從BIM的角度看園區(qū)的信息化建設——以上海國際旅游度假區(qū)為例

賈 蓉

(上海市測繪院，上海200063)

一、引 言

建筑信息模型(building information modeling，BIM)作為一種全新的理念和技術，受到了國內(nèi)外學者和行業(yè)的普遍關注［1］。我國工程建設行業(yè)從2003年開始引進BIM技術，國家“十一五”科技支撐計劃和“十二五”建筑信息化發(fā)展綱要中也將BIM技術納入研究內(nèi)容。2014年10月29日，上海市人民政府辦公廳正式發(fā)布《關于本市推進建筑信息模型技術應用的指導意見》，并于2014年12月1日起正式施行，進一步推動了BIM技術在上海市建筑工程行業(yè)中的應用。BIM在建筑業(yè)的廣泛推廣，也引起了眾多相關行業(yè)的關注，地理信息行業(yè)對BIM技術如何融入GIS應用展開了深入研究［2-4］。

基于對各種信息的承載能力，BIM將整個建筑相關的信息和設計文檔存儲在集成數(shù)據(jù)庫中，為構建各個專業(yè)協(xié)同工作提供了統(tǒng)一的平臺，同時實現(xiàn)了各專業(yè)的信息共享，促進了建筑物與設施的規(guī)劃、設計、建設、監(jiān)理和運維的信息全生命周期業(yè)務協(xié)同應用模式的發(fā)展［2］。因此，BIM帶來了一種新的建筑管理思想，即建設工程生命周期管理(building lifecycle management，BLM)［5］。

園區(qū)建設作為后城鎮(zhèn)化建設階段城市發(fā)展的推進器，在體系結構和發(fā)展模式上都是城市在一個小區(qū)域范圍內(nèi)的縮影。2014年9月10日，上海市政府公布了《上海智慧城市建設2014—2016年行動計劃》，園區(qū)的建設也進入了“以人為本、全面感知、內(nèi)生發(fā)展、智能協(xié)同”的新階段［6］。本文將BIM對建筑全生命周期的管理理念運用到智慧園區(qū)的建設中，充分發(fā)揮三維GIS在園區(qū)規(guī)劃、設計、建設、運營等階段的場景展示及空間分析等作用，突破BIM輔助技術人員對單一建筑實體的過程和質(zhì)量控制，拓展到對整個園區(qū)宏觀的工程進度和完成質(zhì)量的管理，更適用于園區(qū)管理者。

上海國際旅游度假區(qū)圍繞上海市建設世界著名旅游城市的發(fā)展目標，以上海迪士尼項目為核心，是一個集主題游樂、旅游度假、文化創(chuàng)意、商務會議、商業(yè)零售、體育休閑等產(chǎn)業(yè)于一體的綜合型園區(qū)，將與虹橋商務區(qū)、世博后續(xù)開發(fā)區(qū)等區(qū)域共同成為上海未來發(fā)展的重要區(qū)域。該項目自2011年開始投入建設，為保證建設期間施工質(zhì)量和提高管理效率，上海國際旅游度假區(qū)管委會在項目建設之初，便在管理中引入了智慧園區(qū)的管理理念，在上海市地理信息公共服務平臺基礎上，建立園區(qū)的信息管理平臺。本文將以該平臺在園區(qū)建設階段及運營維護階段的應用為例，介紹BIM全生命周期管理理念在智慧園區(qū)建設中的應用。

二、全生命周期的智慧園區(qū)建設應用

園區(qū)的管理與城市管理相類似，也是全方位、多層次的，園區(qū)管理半徑與管理縱深較大，作出準確決策的難度隨之增加，園區(qū)管理單位所承擔的責任，與基層地方政府所承擔的責任非常近似，不僅要負責整個園區(qū)的管理，同時還要負責園區(qū)的產(chǎn)業(yè)推進，招商引資、應急處置、內(nèi)部服務等各種服務與管理工作，因此必須采用信息化的管理手段，促進園區(qū)的管理部門、業(yè)主、合作單位的良性互動，本文主要對GIS技術在園區(qū)全生命周期管理中的應用進行分析。

1．地下管線全生命周期管理

地下管線作為地下空間利用的重要組成部分，在可利用的土地資源日漸減少的今天，越來越得到城市管理者的重視。地下管線的普查是城市管理的一項重點工作，但管線普查由于其測量對象的不可見性，普查精度并不高。在普查完成后，由于缺少系統(tǒng)的規(guī)劃和約束機制，數(shù)據(jù)動態(tài)更新方式存在缺陷、更新資金缺乏保障、各管線權屬單位的利益難以協(xié)調(diào)等多方面的原因，致使地下管線普查成果往往無法發(fā)揮作用。

地下管線現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的采集和實現(xiàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)維護是地下管線GIS系統(tǒng)最直接的需求。上海國際旅游度假區(qū)在此基礎上，針對地下管線全生命周期——規(guī)劃、設計、竣工和運維四個階段的數(shù)據(jù)進行采集，并對各階段的數(shù)據(jù)進行綜合應用:在地下管線建設期間，通過對管線綜合、管線設計方案的整理，以及地下管線跟蹤測量，收集地下管線規(guī)劃、設計和竣工數(shù)據(jù)，并通過對不同階段管線位置的空間分析，實現(xiàn)了對管理部門工程規(guī)劃許可證和竣工驗收合格證審批的輔助(如圖1所示);進入運維階段后，管線數(shù)據(jù)的動態(tài)更新結合浦東新區(qū)掘路開挖報批制度，確保了數(shù)據(jù)更新的及時性和全面性。園區(qū)政務部門、園區(qū)規(guī)劃審批部門、園區(qū)內(nèi)各建設單位可以在統(tǒng)一的平臺上進行協(xié)同辦公，同時還能與上級管理部門進行數(shù)據(jù)共享，并為實現(xiàn)國家、省(直轄市)、市、重點區(qū)域(園區(qū))各級網(wǎng)絡應用系統(tǒng)的互聯(lián)互通提供了可能。

圖1 地下管線輔助審批

2．三維規(guī)劃輔助審批管理

上海國際旅游度假區(qū)內(nèi)建筑密度大，復雜建筑多，控制性詳細規(guī)劃這種平面化的指標控制手段在空間形態(tài)控制上的缺陷較為明顯，這給這些地區(qū)的規(guī)劃管理工作帶來了較大的難度。利用先進的三維虛擬化、云計算等技術建立一個科學的、直觀的、高效的三維規(guī)劃管理平臺，是解決現(xiàn)有大型城市重點地區(qū)規(guī)劃管理難題的重要手段［7］。

三維規(guī)劃輔助審批分為兩個層次，第一層是對建筑物定性指標的分析，多應用在城市空間布局控制和風貌景觀協(xié)調(diào)等方面，具體功能為:使管理者可以足不出戶模擬現(xiàn)場人的視角，從景觀敏感位置多視角查看分析規(guī)劃方案的景觀效果是否與周邊建筑協(xié)調(diào)，或利用視線分析、人行模擬等工具對規(guī)劃方案指標進行定性分析。上海國際旅游度假區(qū)以迪士尼樂園建設為核心，樂園區(qū)外配套設施(如公共配套設施和主題酒店等)保持與樂園風格一致性，且保證度假區(qū)內(nèi)各角度風貌的美感是其建設期間必須考慮的。三維規(guī)劃輔助審批的第二層次是對控制性詳細規(guī)劃指標定量的分析，如控高指標、退界距離、容積率、分層密度等，這是建筑設計的硬性指標，不符合的設計不能通過審批，而其中有些指標的計算過程是復雜的，將控制指標體系賦予三維控制盒，利用控制盒直觀形象地表達控詳規(guī)劃內(nèi)容，為控詳規(guī)劃提供了表達和管理基礎［8］，如圖2所示。上海國際旅游度假區(qū)利用三維GIS結合對建筑控制性詳細規(guī)劃指標以三維控制盒的形式進行表現(xiàn)，在上海市政務外網(wǎng)全市三維建筑模型數(shù)據(jù)等基礎地理信息數(shù)據(jù)資源的基礎上，完成園區(qū)內(nèi)地上三維建筑模型庫建庫工作，圍繞園區(qū)規(guī)劃審批的應用需求，為申報建設項目的指標控制和方案評估提供三維可視化的輔助管理服務，以提高園區(qū)內(nèi)規(guī)劃審批的工作效率。

圖2 三維控制盒在三維規(guī)劃輔助審批管理中的應用

3．園區(qū)運營階段的管理

園區(qū)的參與主體包括園區(qū)管委會、園區(qū)企業(yè)、公共配套和商貿(mào)配套，可歸納為政務服務、產(chǎn)業(yè)提升、生活服務三大類需求，其中，園區(qū)管委會的信息化需求主要集中在以資源整合和信息共享為基礎的電子政務、園區(qū)管理、公共服務、商務促進等。以園區(qū)管理為例，基礎設施管理、交通管理、安全管理、基礎通信管理等屬于園區(qū)管理中最為普遍的應用［9］。

園區(qū)運營管理階段，三維GIS場景中數(shù)據(jù)種類較多，要求采集各類專業(yè)地物準確的地理位置，并進行分層分類，以配合不同行業(yè)管理者的專業(yè)應用。其次，基于物聯(lián)網(wǎng)的智能調(diào)控使GIS應用還需要解決微觀層面上三維數(shù)據(jù)的建模問題，這對三維GIS提出了更高的要求，尤其是建筑物內(nèi)部及內(nèi)部設施的三維建模問題［2］。針對這個問題，BIM可成為三維GIS重要的數(shù)據(jù)源，BIM可用來生成數(shù)字城市三維模型，尤其是建筑內(nèi)部設施模型，BIM將為GIS提供完善復雜的三維數(shù)據(jù)，GIS與BIM的集成，為GIS發(fā)展帶來新的生命力［2，10］。

三、總結和展望

本文介紹了BIM全生命周期管理的理念，并在上海國際旅游度假區(qū)園區(qū)建設階段地下管線和三維規(guī)劃審批和運營階段園區(qū)管理的運用中得到了體現(xiàn)。其中建設階段的應用已經(jīng)付諸實際，并在實踐中取得了較為滿意的效果;對運營階段利用BIM數(shù)據(jù)進行建筑物內(nèi)部結構及設施的建模的研究尚處于研究階段，國內(nèi)相關技術還不成熟，這也為BIM與GIS的集成提出了挑戰(zhàn)。

［1］ 何清華，錢麗麗，段運峰，等．BIM在國內(nèi)外應用的現(xiàn)狀及障礙研究［J］．工程管理學報，2012(1):12-15．

［2］ 梁軍，黃騫．從數(shù)字城市到智慧城市的技術發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)［J］．地理信息世界，2013(1):23-26．

［3］ 薛梅．一種建筑信息模型與三維數(shù)字城市集成方法［J］．地理信息世界，2014(5):111-117．

［4］ Léonvan Berlo．Ruben de Laat．Integration of BIM and GIS:The Development of the CityGML GeoBIM Extension［M］．Berlin:Springer，2011．

［5］ 龍文志．建筑業(yè)應盡快推行建筑信息模型(BIM)技術［J］．建筑技術，2011(1):10-13．

［6］ 肖岳．“智慧園區(qū)”頂層設計的研究與探索［J］．硅谷，2012(15):27-31．

［7］ 張唯．上海市重點地區(qū)三維規(guī)劃管理平臺建設研究［J］．測繪與空間地理信息，2015，38(1):178-180．

［8］ 馮琰，汪旻琦，顧星曄．三維GIS融入控制性詳細規(guī)劃的理論研究與實現(xiàn)［J］．地理信息世界，2012(1):56-61．

［9］ 朱敏，楊會華．智慧園區(qū)解決方案探討及建議［J］．移動通信，2013(5):56-58．

［10］ 李德超，張瑞芝．BIM技術在數(shù)字城市三維建模中的應用研究［J］．土木建筑工程信息技術，2012，4(1):47-51．