王燕峰

(1.上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院，上海 200240； 2.上海市隧道工程轨道交通设计研究院，上海 200235)

引言

近年来，城市轨道交通领域BIM(Building Information Modeling建筑信息模型，简称BIM)技术应用进入快速发展的初期阶段，各地业主单位普遍开始考虑引入BIM技术提升工程建设信息化水平。然而面对BIM应用这项新技术时，业主单位面临诸多挑战，例如：如何解决人才不足问题，如何处理信息化手段与传统管理模式之间的矛盾，招投标环节如何体现业主单位BIM要求，BIM应用过程中如何管控等。本文从BIM技术发展特点入手，初步研究了以业主单位为主导的BIM应用新型管理模式，以降低业主单位BIM推广难度，提升BIM应用效果。

1 BIM技术发展的特点与应用障碍

自1974年乔治亚理工大学的Chunk Eastman教授提出BIM理念的雏形Building Description System(建筑描述系统，简称BDS)以来[1]，BIM技术成为全球建筑工程行业信息化浪潮的最前沿，是工程建设行业从业者争先研究和应用的新技术，是工程建设数字化转型的关键所在。然而，在我国城市轨道交通领域，BIM应用尚处于起步阶段。《中国城市轨道交通行业信息化发展蓝皮书》(2018)统计数据显示，全国轨道交通企业中，39%的企业发布了BIM应用政策支持性文件； 25%的企业开展了BIM应用顶层设计规划； 64%的企业无企业级BIM标准体系； 57%的企业拥有BIM管理平台； 仅4%的企业建立了企业级数字资产库[2]。

工程建设行业从业者在积极引入BIM技术时，面临着各种各样的烦恼，例如外部环境不成熟、对BIM的排斥、进度压力、知识转移和升级效率低下、领导层缺乏创新力、缺乏顶层战略支持等[3]。国外学者研究总结出37项BIM技术应用的障碍点，其中影响最大的5个障碍分别是招标策略、社会与习惯难以改变的惯性、对BIM缺乏认识、没有合适的BIM培训、缺乏BIM专家[4]。

国内BIM应用的障碍与国外类似。目前国内尚未发布城市轨道交通领域的BIM标准，由于不同国家规范标准的差异，使得BIM技术在国内的推广使用尚缺乏相关技术层面的支持[5]。党荣珍提出公司原有的运作流程不可能突然改变，业主缺乏原动力[6]阻碍了BIM推广。李亭亭等认为企业管理层和员工对BIM技术的认识不足、缺乏BIM专业人才等问题导致推广BIM技术的动力不足[7]。钟娟认为不同项目参与者之间的数据交互作用以及相关标准规范的支持是BIM应用推广的程序障碍[8]。张建新分析认为投资回报率、工期缩短及成本降低等目标和期望的差距导致业主的改革驱动力不足[9]。

国内上海、北京、深圳等工程建设先进地区在近10年的BIM发展中，逐步克服了上述阻碍和困难，并积累了丰富的经验。少数轨道交通业主单位通过编制企业级BIM标准体系[10]、开发BIM管理平台[11]、引入BIM总体管理单位[12]等方式，逐步形成了一套完整的经过实践验证的BIM技术应用体系、方法和工具，并在科研和项目实践中逐步培养出当地的BIM专家库[13-14]。近年来，随着国内轨道交通工程快速发展，这些先进地区的BIM管理经验也随之向外输出，支援二三线城市轨道交通建设。

在此大背景之下，北京、上海、南通、福州、天津、苏州等城市轨道交通建设者引入了“业主主导、BIM总体单位管理、各参与方实施”新型管理模式，委托先进地区的设计院或咨询公司作为BIM总体管理单位，在业主的统一领导下，发挥其技术和经验，快速提升各地轨道交通工程建设的BIM应用深度和信息化水平，产生了良好的社会影响和经济效益。

2 BIM应用的新型管理模式

国内BIM咨询服务模式主要有分包咨询、总包咨询、总体咨询三类[15]，研究表明BIM总体管理的模式效果显著[16]。孙希波分析BIM总体管理的定义、发展历程、工作目标、工作内容、工作原则等[16]。本文在前期研究的基础上，重点研究BIM总体管理的组织架构、运行机制、招投标策略及考核方法等，为BIM总体管理模式的落地实施提供一定参考。

常规的城市轨道交通业主单位的职能部门有总工办、技术管理部门、建设管理部门、安全质量管理部门、运维维保管理部门等，这些部门的工作都与BIM技术应用有一定的工作交集。在开展BIM技术应用时，如果引入一家BIM总体管理单位，发挥其BIM技术优势和成功案例经验，作为BIM技术应用抓手，与各职能部门的信息化需求转化为体系化的管理模式和实施手段，能够提升业主单位BIM技术应用的技术先进性、可实施性、信息化水平。

图1 基于BIM的城市轨道交通管理架构

对于BIM技术应用处于起步阶段的业主单位而言，引入BIM总体管理单位，采取“业主主导、BIM总体单位管理、各参与方实施”的新型管理模式，具有以下优势：

1)完全契合业主的实际生产经营情况，针对性强；

2)快速引入国内先进的BIM技术和管理经验，提升工程建设信息化水平；

3)通过“传帮带”，吸收BIM总体管理经验，培养业主自身BIM能力和人才队伍；

4)融合项目管理各参与方，充分发挥设计单位、施工单位、设备供应商、监理单位的主观能动性，在项目建设中实现技术验证、经验积累、标准形成、团队培养的作用；

5)以满足业主信息化战略为目标，以具体工程项目为抓手，实战中培养建设单位自身能力，掌握BIM应用能力，实现自我更新；

6)形成工程建设/运维数据池，打通全生命周期信息传递链，落地实施业主单位企业标准，整合BIM应用与项目管理，从而实现最终业主单位业务信息化、轨道交通智慧化的最终目标。

3 运行机制分析

在新型管理模式下，业主单位负责提出BIM需求并向各单位下达BIM工作指令； BIM总体管理单位负责接收业主需求，转化为BIM应用指导文件、工作要求等形式，在业主授权下，管理各参建方的BIM工作，收集所有BIM工作成果并移交业主单位； 设计单位/施工单位/设备供应商等参建单位接收BIM总体管理单位的BIM工作指令和指导文件，完成设计阶段BIM应用工作并提交成果文件； 施工监理单位负责协助BIM总体管理单位，开展模型与现场一致性审查等工作，并反馈审查结果报告。

图2 业主领导下BIM总体管理的运行机制

在此运行机制下，BIM总体单位将业主单位的需求转化为BIM应用指导文件及技术要求等，通过全过程管理，推动各参与方提交满足业主单位需求的BIM应用成果。成果的信息输入、过程控制、成果审核等环节在本运行机制下全程受控，从而保障了数据的及时性、真实性。工程建设各个阶段常见的主要成果如表1所示。

表1 BIM成果(举例)

4 BIM总体招标策略

目前国内轨道交通领域常规的工作包有设计总体总包、设计监理、土建施工总承包、机电施工总承包、专项评价/专题研究、装饰装修、施工监理、造价监理等。这些工作包一般采取单独招标或几个工作包一起招标的策略。

李杰已初步研究了BIM咨询服务采购在招标环节中的报名资格、述标要求及评标办法等内容[17]。考虑到BIM技术应用的特点，在具体工程项目工作中，BIM技术越早介入，越有利于全生命期数字资产建设，越能够充分发挥BIM技术应用的优势和价值。因此，建议业主单位可尽早启动BIM总体管理工作包的招标工作。

对于BIM总体管理工作，可作为单独工作包招标，也可与设计总体总包工作包合并招标。

表2 BIM总体管理招标策略对比表

5 BIM总体单位的考核办法初探

目前城市轨道交通行业的绩效考核体系集中于运营绩效的评估，主要有国际地铁协会(Community of Metros，简称CoMET)创立的地铁运营的基准分析法和关键绩效指标； 中国交通运输协会城市轨道交通专业委员会提出的中国城市轨道交通运营绩效评估体系(Metro Operational Performance Evaluation System，简称MOPES)[18]。国内针对运营管理和造价管理的绩效考核做了初步研究，目前仍缺乏针对BIM应用方面考核方法研究。肖以辰研究了城市轨道交通运营绩效考核指标体系的基本架构和运作机制[19]，刘映霞等研究了针对工程造价总控组织的KPI关键绩效指标考核法[20]。

BIM总体管理单位作为业主单位BIM应用的抓手，对其考核的成功与否对整个BIM应用效果至关重要，考核办法应包括考核要素组成、考核费设置、考核周期三部分。

5.1 考核要素

从BIM总体管理单位在整个BIM应用的组织定位和工作内容来看，主要包括过程管理考核、成果交付考核两大维度。

(1)过程管理考核

考核要素主要包括：资源配置、统筹管理、进度管理、质量管理。

(2)交付成果考核

考核要素主要包括：构件库管理、数字化资产移交以及其他咨询成果。

表3 考核内容

5.2 考核费设置

可设定考核费，每次付款节点之前开展考核工作，根据考核结果支付对应的考核费。考核费比例取值由合同双方商定。

考核费=合同总金额×考核费比例

5.3 考核周期

可设定周期性考核或节点考核。周期性考核包括月度考核、季度考核、年度考核； 节点考核包括勘察设计阶段考核、施工阶段考核、竣工验收阶段考核等。业主单位根据每个考核周期的考核结果支付对应比例的考核费。

6 案例分析

本文从国内城市轨道交通领域BIM总体管理案例中，选取天津滨海新区B1线BIM技术应用为案例。通过分析本项目BIM招标文件和实践成果，初步了解轨道交通业主单位对BIM技术应用的认识和实施，对于其他地区业主单位具有一定的借鉴意义。

天津滨海新区建投轨道交通建设有限公司非常重视工程建设信息化发展，于2017年5月，针对轨道交通B1线一期工程，招标了BIM总体咨询管理服务及车辆段～欣嘉园西站BIM模型建设及技术应用[21]。

(1)项目概述

滨海新区轨道交通B1线一期工程(黄港车辆段至于家堡站段)北起黄港车辆段南至于家堡站，全长约22.465km，设15座车站，全为地下站，在黄港欣嘉园东侧设置黄港车辆段。设主变电站两座，分别与Z2线共用海平路站主变，与B7线共用塘沽站主变。线路北端黄港欣嘉园东侧设置车辆段与综合基地一座[22]。

(2)预期目标

建立贯穿项目全生命期的标准化BIM技术体系、标准化工作流程和综合应用管理平台，实现基于信息化支撑的智慧运维为导向的全线建设环境的可视化展现、设计成果综合优化、施工现场监督管控、运营维护数字化管理，全面推进业主单位的信息化建设，提供信息化管理能力，提升业主单位核心竞争力，将B1线一期工程打造成安全、品质、高效、节约的智慧地铁工程。

图3 BIM+GIS辅助规划选线

图4 BIM协同设计

(3)BIM总体管理范围

本项目BIM总体管理范围包括：策划总体管理实施大纲、编制总体管理方案、编制企业级BIM技术应用标准体系、构件库建设、对BIM参与方的管理及培训、对建设单位的BIM咨询、BIM管理平台研发咨询与管理等，确保建设期BIM成果能够服务于运维阶段。

(4)BIM推广效果

该项目建设单位委托第三方咨询单位负责全线全专业BIM总体管理工作，开展了“业主主导、BIM总体单位管理、各参与方实施”的新型管理模式。自2017年BIM工作启动至今，顺利编制完成企业级BIM标准体系(共8本)，创建了标准化的环境地质、建筑、结构等全专业模型[22]，开发了基于BIM+3DGIS的BIM平台辅助该项目工程管理，建立了从设计阶段到施工阶段的数字资产库。

图5 车站地下管线模型与切改方案

图6 BIM平台辅助项目管理

7 结语

本文在已有研究成果基础上，通过BIM技术发展特点和应用障碍，提出了“业主主导、BIM总体单位管理、各参与方实施”的新型管理模式，初步分析了此模式的运行机制及输出成果，提出了BIM总体招标策略和考核办法。主要结论如下：

(1)从BIM技术发展本身特点来看，业主单位在BIM技术应用过程中引入BIM总体管理单位，以BIM总体管理单位为抓手，建立“业主主导、BIM总体单位管理、各参与方实施”的新型管理模式，是业主单位全面开展BIM技术应用的有效路径之一。一则可快速引入符合国情的经过实践验证的先进BIM技术和经验，二则可适应于本企业自身发展特点，并将BIM技术应用与自身工程建设管理业务深度融合，实现无缝对接。

(2)研究表明，此种模式已被国内部分城市轨道交通业主单位所采纳，逐渐成为BIM技术应用从BIM技术发展先进地区向其他地区推广的重要模式之一，帮助国内轨道交通业主单位在信息化建设中迎头赶上，加快BIM技术在国内轨道交通领域的全面普及。

(3)BIM技术对于很多业主单位而言仍然是新鲜事物，在应用此模式过程中可能会遇到新的问题，例如：招标时如何选出合格的BIM总体单位、如何划分BIM总体单位与业务部门之间的工作界面、如何将BIM流程融入传统业务流程等，是此模式在实践过程中需要进一步研究的课题。