基于BIM的水工工程項目進度管理系統設計與應用

夏曉露 柴國威 廖健雄

摘 要：水工工程項目一般規模較大、工期較長，具有很強的系統性和綜合性，開展該類項目需要投入大量的人員、設備、資金。若因工期控制失利，項目進度延誤，必然導致人力物力的損失，嚴重時造成巨大的經濟賠償，因此，進度計劃通常作為一項工程的首要控制目標。但項目往往因外部或內部因素導致計劃趕不上變化，如何盡量避免外部和內部因素的影響提高項目進度管理的效率是研究的重點。本篇文章結合廣州港南沙港區四期水工土建工程的項目管理模式進行分析研究，提出基于BIM技術的水工工程項目進度管理系統設計與應用，提高項目進度管理的效率。

關鍵詞：水工工程;進度管理系統;BIM

中圖分類號：U612? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2020）11-0077-03

項目進度計劃是表達項目中各項工作的開展順序、開始及完成時間的相互銜接關系的計劃[1]。進度計劃是進度控制和管理的依據，通過編制有效的進度計劃，可以將項目實施統一成一個整體。進度控制是指在約定的建設工期內，根據進度計劃，對實際的進度進行檢查、分析與調整的過程。

影響工程進度的因素分為外部因素和內部因素，外部因素主要是自然、社會、資源供應等方面因素，內部因素主要發生在業主方、設計方、監理方、施工方的管理組織、工程手續、圖紙繪制能力、施工組織、施工方案、質量安全管理等方面。對于一個項目進度來說內部因素比外部因素更可控，但項目體量大、工程復雜、參建人員多等方面又導致項目進度管理存在一定的局限性。BIM具有一體化性，可以將參建人員有效整合起來，打通信息脈絡，且BIM的可視化可將工程模型與項目計劃結合，可視化的數據有助于管理人員掌握項目的進度，提高項目管理效率。

本文章通過對廣州港南沙港區四期水工土建工程進行分析研究。該工程是粵港澳大灣區首個新建的大型自動化集裝箱碼頭項目，對探索智慧港口建設，增強灣區內臨港產業互聯互通、提升珠三角港口群綜合競爭力具有重要意義。項目工期緊任務重，建設要求高，為了更好地開展項目進度管理，采用基于BIM的進度管理系統實現工程的提質增效。

1 系統平臺概況

基于BIM的水工工程項目進度管理系統是一款以BIM模型為基礎的工程進度可視化管理平臺。整合工程模型、項目產值、設施設備、現場人員、項目工期等信息，形成工程監控中心，全面展示項目現場真實情況。結合BIM模型與項目進度計劃甘特圖進行項目計劃與進度管理。構建模型在線瀏覽器，實現模型輕量化瀏覽，通過二維碼技術，進行構件基礎信息及構件施工記錄展示。搭建項目資料云盤，自動歸檔，利于施工資料管理。

2 系統設計

結合對系統的整體分析，系統設計采用多層體系結構，從層次結構上分為數據層、平臺層和應用層，如圖1所示。

2.1數據層

主要實現對三維模型、正射影像、視頻、施工現場記錄、工程進度信息等相關數據的存儲和管理，是平臺的信息集散中心從數據體量和實施成本綜合考慮，采用Mysql數據庫作為本系統的數據庫管理系統。

2.2平臺層

連接數據層和應用層，提供專業化的軟件功能服務，提供通用的接口讓前端應用層調用，使得應用層的設計開發無需關注架構或底層所發生的變化，降低系統的耦合性，便于系統功能的擴展和版本迭代。

2.3應用層

基于Web瀏覽器，依據規范標準，結合系統集成技術、BIM技術等理論方法，利用平臺層提供的技術，實現系統與用戶之間的交互。

3 系統功能與實現

系統根據功能需求主要設計開發了5大模塊：

3.1項目監控中心

分為兩個主要的模塊，分別是項目簡介和功效分析。項目簡介是在一個界面中通過可視化的模型與報表同時展示項目計劃工期、工程實際進度、項目產值、現場人員投入、項目里程碑進度以及建設構件模型等信息。由此，工程管理人員能夠全面地了解項目情況，從而更好地管理項目。

功效分析是對設備使用、項目施工，如淤泥攪拌樁、混凝土生產、鋼板樁、回填砂/卸載等的效能進行分析。該模塊通過設定基準工程量，統計實際工程量并進行對比。當實際工程量大于基準工程量時，即為高效能，否則為低效能。通過統計一段時間內高效能與低效能天數可以判斷該設備或工藝整體的功效情況。若整體的功效較差，則需要考慮調整基準工程量或增加人力或設備的投入;若整體的功效較優，則可考慮增加工程量或減少人員與設備的投入。該模塊即通過對設備和工藝效能的大數據分析，來控制與調整工程進度。如圖3。

3.2項目計劃與進度管理模塊

項目計劃與進度管理模塊分為數據駕駛艙、進度管理兩個部分。數據駕駛艙集形象進度、任務分解、總覽報表、關鍵任務及里程碑等模塊于一身，可便捷、快速瀏覽項目情況，便于快速察覺項目問題所在;數據駕駛艙主要是適用于數據的查看，不設增刪補功能。其中，形象進度模塊展示的是項目總體的進度情況，并且該模塊還可通過不同顏色的色塊快速了解項目完成與滯后情況，當項目已完成時標注為綠色、項目處于正常進度時標注為黃色、項目處于滯后狀態標注為紅色、項目未開展標注為灰色。

進度管理模塊主要作用是對進度計劃進行“增刪補”，該模塊編制了項目總體的計劃及分部分項工程計劃，計劃相關對象由大到小，內容從粗略到細致、從總體到局部，逐層分解計劃。且該模塊支持功能project計劃導入，在錄入每周工程量的基礎上，自動統計單位工程、項目的完成百分比，根據已完成的工程進度情況，預測工程進度及工期。該模塊還可進行施工模擬仿真，即對應進度計劃，系統可以展示該計劃段工程建設模型情況，幫助施工人員更高效直觀地了解施工情況。

3.3項目模型與構件信息管理

該模塊是利用BIM的可視化特性輔助項目的管理，工程人員可在該模塊查看工程模型以及構件的屬性信息，較傳統的二維設計圖紙而言該模塊展示了更直觀的設計效果，解決因工程人員對二維圖紙的識圖困難以及識圖偏差導致工程進度受影響的問題。模型管理模塊可基于網頁端實現主流BIM模型的輕量化瀏覽，按單位分部分項工程劃分查看模型、剖切、屬性與材質，并可在模型上進行測量、第一視角漫游和批注。

構件信息查詢采用二維碼進行管理。一個模型構件生成一個不可變化的二維碼，用戶可在手機端掃碼查看構件的模型以及基本屬性信息、施工資料信息等。該模塊通過模型屬性進行分類，并通過樹形視圖進行展示，方便二維碼的管理與操作，且支持打印。

3.4項目資料管理模塊

項目資料管理模塊包括項目云盤、樁信息表、沉樁記錄、樁報驗表。其中項目云盤通過模型屬性自動形成云盤樹形管理框架，施工資料均是通過分部分項劃分自動存到相應的文件夾中。此外，支持自行上傳文件、修改文件夾名稱、權限設置、文件下載。當模型變更時，新增模型分部分項工程，通過初始化自動增加相應的文件夾，本操作不涉及刪除。如變更過程中，遇到刪除模型，則初始化不會把相應的文件夾刪除，由管理員根據需要手動刪除，確保項目資料的安全。

3.5項目綜合辦公模塊

項目綜合辦公模塊主要用于參建單位、參與人員、設備信息、產值等內容的管理，提供初始化設置。可以在該模塊查詢負責單位/人以及對應的負責模塊，便于找到問題的責任人;可以查詢投入使用的設備信息，如設備所屬、規格型號、數量、進退場時間，方便設備的使用與管理。

4 結論

本文以廣州港南沙港區四期水工土建工程項目為例，設計基于BIM的水工工程項目進度管理系統。系統包括5個主要的功能模塊，可視化地展示了工程項目計劃進度與模型，有助于工程人員開展項目監控、進度管理、資料歸檔、綜合辦公管理等工作。

參考文獻：

[1] 王軍升. 大型水工工程項目進度計劃與控制研究[D]. 山東：中國海洋大學，2009. 4.