基于BIM技術的京雄城際鐵路四電物資管理系統與應用

邵曉威，馬西章，張平

（1.北京中鐵建電氣化設計研究院有限公司，北京 100043；2.雄安高速鐵路有限公司，河北保定 071700）

0 引言

傳統模式的鐵路四電物資管理由設計院制定紙質物資清單，經常因規格不統一、數量不準確等原因制約招標、供應、驗收等流程，極大降低管理效率。在基于Building Information Modeling（BIM）的建筑信息模型中，設計人員可先通過虛擬建造對物資編碼、數量等信息進行可視化展示，使參建各方盡早發現問題，減少施工階段不必要的返工與損失［1］。我國BIM 技術主要應用于建筑設計，中國建筑科學研究院有限公司、清華建筑設計研究院有限公司等單位已經成立BIM 中心，各公司正積極探索BIM 技術在項目中的應用，但物資管理方面的應用還處于探索階段［2］。

BIM概念最早由美國喬治亞技術學院查克·伊士曼博士提出，以三維模型為基礎，通過給各模塊添加信息數據建立起具有數字化、可視化、模擬化及高效化的建筑信息數據庫［3］。BIM 技術從多維角度集成模型信息，使業主、設計、施工、運維及用戶等都能夠了解、操作模型，從全生命周期降低施工風險，提高管理效率。

1 系統實施設計方案

將BIM 技術與鐵路四電物資管理結合，主要技術手段在于設計人員構建模型信息，通過軟件自動統計各物資分類、數量、生產廠家及應用情況。

1.1 管理流程

基于BIM 的物資管理與傳統物資管理方式的區別在于數據的共享和可視化，通過統一的BIM 工作平臺將各部門信息集中管理，避免因信息傳遞不及時造成資源浪費，有效地提升了信息傳遞效率。

基于BIM 的鐵路四電物資管理流程見圖1，以一般項目組織結構為例，展示了各部門在以BIM 平臺為中心模式下的物資管理流程。

圖1 基于BIM的鐵路四電物資管理流程

該流程以BIM 管理平臺為核心，將各部門和廠家的數據集中管理，規范了各崗位職責，使得信息的變動能夠得到及時反饋。直觀的數據表現減少了各部門工作負擔，讓管理層對各物資的流轉情況和完成度有效把控，有利于提高管理效率。

1.2 模塊搭建

施工級BIM 管理平臺實現了上述流程核心模塊，物資管理線上流程統一在物資管理模塊中實現，并以規范的數據結構兼容數據模型，充分利用其信息價值。

1.2.1 軟件架構設計

系統軟件架構設計大致可分為應用層、服務層和數據層：（1）應用層主要提供與用戶的接口，用戶可以通過操作平臺實現對數據的處理，包括編制訂單、查看進度、監督審批等；（2）服務層處理業務邏輯，實現用戶與數據庫的對接，包括WebService接口、DAL數據存取層。其中DAL層主要負責數據庫中數據的增、刪、改、查以及配置文件的讀取等基本操作。WebService 為應用層的B/S 頁面提供RESTful Web API接口服務；（3）數據層包括物資管理數據庫和配置文件，分別負責存儲數據和響應服務層的執行命令。物資模塊軟件架構見圖2。

圖2 物資模塊軟件架構

1.2.2 數據結構

物資管理模塊目錄采用樹形結構，與項目人員架構等其他模塊平級，各子模塊名稱及作用見表1。

所有表單可由Excel 模板導入或導出，權限設置由信息化管理員操作，每個人的賬號擁有對應操作權限。每個物資都有對應的二維碼，掃碼即可入庫或發料。

1.2.3 物資管理模塊與模型的關系

基于BIM 的四電物資管理模式優勢不僅在于數據的集中管理和圖表的自動生成，還可與三維模型對接，更形象化地展示當前物資使用情況。

目前Revit 軟件是國內主流BIM 三維建模軟件，通過點擊對應模型可以查看屬性列表，展示當前物資信息。在基于BIM 平臺的四電物資管理模式中，用戶可以通過B/S模式瀏覽網頁查看模型及屬性，模型屬性有對應的物資編碼、生產廠家、生產日期、安裝時間、質量管理等信息，可動態地展示當前物資的使用情況及整體物資使用進度，極大提升了物資管理的可視化程度。但由于加載三維模型所占計算機資源較大，所以對服務器和用戶電腦配置均有一定要求。

在初始模型制作過程中，通過Revit 等建模軟件給各物體添加屬性（見圖3），包括BIM 編碼、名稱、類別、用途及相應專業屬性等。

建模完成后直接整合并導入BIM 管理平臺，平臺中的三維模型會相應添加各屬性，通過修改初始模型屬性自動映射平臺模型，可以保證數據的準確性和完整性。物資信息流轉見圖4。

表1 物資管理模塊各子模塊功能

圖3 Revit建模圖

圖4 物資信息流轉

2 系統應用

以京雄城際鐵路項目為例，介紹實際工作中物資管理及BIM 平臺搭建情況。從初始建模階段到竣工驗收階段，具體步驟如下：

（1）設計階段。首先由建模人員分專業建立模型族，如機柜柜體、電源、配線架等模型元素；由專業經理指導、監督初次整合模型，整合后的模型應能反映該模型實際外觀，如防災機柜、UPS電源機柜等；分區間或車站整合各專業模型，如黃村站通信專業模型（見圖5）；整合所有專業模型并鏈接至BIM 管理平臺，如黃村信號樓整合模型（見圖6）。

圖5 黃村站通信專業模型（Revit）

圖6 黃村信號樓整合模型（BIM管理平臺）

（2）施工建設階段。由物資部負責人錄入對應物資供應商信息，工程部發起需求，工區負責人管理、使用物資時導入對應表單，平臺自動更新物資信息，管理駕駛艙自動更新完成百分比、現場監控等數據（見圖7、圖8）。

圖7 管理駕駛艙

圖8 倉庫物資清單

（3）竣工驗收階段。給建設單位提交竣工驗收模型，對工程工期、物資消耗、造價管理等進行整體評估。

實踐表明，基于BIM 的四電物資管理系統有效提升了信息傳遞的及時性和準確性，極大地減輕了人員的工作負擔和風險，BIM技術將對鐵路物資管理產生積極影響。

3 結束語

鐵路四電施工物資相關信息的數據庫能夠將物資管理從傳統的線下紙質信息流轉轉為線上網絡管理，實現統一管理物資從編碼、采購、進場、出庫、安裝等環節，對施工現場物資進行管控；實現鐵路四電物資全過程追溯查詢。通過平臺進行物資管理信息共享，提高項目物資管理人員的工作效率，提高物資管理的效率和質量，正逐漸影響建筑、鐵路等行業的管理理念，必將成為未來主流的管理模式。