基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺研究

區(qū)春裕 馮為民

摘 要：BIM技術(shù)應(yīng)用的推廣給城建檔案管理工作帶來了新的挑戰(zhàn)。結(jié)合城建檔案館的實際情況并通過對基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺的功能需求、條件需求進(jìn)行分析，對平臺進(jìn)行了初步的研究，為城市建設(shè)檔案館實現(xiàn)智能化管理提供技術(shù)鋪墊。最后通過Autodesk BIM 360 Docs平臺實現(xiàn)BIM模型和工程檔案文件之間的管理，初步驗證城建檔案管理運用BIM技術(shù)后其管理水平可提升到智能化管理。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);城建檔案;云平臺;信息化管理

中圖分類號：F27 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.22.025

1 BIM技術(shù)給城建檔案管理工作帶來的挑戰(zhàn)

城建檔案承載著一座城市的歷史和未來，在城市建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。隨著BIM技術(shù)應(yīng)用的推廣，越來越多的工程項目在其建造的過程中運用了這一技術(shù)并產(chǎn)生了相關(guān)的模型文件。BIM 模型的多元化數(shù)據(jù)來源給城建檔案管理工作帶來了新的挑戰(zhàn)。據(jù)調(diào)研，一些城市的城市建設(shè)檔案館的檔案管理系統(tǒng)在信息化進(jìn)程中由于設(shè)備陳舊落后的問題，對于BIM模型文件的交付、存檔和后期的管理以及應(yīng)用等問題還沒有辦法解決。因此，城建檔案管理信息化建設(shè)急需升級改造。

2 基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺研究

2.1 基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺的優(yōu)勢

基于BIM技術(shù)的建設(shè)檔案協(xié)同管理平臺是通過將現(xiàn)有的BIM云平臺與城建檔案館管理系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)整合，對城市建設(shè)檔案進(jìn)行協(xié)同管理。基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺具有如下的優(yōu)勢：

（1）BIM模型存儲了大量與工程項目相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。在BIM模型上所獲取的數(shù)據(jù)信息體現(xiàn)了不同建筑信息的縱向時間關(guān)聯(lián)和橫向空間關(guān)聯(lián)，保障了城建檔案收集的完整性。

（2）在BIM模型中，用戶可以搜索、查閱和定位與建筑項目相關(guān)的文檔信息。此外，由于模型的各種材料之間還有模型與實體項目之間是相互關(guān)聯(lián)的，因此用戶還可以隨時提取建筑全生命周期的材料信息，這樣就大大地提高了檔案管理的效率和利用效果。再者，BIM模型信息可根據(jù)建造過程中的更改和擴(kuò)展而自動演化，因此在檔案管理方面可實現(xiàn)動態(tài)管理，從而保障檔案的真實性。而在檔案后期的管理中，BIM 技術(shù)的模擬性則有利于城建檔案管理人員全方位地了解和模擬建設(shè)項目的各項性能，最終實現(xiàn)城建檔案的最優(yōu)利用。

總的來說，BIM 技術(shù)為城建檔案管理工作提供了很好的技術(shù)平臺。利用BIM 技術(shù)實現(xiàn)城市建筑物的信息化、網(wǎng)絡(luò)化是智慧城市建設(shè)的信息物理基礎(chǔ)，為智慧城市其他數(shù)字管理平臺提供了城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的目標(biāo)。城建檔案管理運用 BIM 技術(shù)后，其管理水平可大大提升。

2.2 基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺的需求分析

2.2.1 平臺服務(wù)對象分析

城建檔案的適用對象可分為政府、檔案館內(nèi)部、企業(yè)和公眾這四大類。在搭建平臺前，需要對各個對象的需求進(jìn)行調(diào)研、分析與總結(jié)，將最具代表性的需求添加到平臺中，并設(shè)置不同的權(quán)限。

2.2.2 平臺功能分析

在搭建基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺前，需要對其功能需求做詳細(xì)的分析，為平臺的構(gòu)建提供理論指導(dǎo)。協(xié)同管理平臺的最終目的是將正確的信息在正確的時間提供給正確的用戶，實現(xiàn)各參與方協(xié)同工作。通過調(diào)研了解到基于BIM技術(shù)的建設(shè)檔案協(xié)同管理平臺至少應(yīng)具有以下功能：

（1）紙質(zhì)工程檔案電子化功能。

要求所有的工程文件以電子數(shù)據(jù)的形式存儲在平臺指定的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。

（2）工程檔案智能識別調(diào)取功能。

基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺要能實現(xiàn)在使用文件數(shù)據(jù)時可以通過直接掃描的方式自動獲取標(biāo)簽。

（3）工程檔案信息化全時分析功能。

要求平臺能實現(xiàn)在項目決策階段對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，為項目后期的實施提供技術(shù)依據(jù)，這也是檔案信息化建設(shè)的核心部分。

（4）工程檔案信息化實時更新功能。

基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺要具備根據(jù)項目進(jìn)度實時更新數(shù)據(jù)的功能，進(jìn)而保證檔案收集的實時性、完整性還有真實性。

（5）工程檔案信息化業(yè)內(nèi)交流功能。

由于在不同階段產(chǎn)生的文件數(shù)據(jù)具有差異，此時基于BIM技術(shù)的建設(shè)檔案協(xié)同管理平臺要能實現(xiàn)不同行業(yè)之間的數(shù)據(jù)通信，為下一步數(shù)據(jù)的有效決策和輔助性項目決策提供依據(jù)。

（6）工程檔案信息化項目間共享功能。

為了提高管理效率和水平，基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺可以通過建立數(shù)據(jù)共享關(guān)系，比較數(shù)據(jù)，建立類似工程項目的進(jìn)度、施工方案和質(zhì)量控制體系。

（7）檔案信息可視化功能。

在平臺上打開模型進(jìn)行查看的同時，可以通過超鏈接或者手動打開的方式查看建設(shè)項目的案卷級、文件級、項目級、工程級和構(gòu)件級別相對應(yīng)的文件。

（8）檔案業(yè)務(wù)協(xié)同作用。

檔案業(yè)務(wù)協(xié)同主要包括兩個方面：一是城建檔案館與檔案移交單位之間的業(yè)務(wù)協(xié)同;二是城建檔案館內(nèi)部部門之間的業(yè)務(wù)協(xié)同。

（9）模型輕量化功能。

基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺應(yīng)該具有對BIM模型進(jìn)行輕量化處理的功能以減輕電腦的負(fù)擔(dān)。

2.2.3 平臺業(yè)務(wù)流程分析

在BIM模型檔案歸檔業(yè)務(wù)流程中，建設(shè)單位的BIM模型檔案在歸檔之后將由對應(yīng)的BIM文檔管理員對模型檔案資料進(jìn)行備份保存，任何人如需修改該模型檔案資料必須走審批流程，通過后方可修改。BIM模型檔案歸檔的過程需要由文檔管理員、部門文檔管理員和檔案負(fù)責(zé)人共同管理。此外，基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺文檔借閱過程分為城市建設(shè)檔案館內(nèi)部借閱和外單位用戶借閱兩種類型，其業(yè)務(wù)處理流程各不相同，可跟實際情況來設(shè)置。

2.2.4 平臺非功能性需求分析

基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺的功能運行是通過非功能性指標(biāo)來保障的。下面從平臺的安全和性能兩個方面來分析。

（1）平臺安全性需求。

平臺的安全性能需求主要包括平臺自身安全、容錯機(jī)制和環(huán)境安全三方面。平臺需設(shè)計不同的操作身份，并設(shè)置不同的操作權(quán)限。因此要求實現(xiàn)的平臺要擁有良好的授權(quán)管理，能夠確保用戶只可操作其被賦予的功能。此外，為了確保平臺不出現(xiàn)崩潰的情況，要求平臺要擁有足夠的容錯機(jī)，即可以初步校驗用戶錄入的不合法數(shù)據(jù)，并向用戶彈出提示對話框或者對錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的糾正。

平臺環(huán)境安全包括外部環(huán)境安全以及平臺運行環(huán)境安全兩方面。在保證外部環(huán)境安全方面要求平臺在部署時安裝殺毒軟件，同時可以設(shè)置病毒數(shù)據(jù)庫的定時更新和防火墻安全級別，這樣才能很好地從外部保障平臺安全。在平臺運行過程中，其數(shù)據(jù)信息隨著平臺的應(yīng)用而不斷增加，為了防止出現(xiàn)在平臺發(fā)生故障時錄入的數(shù)據(jù)丟失或損壞的情況，要求在平臺運行時提供內(nèi)部數(shù)據(jù)手動以及自動備份的功能，并能夠定期對數(shù)據(jù)備份處理，從而確保平臺能夠穩(wěn)定地運行。

（2）平臺性能需求。

為了確保檔案信息系統(tǒng)在穩(wěn)定運行的同時也能為檔案管理工作提供很好的服務(wù)支撐，要求平臺能夠滿足操作用戶對平臺操作性能的需求。即用戶在執(zhí)行功能操作時，平臺響應(yīng)的時間短，不需要長時間等待;同時平臺能夠提供穩(wěn)定的服務(wù)支撐，保證平臺系統(tǒng)不會出現(xiàn)崩潰或者拒絕服務(wù)的情況。當(dāng)平臺實現(xiàn)的操作界面比較美觀、易操作時，能保證用戶可以正確地進(jìn)行操作。此外，平臺在面對并發(fā)狀況時要能夠提供有效的處理措施，確保能夠提供穩(wěn)定的服務(wù)支撐。平臺還應(yīng)該具備可擴(kuò)展性、可移植性以及可配置性，對外能夠提供對應(yīng)的開放接口，有效地保障用戶的授權(quán)、防止攻擊以及私密性等。

2.3 基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺的條件分析

2.3.1 平臺軟硬件條件

基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺的硬件包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、硬件防火墻、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備等。同時還需要根據(jù)實際情況對硬件資源的參數(shù)性能進(jìn)行選擇。平臺還必須滿足以下要求：

（1）平臺搭建完成后，在云端能夠通過對BIM模型進(jìn)行相關(guān)的操作來完成針對項目的全部應(yīng)用。

（2）平臺能夠很好地與BIM 中心現(xiàn)有的 PC 單機(jī)、移動端以及某些專業(yè)設(shè)備協(xié)同工作。

（3）平臺能夠方便用戶進(jìn)行直觀的操作。

（4）平臺能滿足工作人員完成檔案管理日常的各項業(yè)務(wù)。

由于BIM 技術(shù)對硬件配置的要求較高，因而基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺硬件的配置需要滿足BIM 技術(shù)對硬件的要求。此外，云平臺能夠支持BIM在全過程中的應(yīng)用。在配置云平臺基本架構(gòu)的硬件時，需要同時考慮平臺以后的拓展，即應(yīng)同時支持硬件的橫向拓展以及縱向拓展。

2.3.2 平臺其他方面條件

首先，在搭建平臺前城建檔案館需根據(jù)自身實際情況對歸檔的BIM模型文件制定相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和范圍，包括數(shù)據(jù)接口的標(biāo)準(zhǔn)、模型深度的標(biāo)準(zhǔn)、邏輯層次的標(biāo)準(zhǔn)等。其次，在接收和保管基于BIM技術(shù)的三維城建檔案時，需強(qiáng)調(diào)是對建設(shè)項目全生命周期檔案的收集和管理。此外，目前我國BIM技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)呈現(xiàn)出“BIM+項目管理”、“BIM+云計算”、“BIM+物聯(lián)網(wǎng)”、“BIM+大數(shù)據(jù)”等先進(jìn)信息技術(shù)集成應(yīng)用的“BIM+”特點，其發(fā)展方向越來越趨向于多階段、集成化、多角度、協(xié)同化以及普及化。因此，基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺要能夠為城市各級主管部門提供與其業(yè)務(wù)相關(guān)的具有可視化、全信息、實時更新的基礎(chǔ)城建檔案信息，并預(yù)留出與城市各公共服務(wù)部門的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通信的接口。

3 基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺實現(xiàn)途徑

通過文獻(xiàn)調(diào)研了解到，實現(xiàn)BIM云平臺與城建檔案館現(xiàn)有平臺的高度整合的途徑有兩個：一個是通過開發(fā)現(xiàn)有BIM云平臺的功能以實現(xiàn)與城建檔案館現(xiàn)有平臺的對接;另一個是開發(fā)出第三方數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換平臺把現(xiàn)有BIM云平臺與城建檔案館現(xiàn)有平臺連接起來。若是通過開發(fā)現(xiàn)有BIM云平臺的功能來實現(xiàn)與城建檔案館現(xiàn)有平臺的對接，那么數(shù)據(jù)接口主要有3種：API接口、IFC接口、數(shù)據(jù)庫交換。因此，檔案館首先需要明確其內(nèi)部系統(tǒng)有沒有可供和外部平臺進(jìn)行對接的接口以及接口的形式，從而確定準(zhǔn)備做的BIM云平臺的接口。此外，檔案館需要確定其檔案資料的形式，從而確定平臺應(yīng)用的信息格式。由于本人的計算機(jī)水平有限，因此只對基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺的實現(xiàn)途徑進(jìn)行初步的探討。

首先，假設(shè)其他需要上傳數(shù)據(jù)到BIM云平臺的企業(yè)（除了城建檔案館之外）可以將自身的BIM相關(guān)數(shù)據(jù)正確地上傳到BIM云平臺，不考慮實行的復(fù)雜性的時，大概的步驟流程如下：

（1）研究出BIM云平臺的最優(yōu)接口，即研究通過哪個數(shù)據(jù)類型接口可以傳輸?shù)奈臋n類型是最多的，同時出錯又是最少的。

（2）研究城建檔案館自身管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出類型。

（3）通過實驗或者理論比較分析檔案館管理系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)能否通過最優(yōu)輸入口與BIM云平臺對接，如果可以就直接以此數(shù)據(jù)類型進(jìn)行對接，如果不行就要開發(fā)第三方數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換平臺進(jìn)行連接，同時需要不斷進(jìn)行實驗以驗證此平臺的可行性。

上述流程是相互的，適用于數(shù)據(jù)在城建檔案館管理系統(tǒng)和BIM云平臺之間的傳遞。實現(xiàn)BIM云平臺與城建檔案館現(xiàn)有平臺的高度整合首先要解決接口問題，同時要考慮到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型和安全性問題。

4 案例展示

下面以某一建筑項目為例，用BIM 360 Docs進(jìn)行展示。BIM 360 Docs系統(tǒng)支持網(wǎng)頁端、移動端、iPAD端實時同步并進(jìn)行在線和離線訪問。把模型及相關(guān)的文件上傳到BIM 360 Docs后，在平臺上通過超鏈接的方式可將文件與模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)對模型文件的瀏覽、查閱和管理，具體如圖1。

可用于任意項目文檔、包括設(shè)計數(shù)據(jù)和所有其它文檔類型，包括照片、報告、明細(xì)表、預(yù)算、要求文檔等。此外，還可以對文件進(jìn)行分層管理，創(chuàng)建項目的分部分項工程的文件夾;可以重命名和移動文件夾，接受通知并訪問項目交付日志。

項目管理員可根據(jù)具體的工程需求上傳相關(guān)項目文件。

邀請成員加入活動項目，在成員被邀請參加該項目之后，項目管理員隨后可將成員按角色，公司或成員添加到文件夾中。BIM 360 Docs一共分配五個權(quán)限級別，項目管理員對成員設(shè)置訪問權(quán)限。權(quán)限允許成員查看、上傳、編輯或控制文件夾中的文檔。

5 總結(jié)

本次研究是將BIM技術(shù)融入工程信息集成中，提出了基于BIM技術(shù)的城建檔案協(xié)同管理平臺的構(gòu)想：先對平臺進(jìn)行了初步的分析，然后對平臺與城市建設(shè)檔案館現(xiàn)有系統(tǒng)的整合進(jìn)行了初步的研究，最后通過Autodesk BIM 360 Docs平臺進(jìn)行了實踐，初步試驗了基于BIM的工程資料管理效果。結(jié)果表明新的管理方式更加高效、完整、清晰。這也說明了在城建檔案管理工作中運用了BIM技術(shù)后，其管理水平可提升到智能化管理。接下來還需要解決的問題是如何根據(jù)城建檔案館的實際情況對現(xiàn)有的BIM云平臺進(jìn)一步開發(fā)，又或者如何開發(fā)出第三方平臺以實現(xiàn)現(xiàn)有BIM云平臺與城建檔案館管理系統(tǒng)的對接。

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