基于BIM技術合作博弈利益的研究

(重慶交通大學土木工程學院 重慶 400001)

隧筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)，是 20 世紀 70 年代由美國人提出，雖然具有眾多優點，但是 BIM 自 2002 年引進我國以來，其卻一直停滯難前，沒有得到真正的應用和發展。近幾年，經過不斷的發展，除了傳統的三維 BIM 模型還出現了“第四維”(4D)，“第五維”(5D)以及“第六維”(6D)規模，并發展出了 PLM(產品生命周期管理)的模擬建筑行業。面對BIM項目中利益各方出現的復雜問題，合作博弈理論提供理論的解決方案，契合了現代信息化施工，有利于BIM的應用和推廣。

一、目前BIM合作博弈的研究現狀

(一)國外研究現狀

早在 1969 年，Ezio Marchi 就開始利用合作博弈的知識最大最小定理的特殊擴展的可能性進行了相關研究。在最近幾十年，博弈論的研究發展很快，特別是美國數學家和經濟學家 Nash 等的研究成果。在歐洲的很多國家理都有關于博弈理論的研究機構。此外，像東歐城市的一些大學里也有很多人在研究博弈論與經濟學之間的關系。

(二)國內研究現狀

在國內關于合作博弈理論的研究中，收益分配方面的應用研究也已經形成。吳志東，楊靜在研究方案系統整合的企業之間合作與沖突的行為時，采用了博弈論的方法，認為再重復博弈的條件下，各參與方會采取合作的行為，并采用納什討價還價法分析了合作條件下的收益分配模型。

二、BIM中合作博弈利益的策略

在建設工程項目中主要影響合作利益的因素包括政府對項目做出的理論貢獻、企業對整個建設工程項目的運作、消費者對建設項目的態度，在利益時應綜合這三方面進行的主要考慮。

博弈策略:

政府策略:“規制”和“不規制”。“規制”是指政府在概率P3(0 < P3 < 1)的情況下，監督和引導BIM 推廣，完善BIM相關政策，提供良好的社會環境，付出一定成本為Cz1，以及成本Sq1和Sx1。政府另需承擔企業在粗放建設情況下，造成的環境負面影響和社會損失為Sz;“不規制”是指政府不采取任何措施引導或干預BIM的推廣。

企業策略:“使用”和“不使用”。“使用”是企業應用BIM技術，改變建筑業傳統模式，獲得收益為Rq1，成本為Cq1，政府對于BIM項目給予便利時，在概率P1(0 < P1< 1)下，可得到收益為Sq1;“不使用”是仍然運用傳統建造模式，但是粗放建設可能會受到政府監督處罰，記為Fq。

消費者策略:“購買”和“觀望”。消費者選擇運用BIM產品的概率為P2(0 < P2 < 1)，同時享受BIM運維帶來支出的降低Sx1;消費者以(1-P2)的概率持觀望態度。

三、BIM的利益分析

(一)整體利益

BIM 技術為建設工程行業帶來的整體價值應該從工程項目施工工程中的參與單位的應用情況來看，各用戶在自身技能、經驗、對BIM可實現效益的認識和期望方面各有不同，因此其BIM價值體驗也存在很大差異。

(二)BIM商業利益

BIM的商業利益是BIM能否推廣開來的關鍵因素，主要分為內部利益和項目利益。其中內部利益為應用BIM技術的單位直接的獲益；項目利益為可以向業主交付更快、更好或者更便宜的最終產品。

(1)提升單位作為行業領導者的形象。(2)縮短客戶的審批周期。(3)提供新型服務、拓展新客戶、維持既有的客戶。(4)提高利潤，減少保險索賠或者法律糾紛。

創造的項目利益包括：優化設計方案。對一個具體的工程來說，無論是規劃方案或是設計方案，亦或是施工方案，這些都像是工程各階段的軸心一樣，所有的工作都是圍繞這個軸心鋪開的。對于大型建設項目而言，工程全生命周期的方案內容是非常復雜的，涉及到眾多的參與方，傳統的方案表現方式已經不能滿足其要求，需要從前期的規劃方案、設計方案、施工期的施工方案等進行分析與優化。

四、合作博弈利益分配

(一)合作博弈研究方法

關于合作博弈的利益分配研究較多。可以有多種方法分析和求解博弈，研究最多的是談判集、核、核仁、核心、穩定集和shapely值，其中核仁與 shapely值的穩定性較高。現有對shapely值的研究中，主要是在shapely值法的基礎上進行修正。然而國外學者運用合作博弈理論對合作后的收益進行分配(或成本分攤)的研究情況已經比較成熟。

(二)利益的分配原則

公平兼顧效益。一個公平合理的分配方案是聯盟繼續合作下去的前提，公平兼顧效益的原則是在要求在利益分配的過程中，對聯盟整體獲得的利益依據投入貢獻的情況在合作企業間進行公平的分配。另外，互惠互利。收益與投入相對稱。也是需要兼顧的。

(三)Shapely值法的一般求法

五、結語與展望

(一)結語。BIM技術在建筑工程行業的實踐和理論成為熱點研究的同時，實踐中還有很多問題需要完善，需要我們把握國內外研究現狀，學習當前前沿的研究方法、理論技術，解決我們項目中實際遇到的問題。主要通過合作博弈理論的策略及分配分析政府、企業、消費者的利益問題。

(二)展望。一方面，在實際情況下，許多項目存在多方博弈的情況，本身特別復雜，存在許多影響因素。但本文只是分析的一些主要因素。另一方面，本文縮小了研究范圍，BIM的利益不知可以用合作博弈來分析，其分析方法是多方面的，也是復雜的，還需后來者加深研究。