建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新路徑探索

摘要：人工智能等數(shù)字技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，不斷影響著建設(shè)工程管理和檔案管理等領(lǐng)域的運(yùn)行、服務(wù)方式，也為建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新帶來了契機(jī)。論文研究并探討以“一模到底”為邏輯起點(diǎn)、“貫穿全程”為邏輯支撐、“虛實(shí)映射”為邏輯核心、“資源開發(fā)”為邏輯終點(diǎn)的建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新發(fā)展思路，探索建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新實(shí)施路徑，以期更好地賦能建設(shè)工程檔案管理與服務(wù)轉(zhuǎn)型。

關(guān)鍵詞：建設(shè)工程檔案 檔案智能化 BIM GIS

建設(shè)工程檔案是城鄉(xiāng)規(guī)劃、建設(shè)、管理等活動(dòng)中形成并歸檔的技術(shù)文件與材料的統(tǒng)稱，[1]是通過各種文字、圖表、聲像等形式對(duì)人類工程建設(shè)相關(guān)的自然面貌、建（構(gòu)）筑物、地上與地下設(shè)施的真實(shí)反映和記錄。近年來，作為世界上最大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資國(guó)之一，我國(guó)進(jìn)行了持續(xù)的、大規(guī)模的公共交通運(yùn)輸設(shè)施建設(shè)、城鄉(xiāng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和以信息網(wǎng)絡(luò)為代表的新型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)，在提升交通運(yùn)輸效率、推進(jìn)城鄉(xiāng)一體化發(fā)展、促進(jìn)社會(huì)信息化轉(zhuǎn)型等方面取得了舉世矚目的發(fā)展成就。伴隨著以上各類項(xiàng)目的建設(shè)，海量的建設(shè)工程檔案隨之產(chǎn)生。如何實(shí)現(xiàn)形態(tài)多樣、數(shù)量繁雜的建設(shè)工程檔案收集、管理和應(yīng)用，成為當(dāng)前建設(shè)工程單位和檔案管理單位亟須解決的重要問題。

一、當(dāng)前建設(shè)工程檔案智能化發(fā)展現(xiàn)狀

檔案智能化創(chuàng)新是指將強(qiáng)大的數(shù)字技術(shù)與檔案管理工作深度融合，通過立體多元的精準(zhǔn)服務(wù)，以便捷的智慧應(yīng)用為載體，以高效的數(shù)據(jù)治理為依托，實(shí)現(xiàn)檔案的收集、整理、保管、利用等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的全面優(yōu)化和智慧化。[2]近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，空天地一體化測(cè)繪技術(shù)、三維建筑信息模型（BIM）技術(shù)等在建設(shè)工程檔案信息歸集、管理和應(yīng)用方面得到了廣泛的認(rèn)可。推動(dòng)建設(shè)工程檔案由“數(shù)字化”向更科學(xué)、更智能、更精細(xì)的“智慧化”邁進(jìn)是當(dāng)前建設(shè)工程檔案發(fā)展的重要方向。例如，杭州市城市建設(shè)檔案館擬聯(lián)合浙江省政務(wù)服務(wù)網(wǎng)一體化平臺(tái)“浙里辦”APP，基于BIM模型逐步建立智慧檔案服務(wù)框架，提供全平臺(tái)專題檔案查詢，實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程檔案智慧化管理與共享。[3]珠海市嘗試打造智慧城建檔案館，集合BIM、GIS等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，圍繞城建檔案收集、管理、服務(wù)等三大核心，開展智慧化應(yīng)用新嘗試，初步實(shí)現(xiàn)了城建檔案對(duì)城市規(guī)劃、城市建設(shè)、城市管理等過程的資源整合，并為智慧城市建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。[4]

二、建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新的時(shí)代價(jià)值

數(shù)字化轉(zhuǎn)型時(shí)代，城市建設(shè)檔案館及相關(guān)單位可依托GIS、BIM等技術(shù)，大幅提升建設(shè)工程檔案的數(shù)據(jù)開放性，為數(shù)字孿生城市建設(shè)打造數(shù)字底座；依托BIM模型開放接口不斷提升數(shù)據(jù)互通性，深度融入國(guó)家智慧政務(wù)平臺(tái)開發(fā)；依托AI技術(shù)提升數(shù)據(jù)應(yīng)用的智慧性，與當(dāng)前建設(shè)工程行業(yè)智慧化轉(zhuǎn)型發(fā)展同向而行。

（一）為數(shù)字孿生城市提供數(shù)據(jù)支撐

2023年2月，中共中央、國(guó)務(wù)院發(fā)布的《數(shù)字中國(guó)建設(shè)整體布局規(guī)劃》將“智慧城市”“數(shù)字孿生城市”明確為新型城市治理模式，是未來“城市大腦”演進(jìn)發(fā)展的方向和核心要義。數(shù)字孿生城市與智慧城市相比，更加注重單體建筑等全實(shí)體要素的數(shù)字化表達(dá)和全生命周期歷史數(shù)據(jù)的融合，不僅需要借助物聯(lián)網(wǎng)、AI等技術(shù)來重塑城市的虛擬應(yīng)用場(chǎng)景，更需要對(duì)城市建設(shè)工程檔案信息通過GIS、BIM等多元技術(shù)進(jìn)行賦能，以此來實(shí)現(xiàn)城市虛擬空間的可視再現(xiàn)、動(dòng)態(tài)感知、智能仿真和模擬推演等功能。數(shù)字孿生城市的數(shù)字底座亟須建設(shè)工程檔案提供高效、完整、精細(xì)的信息和數(shù)據(jù)支持。

（二）為智慧政務(wù)平臺(tái)推行提供有力支持

2023年7月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《政務(wù)服務(wù)電子文件歸檔和電子檔案管理辦法》，旨在推動(dòng)政務(wù)服務(wù)電子文件全流程電子化管理。[5]建設(shè)工程檔案是我國(guó)城鄉(xiāng)建設(shè)各類活動(dòng)的真實(shí)記錄和重要成果，由各地城建檔案管理部門實(shí)行“一項(xiàng)目一檔案”統(tǒng)一管理。為進(jìn)一步完善建設(shè)工程檔案收集、整理流程，提升工程建設(shè)項(xiàng)目審批服務(wù)水平，持續(xù)優(yōu)化營(yíng)商環(huán)境，各地城建檔案館積極探索將電子圖紙、三維模型、VR聲像等多形態(tài)的檔案文件接收、驗(yàn)收和管理服務(wù)融入智慧政務(wù)平臺(tái)，嘗試實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程檔案的“前端控制”和“分段驗(yàn)收”，為各地區(qū)推行智慧政務(wù)、優(yōu)化營(yíng)商環(huán)境助力。

（三）與建設(shè)行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展同向而行

長(zhǎng)期以來，以勞動(dòng)密集型、粗放式發(fā)展為特征的傳統(tǒng)建筑業(yè)正面臨從業(yè)人數(shù)持續(xù)下降、高能耗、低產(chǎn)出等問題所帶來的巨大挑戰(zhàn)。為此，在建設(shè)工程行業(yè)推廣數(shù)字化技術(shù)、改革施工現(xiàn)場(chǎng)各要素管理模式，成為建設(shè)行業(yè)發(fā)展的必由之路。近年來，隨著數(shù)字化技術(shù)在建設(shè)工程項(xiàng)目中的推廣和應(yīng)用，已逐漸形成一條以BIM應(yīng)用為基礎(chǔ)，將數(shù)字孿生技術(shù)融入建筑生命全周期的數(shù)字化轉(zhuǎn)型路線。該技術(shù)路線與建設(shè)工程檔案智慧化轉(zhuǎn)型的方式方法相輔相成。如BIM、GIS、VR等多元數(shù)字化交互技術(shù)不僅可以為建設(shè)工程項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)、構(gòu)件生產(chǎn)、施工管理等環(huán)節(jié)提供可視化的管理和決策支持，還有助于快速提取指定信息，精準(zhǔn)生成建設(shè)工程檔案，為建筑的運(yùn)營(yíng)維護(hù)、再生利用提供數(shù)據(jù)支持。從實(shí)踐意義上說，建設(shè)工程檔案的智能化創(chuàng)新與建設(shè)行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型將相互成就、同向而行。

三、建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新的邏輯理路

建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新過程也是數(shù)字技術(shù)和檔案管理之間不斷交互與迭代的過程，該過程深度聚焦建設(shè)工程檔案的“收、管、存、用”等環(huán)節(jié)，主要通過數(shù)字技術(shù)改進(jìn)檔案?jìng)鬟f方式并支撐檔案全生命周期管理，以虛實(shí)映射和智慧開發(fā)等方式實(shí)現(xiàn)檔案保存與應(yīng)用創(chuàng)新。

（一）邏輯起點(diǎn)：改進(jìn)檔案交接與傳遞方式

在數(shù)字化“一模到底”理念指導(dǎo)下，建設(shè)工程設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)廣泛引入BIM、GIS和VR等數(shù)字技術(shù)，構(gòu)建以BIM模型為數(shù)據(jù)載體的數(shù)字孿生底座，豐富了建設(shè)工程檔案的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使建設(shè)工程檔案具備了易集成、便互聯(lián)的新特征。如基于區(qū)塊鏈、云計(jì)算技術(shù)的電子簽章核驗(yàn)技術(shù)和基于BIM的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)推廣使用以后，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)檔案移交工作中的不足，為檔案數(shù)據(jù)的跨行業(yè)交接與傳遞提供了新的技術(shù)支撐和安全保障，為后續(xù)建設(shè)工程檔案的檢索、傳遞等工作的智能化升級(jí)打下了基礎(chǔ)。[6]當(dāng)前，北京市城建檔案館通過多部門協(xié)同配合，建成了具備在線接收、自動(dòng)歸檔、靈活擴(kuò)展等智能化管理功能的數(shù)字檔案室，開拓了建設(shè)工程電子檔案移交進(jìn)館新模式。[7]

（二）邏輯支撐：貫穿項(xiàng)目建設(shè)與管理全程

建設(shè)工程檔案是工程施工全過程的真實(shí)記錄，具有記錄周期長(zhǎng)、涉及部門多、記錄內(nèi)容繁雜的特點(diǎn)，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的成功交付和后期維護(hù)至關(guān)重要。因此，建設(shè)工程檔案歸集與整理對(duì)工程項(xiàng)目建設(shè)的過程控制與后期管理起著關(guān)鍵作用。隨著工程建設(shè)領(lǐng)域積極地推行數(shù)字化轉(zhuǎn)型，各工程單位不僅將設(shè)計(jì)、造價(jià)、施工、質(zhì)檢等復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行數(shù)字化集成，還將設(shè)計(jì)圖紙、合同文件、施工計(jì)劃、工程清單、施工記錄等覆蓋工程全生命周期的檔案文件進(jìn)行數(shù)字化、規(guī)范化管理，推進(jìn)了建設(shè)工程原生檔案全生命周期內(nèi)的高效提取和高質(zhì)量匯編。

（三）邏輯核心：映射物理實(shí)體與虛擬現(xiàn)實(shí)

以往工作中，受限于技術(shù)條件，建設(shè)工程檔案主要通過表格、文本、報(bào)告和圖紙等方式進(jìn)行記錄，無法對(duì)建設(shè)工程項(xiàng)目進(jìn)行高精數(shù)字化還原與重構(gòu)。而隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，以BIM、VR為代表的新技術(shù)、新方法可以通過檔案資料，實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程實(shí)體在數(shù)字世界的復(fù)刻、融合與延展，通過語義分析、數(shù)據(jù)分析等手段在虛擬場(chǎng)景中模擬展示建筑物的屬性、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和力學(xué)行為。[8]這種映射建筑實(shí)體到虛擬現(xiàn)實(shí)的方法和過程，為建設(shè)工程的智能化設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)維提供了新的解決方案，也為建設(shè)工程項(xiàng)目的“工完檔清”“智慧編研”提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，可以說是建設(shè)工程檔案數(shù)字化創(chuàng)新的邏輯核心。

（四）邏輯終點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)檔案資源開發(fā)智慧化

建設(shè)工程檔案既是各類建設(shè)項(xiàng)目的歷史記錄，也是項(xiàng)目投產(chǎn)后運(yùn)行、維修、管理、改擴(kuò)建等工作的重要依據(jù)。一方面，建設(shè)單位可以借助多元數(shù)字化檔案資料和AI技術(shù)開展專項(xiàng)專題研究，深度挖掘建設(shè)工程檔案信息資源，以進(jìn)一步提升檔案資源價(jià)值、實(shí)現(xiàn)檔案服務(wù)智慧化。例如2024年5月，河南大學(xué)大禮堂在修繕過程中不慎發(fā)生火災(zāi)，令人扼腕的同時(shí)，已有不少學(xué)者提出基于AI技術(shù)和數(shù)字化檔案，指導(dǎo)該建筑的修復(fù)和還原。另一方面，各地城建檔案館可以借助建設(shè)工程檔案創(chuàng)新推進(jìn)全國(guó)城建檔案智慧化建設(shè)，通過多元數(shù)字化協(xié)同，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)檔案物聯(lián)感知、數(shù)據(jù)智能檢索、歸檔數(shù)據(jù)可視化、信息互聯(lián)共享、泛在智慧服務(wù)等功能。

四、建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新的推進(jìn)路徑

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，建設(shè)工程檔案智能化意義重大。結(jié)合建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新的邏輯理路，要實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程檔案管理的高質(zhì)量發(fā)展，需要從以下四個(gè)方面持續(xù)發(fā)力。

（一）規(guī)范檔案標(biāo)準(zhǔn)體系，優(yōu)化檔案接收流程

標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是實(shí)施建設(shè)工程檔案智能化創(chuàng)新的制度支撐和基本依據(jù)，科學(xué)和規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)體系可以高效支撐建設(shè)工程檔案數(shù)字化系統(tǒng)的研發(fā)和集成、檔案信息治理和應(yīng)用、服務(wù)場(chǎng)景設(shè)計(jì)與構(gòu)建等。為此，對(duì)于檔案標(biāo)準(zhǔn)體系，可以考慮按照分層分類的方式進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃。一是在類型上可以從基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用模型標(biāo)準(zhǔn)、網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)維保障標(biāo)準(zhǔn)等方面進(jìn)行細(xì)化。[9]二是進(jìn)一步完善國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和城建檔案館標(biāo)準(zhǔn)等四個(gè)層面的標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。[10]在檔案驗(yàn)收與接收流程方面，各地城建檔案館可以在標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)基礎(chǔ)上進(jìn)一步健全歸檔工作機(jī)制，創(chuàng)新實(shí)施檔案分段驗(yàn)收等工作，如湖南省數(shù)字城建檔案館通過明確建筑工程立項(xiàng)、規(guī)劃、勘察設(shè)計(jì)、施工和竣工驗(yàn)收等階段性材料歸檔標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步發(fā)揮大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，初步實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的建設(shè)工程檔案分段驗(yàn)收與收集。[11]

（二）強(qiáng)化信息系統(tǒng)建設(shè)，促進(jìn)管理模式創(chuàng)新

要充分發(fā)揮建設(shè)工程檔案的作用，就需要結(jié)合建設(shè)工程檔案的特有屬性，分析其數(shù)據(jù)內(nèi)容、結(jié)構(gòu)、形態(tài)等關(guān)鍵要素，打造貫穿工程項(xiàng)目管理全生命周期與建設(shè)工程檔案“收、管、存、用”全過程的智慧化檔案管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)要充分借助大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，開展多態(tài)數(shù)據(jù)組織與分析，對(duì)分散、復(fù)雜的建設(shè)工程檔案數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)、聚類、調(diào)用和存儲(chǔ)，更好地適應(yīng)多元服務(wù)場(chǎng)景，推動(dòng)建設(shè)工程檔案管理模式創(chuàng)新。例如，基于可擴(kuò)展置標(biāo)語言（XML）設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)建設(shè)工程檔案文本的精細(xì)化、語義化、關(guān)聯(lián)化整理，[12]形成建設(shè)工程檔案文本通用數(shù)據(jù)交換格式及其規(guī)范化標(biāo)注方案，有助于建設(shè)工程檔案數(shù)據(jù)的多維度、超文本關(guān)聯(lián)呈現(xiàn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)開放互聯(lián)的建設(shè)工程檔案數(shù)據(jù)整理與服務(wù)體系。[13-14]北京大興機(jī)場(chǎng)等項(xiàng)目將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式、電子簽名、封裝備份等進(jìn)行統(tǒng)一和整合，以清單編碼為元數(shù)據(jù)，以整體工程進(jìn)度管理為主線，通過語義化對(duì)接BIM等平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)檔案管理的智慧聯(lián)通。[15]

（三）提升便民服務(wù)水平，保障資源利用效能

建設(shè)工程檔案客觀記錄和映射了各類建筑設(shè)施的真實(shí)狀況，在城市建設(shè)和居民生活中具有較高的使用價(jià)值。各級(jí)城建檔案館應(yīng)不斷強(qiáng)化檔案相關(guān)硬件建設(shè)，加強(qiáng)大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)在智慧檔案館建設(shè)中的應(yīng)用，以軟硬件升級(jí)推進(jìn)檔案服務(wù)水平升級(jí)。在資源共享與服務(wù)層面，各級(jí)城建檔案館應(yīng)通過探索“線上與線下”“實(shí)體與孿生”一體化的檔案信息共享服務(wù)，為自然災(zāi)害、工程安全事故處置等工作提供信息保障服務(wù)，向居民提供房屋裝修、小區(qū)電梯加裝等項(xiàng)目審批的檔案查詢服務(wù)，提升建設(shè)工程檔案資源利用效能。例如，溫州市城建檔案館與不動(dòng)產(chǎn)中心共同開發(fā)的“城建檔案查詢”系統(tǒng)已在“浙里辦”上線試運(yùn)行，市民僅需通過身份認(rèn)證后即可查詢個(gè)人房產(chǎn)相關(guān)的建筑總平面圖、建筑及結(jié)構(gòu)竣工圖等。

（四）深度挖掘建設(shè)工程檔案價(jià)值，創(chuàng)新檔案資源開發(fā)方式

建設(shè)工程歷史檔案多為紙質(zhì)材料，且保管較為分散，信息提取較難，這就使得跨地區(qū)、跨部門、跨層級(jí)的資源共享較為困難，不利于檔案信息的深度挖掘和加工利用，更難以發(fā)揮建設(shè)工程檔案在智慧城市治理等工作中的支撐作用。隨著建設(shè)工程檔案領(lǐng)域多元數(shù)字化協(xié)同發(fā)展，GIS、BIM、VR與AR技術(shù)的融合已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)建筑信息的虛擬仿真，知識(shí)圖譜以及大語言模型能夠借助算法分析深挖檔案信息資源的潛在價(jià)值，為檔案資源開發(fā)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。如今Open Al發(fā)布的Sora大模型已經(jīng)能夠根據(jù)提示語生成圖片與視頻，有助于對(duì)現(xiàn)有檔案資源進(jìn)行智能化處理，實(shí)現(xiàn)視頻自動(dòng)生成，增強(qiáng)用戶視覺體驗(yàn)。例如，德州市城建檔案館積極開展檔案資源開發(fā)，展現(xiàn)城市歷史文化和城鄉(xiāng)建設(shè)成就，將城市珍貴照片融入利用BIM與VR制作的三維模型，開發(fā)出了城市影像專題片等資源。[16]上海市檔案館設(shè)計(jì)研發(fā)的數(shù)字人文應(yīng)用平臺(tái)“跟著檔案觀上海”于2023年6月上線運(yùn)行，該平臺(tái)利用人工智能、知識(shí)圖譜、人機(jī)交互、BIM和VR等技術(shù)，將檔案知識(shí)圖譜和虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合，作為“城市記憶”的微縮景觀向社會(huì)開放，打造出獨(dú)具特色的檔案文化教育基地。

數(shù)字化技術(shù)一方面大幅提升了建設(shè)工程的設(shè)計(jì)、管理水平，另一方面也在不斷優(yōu)化建設(shè)工程檔案管理的工作模式和工作方法。通過建立規(guī)范的建設(shè)工程檔案標(biāo)準(zhǔn)體系、科學(xué)的管理體系、虛實(shí)映射的調(diào)用體系和智能化的資源開發(fā)體系，進(jìn)一步形成建設(shè)工程檔案智慧化創(chuàng)新的有機(jī)結(jié)合體，可以有效推進(jìn)我國(guó)數(shù)字孿生城市建設(shè)、智慧政務(wù)建設(shè)以及智能建造轉(zhuǎn)型，為未來的建設(shè)工程檔案管理帶來更多的發(fā)展機(jī)遇。

*本文系2023年河南省檔案科技項(xiàng)目計(jì)劃“基于VR與BIM技術(shù)的建筑工程檔案管理優(yōu)化策略研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2023-X-003）的階段性研究成果。

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作者單位：1.成都理工大學(xué)

2.河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

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