并購；CIM；云平臺

前言

現(xiàn)階段市政項目復雜化程度提高，影響設計與施工的因素多，參建單位以全過程咨詢和總包方式介入趨勢明顯，業(yè)主從多維度對項目進行評價，對于項目提出了更高的要求。BIM在該環(huán)境下發(fā)揮出優(yōu)勢，采用可視化手段在項目的全生命周期進行設計及施工的優(yōu)化，參與運維管理，通過量化手段及仿真模擬，提高工作效率，節(jié)約成本。

在實際項目中，參建各方會根據(jù)自身需求選擇相應的軟件平臺，進行不同程度的應用，而各單位在項目的不同階段進行數(shù)據(jù)傳遞或同一階段進行數(shù)據(jù)交互時，又涉及到數(shù)據(jù)格式問題。本文結(jié)合市政BIM軟件平臺發(fā)展現(xiàn)狀，淺析BIM應用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，對市政BIM應用的趨勢進行簡要分析。

BIM軟件應用現(xiàn)狀

1.1 現(xiàn)階段平臺的功能，行業(yè)細分，收購合并現(xiàn)狀

BIM的關(guān)鍵在于信息（Information），這個是區(qū)別于傳統(tǒng)二維設計的關(guān)鍵，也是信息模型的價值所在，同時信息必須依托于模型（Model）?；谟嬎銠C硬件的發(fā)展，原本約束軟件使用范圍的瓶頸得以解決，硬件可以支持更大體量和范圍的模型，參與模型的構(gòu)建、仿真模擬與渲染和分析。

市政項目組成較為復雜，可供選擇的BIM軟件較多。如果按照路、橋、隧、管網(wǎng)、水廠、泵站等專業(yè)進行區(qū)分，BIM軟件平臺可以進行系列歸類，以國外軟件Bentley為例進行簡要介紹。

前述的軟件平臺針對市政項目有系列解決方案。Bentley針對各專業(yè)均有對口軟件，數(shù)據(jù)交互性好，可以通過相互參考的方式完成設計優(yōu)化和模型檢查，利用ProjectWise參與協(xié)同管理。對于同一領(lǐng)域的競爭對手，軟件平臺除了開發(fā)新的產(chǎn)品，也采用了并購的策略。以Bentley為例，分析近年來的并購路線。

Bentley軟件并購統(tǒng)計表

從軟件應用場景結(jié)合Bentley已擁有的軟件進行分析，在集成了BIM三維信息處理能力的基礎上，并購可以彌補自身短板，往協(xié)同平臺化方向發(fā)展，進一步拓寬可視化的邊界，在一個軟件供應商的體系內(nèi)構(gòu)建基礎設施建設項目的全生命周期，通過上下游的整合，形成閉環(huán)生態(tài)，同時留有外部端口，容納其他軟件的接入，進一步拓展應用空間。從產(chǎn)品線分析，并購使自身產(chǎn)品線與競爭對手相稱，出現(xiàn)對標產(chǎn)品，這一特點在他軟件供應商的并購路線也呈現(xiàn)相同的趨勢。

BIM軟件并購并非以大吃小，更多的是優(yōu)勢互補，消除應用盲區(qū)，隨著基建完善和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，智慧城市和數(shù)字孿生模型提上議程，云平臺炙手可熱，完成并購之后的軟件商服務范圍較為統(tǒng)一，這種結(jié)果源自技術(shù)的進步及客戶需求。

1.2 選擇平臺的理由：性價比，專業(yè)配合程度，數(shù)據(jù)交互及傳遞

對于參與項目建設的單位，基于自身利益和業(yè)主要求，會對己方參與部分進行程度不一的數(shù)字化，該階段涉及到軟件平臺的選擇。

影響平臺選擇因素包括自身優(yōu)勢專業(yè)對應的專業(yè)軟件成熟程度、平臺搭建時間與維護成本、模型應用的生命周期、專業(yè)之間的配合與銜接、項目不同階段的數(shù)據(jù)交互與傳遞，人才培養(yǎng)成本以及投資和產(chǎn)出比較。比較現(xiàn)實的情況是，即便是同一軟件商提供的產(chǎn)品，軟件之間的格式也可能不相同，造成數(shù)據(jù)傳遞的障礙；同樣，由于很多項目采用的是D-B（Design-build）模式，設計單位和施工單位采用了不同的軟件平臺，造成了信息傳遞不完整或者重復構(gòu)建模型的情況。

1.3 BIM在項目中的應用深度

BIM在市政項目不同階段均有不同深度的應用。

勘察階段利用無人機獲取傾斜攝影或正攝影像，或者采用激光雷達獲取點云數(shù)據(jù)，用于構(gòu)建實景模型，一定程度上降低了人工獲取數(shù)據(jù)的風險，并提高了工作效率；對地質(zhì)鉆孔資料進行整理，構(gòu)建三維地質(zhì)剖面，實現(xiàn)可視化管理；將管勘數(shù)據(jù)導入SUE，構(gòu)建現(xiàn)狀地下管網(wǎng)。

基于勘察階段形成的成果，設計階段可通過“BIM+實景”的方式評估道路選線合理性，分析填挖方與自然景觀之間的關(guān)系；通過構(gòu)建各專業(yè)模型并總裝，可以進行管線碰撞及凈空分析，有效的解決錯漏碰缺；對于給排水管網(wǎng)，可以進一步評估管道承載能力；BIM模型能夠提供精準的工程量；圖紙階段的切剖和軸測圖能夠有效的提高圖紙可讀性。完成模型的基礎上，通過可視化展示，進行項目的漫游，更清晰的展示設計方案，參與設計評審及交底。

在施工階段，BIM應用主要集中在施工模擬，進度和質(zhì)量的控制上。其中施工模擬體現(xiàn)在管線切改、房屋拆遷及設備安裝階段，通過可視化使各分包方更好的判斷項目切入點，控制不利因素。對于施工進度和質(zhì)量的控制，主要通過協(xié)同平臺，實現(xiàn)資料的高效流轉(zhuǎn)和安全存儲，典型的案例為中國尊項目[1]。

在運維管理階段，主要是體現(xiàn)在市政路橋和管網(wǎng)，依托于GIS平臺搭載實景模型，國內(nèi)關(guān)于直接采用BIM軟件進行資產(chǎn)管理的報道目前相對較少。

軟件發(fā)展趨勢

對于一個項目，從勘察設計到施工運維，如果僅應用一個平臺的軟件即可實現(xiàn)整個生命周期，將會有效地減少無用功；項目周期內(nèi)采用同一套數(shù)據(jù)格式，能提高數(shù)據(jù)傳遞的完整性，減少文件交互過程中的信息損失，數(shù)據(jù)格式兼容性更強的軟件將會凸顯優(yōu)勢。

用戶在項目實際操作過程中，會發(fā)現(xiàn)軟件應用的局限性，同時針對項目特點也會提出軟件改進需求，這是影響軟件發(fā)展方向的重要一環(huán)，軟件商在修復BUG的同時實現(xiàn)產(chǎn)品迭代。設計人員、施工方、運維單位對于平臺的需求具有共通性：軟件易用性好、實現(xiàn)模型的輕量化、保證信息數(shù)據(jù)的完整性、云端可查。這種需求是軟件平臺開發(fā)和并購策略的影響因素。

軟件的發(fā)展除了結(jié)合用戶的需求，另一個因素就是模仿與跟進競爭對手的優(yōu)勢產(chǎn)品，在構(gòu)建三維模型的基礎上，Bentley改進了參數(shù)化設計。從時間跨度分析，軟件功能呈現(xiàn)趨同性，產(chǎn)品出現(xiàn)對標性的特點。目前在實際工程中，主要借助軟件之間的搭配及組合完成不同類型的項目，涉及到不同的軟件平臺和數(shù)據(jù)格式。

結(jié)合各軟件平臺技術(shù)路線可以判斷，一方面將依托于核心軟件的更新迭代進行縱深推進，另一方面借助資源整合，通過并購方式實現(xiàn)橫向拓展。平臺的后續(xù)形態(tài)將覆蓋整個項目的全生命周期，從建模到仿真，從建造模擬到資產(chǎn)管理提出一整套的解決方案。

BIM軟件應用的發(fā)展趨勢

國內(nèi)對于BIM軟件在項目上的應用處于“邊學邊練邊積累”的狀態(tài)，較為常規(guī)的發(fā)展路線為：翻?！鷨螌I(yè)模型構(gòu)建→各專業(yè)搭配構(gòu)建模型→協(xié)同設計，在這一過程中伴隨著模型的校審，方案的評估和協(xié)作方式的改進，實現(xiàn)了設計質(zhì)量的提升和工作效率的優(yōu)化。隨著軟件的普及和人才培養(yǎng)體系的成熟，這一過程逐漸明晰化，但僅建立一個三維模型并沒有充分發(fā)揮軟件的功能。

BIM的關(guān)鍵在于信息（Information），模型（Model）作為載體，信息是后續(xù)運維管理的關(guān)鍵。三維模型更多提供的是物理信息，即幾何屬性（定位、尺寸），對于非幾何屬性應進一步的進行挖掘，用于驗證設計合理性，更好的讓工程發(fā)揮社會效益。許云驊對污水廠單體進行綠色建筑分析和池體污水的流態(tài)分析[2]，蘇木提出軌道交通與周邊地塊聯(lián)通的通道設計，可以借助BIM技術(shù)對站內(nèi)消防、安保布置及客流進行分析，實現(xiàn)地塊客流的最大引流[3]。

以設計階段為例，對于設計模型，通過信息加載或信息提取，可以進行多專業(yè)的模擬與仿真，獲取高附加值的數(shù)據(jù)。對于建構(gòu)筑物，基于模型完成配筋后，結(jié)合預留孔洞進行結(jié)構(gòu)受力分析，對配筋加以調(diào)整，提高結(jié)構(gòu)安全性；對市政道路進行照明分析，合理分配公共資源；輸水管道進行水力過渡分析，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整平縱位置，進一步做管線碰撞檢測，保證輸水穩(wěn)定性；建筑單體內(nèi)的煙氣擴散模擬、排水管道的過流能力、流態(tài)分析及壓力變化都是判斷設計合理性的重要參數(shù)，評估不同負荷下的運行狀態(tài)，對于運維保養(yǎng)有重要意義。

從幾何屬性的應用擴展到非幾何屬性的應用，通過信息的發(fā)掘與傳遞，鏈接設計、采購、施工和運維，BIM應用將從底端的翻模提升到信息載體。經(jīng)過實際項目的經(jīng)驗累積，在全過程咨詢和總包背景下，BIM應用將進一步前置，在IPD模式下更好的發(fā)揮作用。

BIM+GIS構(gòu)建CIM

市政BIM目前較多的應用于路橋隧、建筑單體或園區(qū)，用來整合和管理設施本身全生命周期各個階段的信息，偏重于精細化管理，在宏觀信息管理能力和周邊環(huán)境整體展示能力方面存在不足；GIS技術(shù)側(cè)重于地理空間環(huán)境信息的宏觀表達，能夠處理海量地形數(shù)據(jù)，集成地圖視覺效果與地理信息的分析，完善城市級BIM大場景展示，用于整合和管理設施外部環(huán)境信息，但不能創(chuàng)建精細化內(nèi)部微觀模型。

BIM與GIS之間并無可替代性，更傾向于一種互補的關(guān)系。利用BIM技術(shù)彌補GIS技術(shù)在項目信息模型精度上存在的不足，基于GIS技術(shù)對各項目零散的建筑信息模型數(shù)據(jù)進行整合，BIM和GIS正從各自的領(lǐng)域逐步走向兩個領(lǐng)域的融合。通過數(shù)據(jù)組織模式的優(yōu)化，建立空間索引結(jié)構(gòu)，提高可視化性能，滿足不同行業(yè)對空間信息表達和管理的需求[4]。

GIS技術(shù)為城市的智慧化奠定了基礎，BIM則加載了城市建構(gòu)筑物的信息，BIM模型經(jīng)過輕量化后導入到GIS平臺，實現(xiàn)微觀數(shù)據(jù)與宏觀數(shù)據(jù)的整合。通過搭建溝通平臺實現(xiàn)信息資源共享，擴大信息覆蓋范圍，消除信息孤島，實現(xiàn)多專業(yè)多領(lǐng)域的合作，擴大其應用空間，構(gòu)建城市信息模型CIM（City Information Modeling）。二者的結(jié)合將創(chuàng)建一個附著大量信息的虛擬城市模型。

集成BIM技術(shù)和GIS技術(shù)進行城市級工程項目管理，將在海量信息可視化、項目信息協(xié)同以及工程管理技術(shù)融合等方面提供更完善的解決方案，服務于工程建設和市政管理工作。與各自單獨應用相比，在建模質(zhì)量、分析精度、決策效率、成本控制水平等方面都會有明顯提高。

BIM+GIS的融合在城市和景觀規(guī)劃、智慧城市建設、城市微環(huán)境分析、市政管網(wǎng)管理、建筑設計、災害管理、室內(nèi)外導航等諸多領(lǐng)域提供預測規(guī)劃、仿真推演和決策支撐平臺。

結(jié)論

1、軟件平臺通過并購提高資源整合能力，實現(xiàn)項目的全生命周期構(gòu)建；用戶的需求、軟件在項目中應用方向及應用深度對軟件平臺的開發(fā)和并購策略有影響。

2、在軟件功能呈現(xiàn)趨同性的背景下，BIM軟件平臺的易用性、便捷性、數(shù)據(jù)通用性和云端訪問速度將影響競爭格局。

3、BIM的應用方向?qū)哪Ｐ蜆?gòu)建提升到信息利用，并結(jié)合GIS應用于數(shù)字城市的構(gòu)建，輔助工程建設和市政管理。

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