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基于BIM/CIM的工程建设项目审查审批平台建设方案
——以深圳为例

2022-09-08北京构力科技有限公司冯川陈胜男陈元锴

中国建设信息化 2022年5期
关键词:模型建设设计

文|北京构力科技有限公司 冯川 陈胜男 陈元锴

1.建设背景

对于行政审批改革和优化营商环境而言,工程建设项目审批改革都是重要领域。近年来,持续深入的行政审批改革和不断优化的营商环境,令工程审批改革取得了巨大成就。世界银行《营商环境报告》( 以下简称《报告》) 显示,提升工程审批效率的工作成果显著。然而,将工程审批中的多个审批项的审批效率,如“办理施工许可证”,与其他审批改革项的审批效率放到一起比较,不难发现,“办理施工许可证”在《报告》中统计的190 个经济体中,仍位居于中等偏后,一定程度上反映出工程审批改革仍存在较大的提升空间。

从行政审批角度来看,不同工程类型、不同投资类别、不同规模的工程的审批事项和流程迥异,工程审批涉及横向职能部门和纵向办事部门多,导致审批过程相互之间割裂,存在相互推诿问题[1]。因审批政策复杂多变,且涉及部门多,常常通过“线下”协助“线上”提高办事效率[2]。具有严密科层制特征的各审批部门的专网、专线,造成部门间信息阻隔,形成“电子孤岛”[3]。对于建筑业的转型升级和现代化要求,传统设计审查系统管理难度大,各个部门审批流程脱离实际工作业务需求且没有生命力,亟需整合优化国土规划、建设、发改委、统计等原有系统,实现技术方案的制度逻辑与现有治理体系相匹配。

从技术审批角度来看,传统设计审查模式严重依赖人工方式的核对,需要由领域专家借助其丰富的专业知识和工程经验对施工图设计图纸进行人工审查,审核尺度各不相同,由于涉及多专业、跨领域、规范种类多,人工审核工作量大、规范理解不一致,存在着审查尺度不一、低效漏项、人为操控等问题[4-6]。并且政府管控难,施工图审查的过程中,各环节存在的问题无法及时传递到主管部门进行汇总,导致其难以准确掌握施工图设计的质量,施工图审查的结论,且无法保证监管的有效性和时效性。

2.基于BIM 的工程项目审查审批

2.1 基于BIM 的智能化审查

现阶段,国内基于BIM 的智能化审查以规划审查与建筑设计方案审查、施工图审查、竣工验收等审批功能为抓手,在“多规合一”平台、设计审查平台、联合验收平台的基础上,将既有的工程项目BIM 模型进行整合,汇集2D/3D 空间数据资源,提升平台利用BIM 辅助审查审批的能力。推进建筑、基础设施和地理等信息模型与CIM 平台进行对接,逐步形成城市空间全覆盖的一张蓝图,逐步将各类建筑和基础设施全生命周期的三维信息纳入CIM 平台,在用地、规划、设计、审查、建设、验收等业务阶段,推动各环节审批的数据互联与互通,为工程建设项目审批提质增效[7]。

2.2 基于BIM 的审查审批试点

工程建设项目审批流程主要划分为立项及用地规划许可、建设工程规划许可和概算批复、施工许可、竣工验收四个阶段。基于BIM 的工程项目审批技术,是以包含了各阶段审批数据的BIM 模型为对象,以审批流程阶段为目标导向,通过已确立的各阶段交付标准对BIM 模型进行规整,再利用软件工具按需提取信息并进行转换,形成各阶段应用的轻量化模型,并汇聚到BIM 审查平台,利用指标比对、规范审查等智能化技术,辅助进行项目审批的一种新型项目审批技术。已开展相关技术应用的城市包含湖南省、广州、南京、厦门、雄安新区等,应用阶段主要为建设工程规划许可、施工许可、竣工验收。

图1 BIM 审查审批系统

2.3 基于BIM 的审查审批局限性

通过上述城市近年的试点建设,基于BIM 的审查审批取得了一定的建设成效,如客观上推动了行业的BIM 发展,一定程度上提升了审图效率,为CIM 平台的发展积累了高质量的BIM 模型,从侧面带动了国产自主可控BIM 技术的发展。但另一方面也应看到,推动二维审查到BIM 审查的发展不是一蹴而就的:一方面,BIM 审查的研发技术、审查覆盖面、准确度还有提升空间;另一方面,行业BIM 设计的应用能力也在很大程度上制约了BIM 审查审批的应用价值。

本文重点不在探讨BIM 审查审批技术的问题所在,而在如需达成深圳市上述建设目标,应当如何汲取当前试点城市建设的经验,如何正视不足,并提出创新的建设思路。考虑到试点城市建设思路不一,对照深圳市当前建设目标,应当重点着手解决两个问题:

2.3.1 BIM/CIM 应用场景割裂

多数试点城市基于BIM 的审查审批技术,对象局限于BIM 单体模型,无法获取并展示周边场地和相邻建筑物的情况,范围和覆盖面不足。在需要与周边场地和其他建筑联动审查审批的情况下,仅依靠基于BIM 的审查审批技术会受到极大地限制,辅助能力有限。而如雄安新区,主要基于CIM 平台达成城市管控要素的审查审批,但在面对单体指标与构件级审查时,亦难免深度不足。

2.3.2 应用阶段单一,缺乏统筹规划

规自、住建等各个部门单独建设BIM审查审批系统,系统与一网通办和一网统管(部分城市以CIM 平台为载体)缺少强关联性,而诸如发改、政数、交通等部门往往还未开始此项应用建设。这导致城市级别的BIM 审查审批统筹管理缺少统筹规划,缺少数据流程,出现数据流转不畅与基础能力重复建设的情况。

3.基于BIM/CIM 的审查审批平台

3.1 深圳市建设目标

综上所述,工程项目审查审批制度改革,提升审批效率,保障审查质量,优化工作流程。可以下述四种思路开展:

(1)统一在线审批打通流程,各业务委办局的审批系统在各局审批办公系统工作,以项目为横向,以业务为纵向,实现统一审批结果录入,各环节办事全流程在线展示,实现审批业务纵向串联和横向并联。

(2)优化审批业务,保持原有系统整体不变性,优化当前系统业务,通过提高行政透明度和公众参与倒逼改革,实现后一个环节倒逼前一个环节的原有业务工作。

(3)打通跨部门数据,通过工程项目数据尤其是BIM 数据的流转,串联各部门原有系统,打通各部门数据。

(4)探索智能化审查,结合BIM、CIM、AI 等行业创新技术,在不增加审批工作负担基础上,实现跨部门在线审批智能化。

2021年12月7日,深圳市人民政府办公厅印发《关于加快推进建筑信息模型(BIM)技术应用的实施意见(试行)》[8],拟通过一网通办的政务服务改革结合BIM技术的先天优势,通过上述四种思路,一方面推动审查审批制度改革,另一方面在工程建设领域全面实施BIM 技术。具体目标如表1。

表1 深圳市推进BIM 技术应用的实施意见建设目标

基于以上背景,为满足深圳市建设目标,笔者结合在国内多个地方BIM 审查审批平台的建设经验,结合BIM/CIM 技术应用现状,梳理多个建设思路与研发技术要点,浅谈基于BIM/CIM 的工程建设项目审查审批平台建设方案。

3.2 基于BIM/CIM 的审查审批平台建设方案

平台建设需要具备的特点,如表2。

表2 基于BIM/CIM 的审查审批平台建设特点

依据以上要求,设计平台建设方案如图2。

整体工作可分为以下四部分:

(1)工程建设项目设计,这一步不涉及政府监管,建设单位牵头,由设计、施工包含BIM 咨询单位完成模型生产,如图所述,规划设计阶段基本不涉及BIM 模型,而在方案设计、施工图设计以及施工深化设计阶段,鼓励参建单位采用BIM 技术尤其是国产BIM 技术进行工程实践。

(2)改造深圳市投资项目在线审批监管平台。如图可见,该平台当前已具备立项及用地规划许可、建设工程规划许可、施工许可、竣工验收等核心四个阶段的审查审批事项。而如果考虑不同建筑类型,不同投资类型,包含非核心审批事项,据不完全统计,仅在市层面(不包含各区),该平台已包含超过100 项审查审批业务版里。升级该平台,使平台具备上传BIM 模型、模型质量检查、模型推送、存储管理BIM模型的能力。这亦是此建设方案的核心建设内容,此处也对BIM 模型的数据统一性,数据标准落地性提出了高要求。

(3)升级后的投资项目在线审批监管平台可以接收、存储、检查BIM 模型,通过检查的BIM 模型推送至各委办局业务系统中.以规资局规划报建业务为例,接收BIM 模型后,可依据BIM 模型与周边CIM场景的信息进行规划审批,此为“CIM 场景审查”;而以住建局施工图审查业务为例,不需要CIM 场景,基于BIM 单体进行智能审查审批,此为“BIM 场景审查”。需要注意的是,在审查审批过程中往往涉及到设计资料的往复修改,此处将BIM 模型上传入口统一设置在一网通办入口,可能会给各局业务带来一定困扰。

(4)在审查审批结束后,需将模型推送进入CIM 平台。按照需求,模型只需保存最终版验收模型即可,此处涉及到各阶段BIM 设计数据标准的延续,当前行业尚无法提供严格标准化的各阶段模型。同时各阶段审批数据应汇总进入CIM 平台,可在平台统一展示与统计。

3.3 业务系统分步建设思路

上文提到,政府投资与社会投资的各类工程建设项目审查审批事项超过100 个,在建设过程中,除去模型入口和归口的统一,数据标准的统一外,各局业务系统建设思路,工作流程,建设主题与建设时间不尽相同,也无需统一。按照当前经验,系统成熟度与关键性,可按照图3分步建设。

图3 BIM/CIM 审查审批业务系统分步建设

4.BIM/CIM 审查审批平台建设要点

4.1 BIM 报建数据合标性检查

此阶段可在升级后的投资项目在线审批监管平台中进行。BIM 数据合标性检查主要包含三个方面:一是模型数据正确性检查,部分设计单位未正确使用插件导出、上传前没有进行自查、项目坐标错误、各专业模型基点设置错误或其他一些系统原因,导致模型进入审查界面出现显示不正确,审查没结果,审查结果质量差等错误,影响审查进程与审查师工作,尤其对审查时限带来一定压力。设计师上传BIM 模型后,系统进行“数据检查”,设计师在线上跟进“数据检查”结果,检查通过的模型才会推送至审查机构。确保审查师进入审查界面后可以正常工作,让系统更好用。二是BIM 审查交付要求数据质量检查,依托BIM 审查交付标准要求,对BIM 审查需求对应的模型几何信息、属性信息、空间关系等信息进行设计自检,逐步地提高BIM 审查建模质量要求,形成高质量高要求的审查交付标准,并针对性地研发模型质量检查系统,从而保障该交付标准能够落地实施。三是BIM 设计完整性交付要求数据质量检查,基于BIM 正向设计要求进行模型质检,实现各专业模型交付构件完整性满足设计阶段要求和应用需求。

4.2 BIM 报建数据合规性检查

图4 基于SNL 的BIM 智能审查

图5 规划审批BIM 审查场景

图6 规划审批CIM 审查场景

此阶段应在各个委办局审查审批业务系统中进行,试点建设项目中常见的规划报建审查与施工图审查均属于此范畴。基于BIM 的审查审批一大优势在于可以基于BIM 模型数据开展智能化审批工作。可根据不同阶段与不同专业特点研发智能审查引擎。如清华大学软件学院BIM 课题组依据SNL 结构化自然语言研发的BIMChecker 工具,可面向多种业务规范,多种BIM 模型表达方式,自动智能给出BIM 模型的全面检测结果[9]。同时,对于部分审查内容涉及到复杂计算,如规划报建审查部分指标计算,施工图审查阶段结构专业、节能专项等,可在上述技术路径之外,采用硬编码计算的方式实现智能审查。

4.3 基于BIM/CIM 的审批场景适配

考虑到审查审批业务种类繁多,如施工图审查需要针对建筑BIM 单体进行构件级别审查,如人防专项审查常需要在CIM中查看人防空间BIM 模型周围地块地下空间构造,而如电梯设备等审批事项仅需要审查文档资料,为保障系统体系建设,可将资料挂接至BIM 模型,进行文档级别的形式审查即可。

针对不同需求,可采用统一显示引擎的BIM/CIM 审查审批场景适配。以规划审批为例,在微观审查如建筑限高、容积率、基底面积等,可调用BIM 单体模型进行智能审查,而进行宏观审查如天际线分析,可视域分析时,可直接加载CIM 平台周围地块场景,进行对比分析。这种设计可灵活适配多项审查审批业务的不同需求,且与CIM 平台结合更加紧密。

5.平台建设价值与面临的挑战

5.1 平台建设价值

借助工程建设项目审批制度改革,将建筑信息模型和城市信息模型融合到工程项目审批过程中,其效益有如下几个方面:

(1)提高审查效率,缩短审批时长。利用BIM/CIM 更加丰富的信息表达能力,并结合GIS 大场景优秀的展现能力,可以对送审工程进行全方位的可视化展示,并充分整合利用各类多源多尺度数据,打破单体BIM 模型之间的壁垒,在区域大场景中实现决策和审批的辅助。同时利用计算机,实现根据标准规范对模型进行智能校验和审查;并支持领域专家或审批工作人员对三维模型及其属性进行查看,快速进行审查意见的出具,降低了审查门槛。同时,将工程项目的审查规则依据录入到平台中,从而达到规则快速复用的目的,实现审查审批效率的提高。

(2)实现项目全生命周期管控。规划许可阶段,利用BIM 技术自动提取控制性详细规划的管控条件,并结合项目地块现状和人为管理要求,实现项目管控条件的自动生成;在建设许可阶段,BIM 技术支撑了设计方案的三维可视化展示,并实现工程项目与周边现状结合,对管控条件进行自动比对;施工图审查阶段,可以将大量可量化规范条文转化为BIM 智能审查引擎,对BIM 模型进行一键自动审查;竣工验收阶段,将竣工模型与竣工工程进行比对,并结合其他管控条件,进行项目的最终验收。CIM 平台汇聚了各阶段BIM 数据,从规划报建阶段开始,对项目数据不断累加,前后串联打通,最终形成工程建设项目全生命周期的可视化管控能力,实现科学管理和有效追溯的目标,强力推进从一网通办到一网统管的高质量发展。

(3)推动当地BIM 技术发展。当前BIM 技术已在设计、施工各个领域蓬勃发展。各地大中型设计单位,均已进行多年的BIM 设计实践,亦有不少成功案例为业内所知。推动基于BIM 的审查审批可以有效促进当地BIM 技术的发展,尤其利于设计单位广泛开展BIM 设计。BIM 审查审批系统可针对设计单位BIM 模型进行合标性检查与合规性检查,检查BIM 模型规范满足度的同时对模型深度质量做出认定。此项工作可进一步促进各类BIM 标准落地,且可进一步探索与当地BIM 发展奖励措施以及BIM 设计收费依据结合的可能性。

(4)实现数字孪生城市。在雄安新区规划中,“数字孪生城市”的理论被第一次提出,该理论指的是将现实世界进行数字化映射。通过全域覆盖的人、车、物、空间等城市数据,形成可视、可控、可管的数字孪生城市[9]。CIM 基础平台可以收录所有已经通过BIM 审查审批的精细化建筑信息模型,并向其他业务系统提供高质量的BIM 模型,促进BIM 智能审查成果提质增效,推动CIM+智慧应用,提高城市综合运行管理能力,为建设新型智慧城市提供完整解决方案。

5.2 面临的挑战

本文所述平台在世界范围内尚属首创,具备先进性与一定的挑战。其一,整体平台建设难度大,城市级各种类型新建项目的全生命周期BIM 管理平台目前仅在雄安新区有所实践,但上述方案横跨多个委办局,涉及大量的系统接口、模型推送与往复,各审批系统改造升级亦需要大量工作;其二,数据格式统一难度大,各个审批系统涉及多个建设主体与研发单位,能否基于统一的BIM 数据标准,实现数据衔接,避免系统在数据层面各自为政将成为一大挑战;其三,平台保密要求高,因在审批过程中涉及大量对CIM 平台模型数据的调用,模型汇集后亦包含对CIM 平台业务数据的整合显示,均需对用户权限,业务数据内容进行分类分级。

6.结语

在工程建设项目审批制度改革的时代节奏下,结合深圳市的建设目标,本文提出并阐述了基于BIM/CIM 的审查审批平台建设方案。不同于当前主流的BIM 审查审批平台,此方案强调政数、住建、规自等多部门的统一建设,突出BIM/CIM 审批业务不同需求的场景适配,叙述了合标性与合规性检查在此流程中的不同应用。基于此方案可产生多处创新价值,提升审查效率,结合“一网通办”与“一网统管”实现全生命周期管控,推进BIM 技术与城市级数字孪生发展,同时也因创新性而存在一定的挑战。

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