和施工工艺方法及相关技术组织措施等。项目管理人员再利用这些结果对人工、材料、机械进行分配和编制施工进度计划。（3）基于BIM模型的施工进度计划编制施工进度计划是对生产任务的工作时间、开展顺序、空间布局和资源调配的具体策划和统筹安排，是实现施工进度控制的依据，施工进度计划是为了对施工项目进行时间管理。编制准确可行并真实反映项目情况的进度计划除了依据各方对里程碑时间点和总进度的要求外，主要还受到施工搭接顺序、各分部分项工程的工程量、资源供应情况等的限制。BIM模型的应用为进度计划的制定减轻了负担。通过基于BIM模型的施工方案设计，项目管理者能够清晰地认识到项目实施过程中可能出现的状况，从而在编制施工进度计划时能够合理的确定各分部分项工程的作业工期、作业间逻辑关系、作业资源分配情况。基于BIM模型的图纸会审后的三维空间模型集成了拟建建筑的几何模型、功能要求、构件性能等信息，通过BIM平台的工程算量软件将数据进行整理，可直接精确计算出各种材料的用量和各分部分项工程的工程量；也可以依据施工阶段的划分，计算出相应阶段所需的工程量。项目管理者在编制进度计划时，首先利用工程量并结合劳动效率可以估算出各项工作的作业时间，再通过系统数据库中其他类似规模项目模型经验和历史信息参考，完成对项目作业工期的估算；作业工期估算完成后，按照作业间的逻辑关系，对施工作业顺序做出安排。工程项目中常见的四种作业逻辑关系为：完成一开始（FS）、开始一开始（55）、开始一完成（SF）、完成一完成（FF）。最后，结合国家颁布的定额规范及企业实际施工水平，计算出各项工作所需的人员、材料、机械用量，结合项目现场资源情况，为作业分配资源。按照作业间的逻辑关系和各作业的持续时间来绘制网络图或者横道图，最后使用Project2007软件完成基于构建的项目进度计划的编制，如图3-3所示。图3-3项目进度计划（4）基于BIM模型的施工布置方案施工场地布置是项目施工的前提，合理的布置方案能够在项目开始之初，从源头减少施工冲突及施工安全隐患发生的可能性，提高建设效率。尤其是对于城市轨道交通这样大型工程项目，工程量巨大，机械体量庞大，更需要统筹合理安排。传统二维模式下静态的施工场地布置，以2D施工图纸传递的信息作为决策依据，并最终以2D图纸形式绘出施工平面布置图，不能直观、清晰地展现施工过程中的现场状况。施工现场活动本身是一个动态变化的过程，施工现场对材料设备机具等的需求也是随着项目施工的不断推进而变化的，而以2D的施工图纸及2D的施工平面布置来指导3D的建筑建造过程具有先天的不足。在基于BIM技术的模型系统中，首先将基本信息模型和施工设备、临时设施以及施工项目所在地的所有地上地下已有建筑物、管线道路结合成实体的3D综合模型，然后赋予3D综合模型以动态时间属性，实现各对象的实时交互功能，使各对象随时间的动态变化形成4D的场地模型；最后在4D场地模型中，修改各实体的位置和造型，使其符合施工项目的实际情况。在基于BIM技术的模型系统中，建立统一的实体属性数据库，并存入各实体的设备型号位置坐标和存在时间等信息：包括材料堆放场地、材料加工区、临时设施、生活文化区、仓库等设施的存放数量及时间、占地面积和其他各种信息。通过漫游虚拟场地，可以直观地了解施工现场布置，并查看到各实体的相关信息，这为按规范布置场地提供极大的方便；同时，当出现有影响施工布置的情况时，可以通过修改数据库的相关信息来更改需要调整的地方。3.3.3基于BIM技术的施工动态管理基BIM技术的4D施工动态管理系统包括四个方面的：基于BIM技术的施工进度动态管理、基于BIM技术的施工场地动态管理、基于BIM技术的施工资源动态管理。（l）基于BIM技术的施工进度动态管理①施工进度动态展示在进行基于BIM技术的施工进度动态管理时，结合项目施工方案对进度计划进行调整，不断优化项目建造过程，找出施工过程中可能存在的问题，并提前在各参与方、各专业间进行协调解决，优化4D虚拟建造过程；同时，当施工项目发生工程变更或业主指令导致进度计划必须发生改变时，施工项目管理者可依据改变情况对进度、资源等信息做相应的调整，再将调整后的信息交互到BIM模型中，进行4D虚拟建造过程模拟。完成进度调整后，可利用基于BIM技术的4D虚拟建造模型来进行工程施工进度动态展示，使项目的各参与方对于项目的建造情况有直观的了解。②工程施工进度监控基于BIM技术的施工4D虚拟建造模型不仅能够进行施工进度的合理安排、展示动态的施工进度过程，而且能够利用4D虚拟建造模型进行施工进度的监控。基于BIM的目标计划中，每一施工过程工作定义有工作计划开始时间、计划完成时间，完成该工作的工程量、资源量等等。在实际施工过程中，由工作人员在BIM进度模型中根据工程实际情况及时输入每一施工过程的实际开始时间和实际完成时间，工程量的完成情况，这样可以进行工程实际进度与模型计划进度的对比分析。通过实时查看模型计划和实际完成情况，项目管理者能够及时采取适当措施或调整进度计划，保证施工进度计划的可控性。（2）基于BIM技术的施工资源动态管理施工过程是一个消耗资源的过程。在基于BIM技术的虚拟系统中，随着虚拟建造过程的进行，虚拟建筑资源被分配到具体的模型任务中，实现对建筑资源消耗过程的模拟。通过BIM模型编制的资源计划集成了资源、费用和进度，能够有效地为施工现场的资源供应提供决策依据。通过向BIM模型中添加资源建立资源分配模型，确定所有各项任务都能够分配到可靠的资源，从而保障施工过程的顺利进行。利用基于BIM技术的4D虚拟模型生成施工过程中动态的资源需求量及消耗量报告，项目管理者依据资源需求量及消耗量报告，调整项目资源供应和分配计划，避免出现资源超额分配、资源使用出现高峰与低谷时期等现象。同时，根据资源分配情况为项目中的构件添加超链接，项目管理人员可以根据实际进度，由构件中的超链接了解项目构件所需要的资源信息，作出合理的资源供应和分配，以便及时为下一步的工作做好准备工作，从而避免因工程材料供应不及时或者准备工作不及时而耽误正常的施工秩序，造成工期拖延的现象发生。（3）基于BIM技术的施工场地动态管理基于BIM技术的施工布置方案，结合施工现场的实地情况，并依据施工进度计划和各专业施工工序逻辑关系，合理规划物料的进场时间和顺序、堆放空间，并规划出清晰的取料路径。有针对性地布置临水、临电位置，保证施工各阶段现场的有序性，提高施工效率。在基于BIM技术的系统中，进行3D施工场地布置，并赋予各施工设施的4D属性信息。当点取任何设施时，可查询或修改其名称、类型、型号和计划存在时间等施工属性信息。实时统计场地设施信息，将场地布置与施工进度相对应，形成4D动态的现场管理。实际施工中往往不会完全像事先规划好的那样进行，而且往往会经历多次设计变更，基于BIM技术的施工场地布置，即使现场临时出现施工顺序变动或工种工作时间拖延的情况，利用BIM技术也能快速进行分析调整，做出最优的选择。3.3.4基于BIM技术的施工协调城市轨道交通项目工程量巨大，施工技术难度高，涉及众多专业，工程计划组织协调工作繁重，各专业之间容易形成“信息孤岛”，产生施工冲突。将基于BIM技术的施工可视化应用于城市轨道交通工程中最大限度地提高了各专业间沟通和协调的效率。基于BIM技术的城市轨道交通项目施工过程的协调管理主要是指碰撞检测和施工空间冲突检查。（l）城市地下空间碰撞检测城市轨道交通项目施工主要是在城市地下进行，建设环境和外部条件十分复杂。车站和隧道沿线建筑物众多、管线众多，甚至要多次穿越或近距离穿过既有环线地铁线路、桥梁、护城河及历史古迹等。而城市轨道交通地下隧道和车站施工将进行大量的土方开挖，会使周围土压力发生变化和土体移位，这势必会打乱甚至破坏城市地下空间规划。将基于BIM技术的施工可视化应用于城市轨道交通工程，结合三维地质信息模型，通过4D建造过程的模拟，将建造过程对地下环境的影响情况在虚拟的过程模拟中直观的展示出来，这样可以在施工前采取相应的保护措施，避免施工造成破坏。例如，城市地下埋置有各种管网，如给排水、供热、电力、燃气及通讯管线等，通过4D虚拟建造，检查施工过程与这些管线的冲突情况，如果施工会对管线造成破坏，则在施工前对管线采取保护措施或者进行管线的迁移等。（2）施工碰撞检测在工程建设过程中碰撞问题涉及多专业之间的协调，其内容复杂、种类较多，基于BIM技术的施工可视化最大限度地提高了各专业间沟通和协调的效率。碰撞检测要遵循一定的优先级顺序，即先进行土建碰撞检测，然后是设备内部各专业碰撞检测，最后是建筑、结构与给排水、暖通、电气等专业碰撞检测。碰撞检测完成后，及时调整或重新布局有碰撞的地方，并修改设计模型。工程项目中常见的碰撞检测主要有以下几个方面：①建筑与结构专业的碰撞：主要是建筑与结构模型中的标高、柱、剪力墙等的位置是否一致，梁与门是否冲突等。如图3-4所示。图3-4梁与门碰撞②设备内部各专业碰撞检测：检测各专业管线的冲突情况。如图3-5所示。图3-5水管冲突③建筑、结构与设备专业碰撞检测：主要是设备与室内装修的碰撞检测以及设备管道与梁柱是否冲突。如图3-6所示。（2）施工空间冲突检查城市轨道交通项目建设往往会穿越城市繁华地区，商业、交通繁忙，地面建筑物众多，故其施工的工作面十分狭窄，空间冲突常常是造成工期延误的主要原因之一。每一工序在进行时都需要足够的活动空间，如机械臂长旋转半径，以及人员活动半径，若两者在空间上发生冲突就会影响正常施工，造成工期延误、财产损失甚至人员伤害。因此在项目开工前根据施工方案进行动态施工模拟找出可能存在的问题，以便设计最优的机械行进路线，以及人员活动范围，从而减少伤害及可能造成的损失。（a）水管穿吊顶（b）风管和梁冲突图3-6管线冲突第四章BIM技术对于城市轨道交通项目进度管理的改进4.1BIM对项目进度管理流程的改进基于BIM的城市轨道交通项目进度管理对于传统模式下的进度管理流程的主要改进是：①设计过程和结果都是3D可视化的模型，设计时参数化设计和协同设计，设计效果和设计质量显著提高；②深化设计，最大限度的提高设计结果的可施工性；③可以提前模拟施工过程，选择最优的施工方案、进行合理的施工场地布置和施工资源分配。具体流程图的对比如图3-8所示。4.2BIM技术对进度管理的改进BIM技术可以通过施工过程模拟、信息量统计给项目管理提供重要的技术支持，使每个阶段要做什么，工程量是多少，下一步做什么，每一阶段的工作顺序是什么，都变得显而易见，使管理内容变得“可视化”，提高管理者对于工程内容和进度掌控的能力。采用BIM技术能提高施工效率，加快施工进度。主要体现在一下几个方面：具体来说，BIM技术对于城市轨道交通项目进度管理的改进主要有以下几个方面：4.2.1改善施工图纸（模型）质量基于BIM的可视化设计、协同设计保证了设计产品的准确性，设计阶段完成的BIM模型中包含了项目所需的所有基本信息，项目的平面、立面、剖面图直接由BIM模型生成，保证了施工图纸的质量。而且，BIM模型中包含了建筑、结构、机电等信息，利用BIM技术的综合分析软件进行各专业的“错、漏、碰、缺”检查，大大提高的设计图纸（模型）的质量，减少了设计图纸中的错误或失误，减少了工程变更数量。4.2.2模拟施工过程制定最优的施工方案、进度计划基于BIM技术的施工可视化的应用，可以在施工前模拟施工过程，预见施工进度计划存在的缺陷、施工可能发生的问题等，事前采取相应措施，确保最终确定的施工方案、进度计划达到最优。对于城市轨道交通项目，还可以在虚拟环境中进行道路翻交及管线搬迁模拟，以四维的直观方式对施工重点、难点加深理解，从而优化施工方案。根据最终的可建造性4D模型和施工进度计划进行施工组织和安排，指导各项工作的开展时间和内容，提高建设效率