BIM技术在轨道交通工程造价上的应用 BIM技术在轨道交通工程造价上的应用
□ 上海东华建设造价咨询有限公司 张春丽
摘要：根据美国CIFE统计，BIM技术的应用可消除40%的预算外变更、合同造价可降低10%。在国内，BIM技术与造价的结合，涉及到软件的改善，传统算量软件加入BIM模块或在BIM上开发算量软件。本文以BIM技术在轨道交通项目中控制各个阶段的造价成本，论述目前BIM技术的状况和在造价方面的价值。
关键词：BIM；轨道交通；管理；造价
1、引言
2008年，美国斯坦福大学综合设施工程中心（Center for Integrated Facility Engineering，CIFE）对美国32个建筑类项目BIM应用效果进行统计，发现BIM技术的应用可消除40%的预算外变更、造价估算时间可缩短80%、合同造价可降低10%、项目工期缩短7%以上。美国McGraw-Hill Construction公司的调研结果，美国建筑行业BIM的使用比例由2007年的28%快速增长到2009年的49%直至2012年这个比值已升至71%，近2/3的承包商开始推行BIM，70%的建筑工程师和67%的电气工程师已经开始使用BIM。预计到2020年，美国工程建设行业BIM应用可使工程成本每年节约2000亿美元。美国和英国的相应研究都认为BIM在项目全生命内的真正实施可以减少项目30%-35%的建设成本。
在国内，BIM技术在建筑行业的应用也已经越来越广泛，这几年随着越来越多的项目开始尝试和投入BIM技术应用和相关的开发，目前已经有不少较为成熟的BIM技术应用点已经可以真正为项目建设的各个阶段进行服务。本文以BIM技术在轨道交通项目中控制各个阶段的造价成本，来论述目前BIM技术的状况和在造价方面的价值。
2、传统算量软件的问题
图1 上海某轨交站示意图
轨道交通项目是一个十分复杂，与周边环境因素需要紧密结合的项目，当中需要成本控制的需求也是十分高的。从各专业的招投标阶段到施工阶段到最后竣工运维阶段，每个阶段都会伴随着各种变更、方案修改、施工工艺、图纸出图速度等各种不稳定因素，导致无法快速准确的把控住整个项目实施的成本，经常会出现由于资料信息图纸更新速度不及时，负责造价预算的人很难快速的统计出目前准确的成本信息，工作量巨大，成效总是一般。（图1）
传统的算量软件通过专业的预算人员配合，直接利用图纸来提取需要的工程量数据。但是算量软件本身的作用主要体现在建筑单体单专业上，如果以地铁项目这种多单体，多进程的项目管理需要来看，显然不够。并且，到了施工阶段，每周的进度控制和成本控制是需要一起进行的，传统的算量软件虽然可以利用各种统计功能，如条件勾选、范围框选等操作进行工程量抽取工作，但是仍然需要花费较大的精力进行人工操作。显然这样的模式还是无法达到轨道交通项目这种多单体，多进程的成本管理需求。
3、BIM技术与造价软件
近几年，由于BIM技术的引进，现在对于轨道交通项目造价成本控制的工作了很大的改观。BIM技术的核心在于所有的数据来源于模型。现有的工程量统计是依据二维CAD设计图纸进行的，设计人员根据图纸直接测算或者在造价软件中重新建模后再进行统计，工程量统计工作效率低，人工成本高，容易出现差错，且设计方案调整时，工程量往往需要重新计算，统计滞后。利用BIM技术，通过专业的预算人员配合，将分部分项描述加入到模型中后，就可以直接利用模型来提取需要的工程量数据，且结果可随模型的更改而变化，减少变更工作量。
对于BIM与造价软件的结合，目前有二种模式：
（1）传统算量软件加入BIM模块
通过对原先单体应用的算量软件进行再次开发，将各专业、各单体的模型数据，通过平台的整合后，可以结合施工进度、造价信息结合，达到动态综合的管理效果。（图2）
图2 传统算量软件+BIM
首先，通过传统的方法，将各专业、各单体的算量模型进行建模，结合分部分项清单列项和描述，将清单项输入到模型构件中，通过计算，得到基本的清单工程量。同时平台端创建具体的项目基本信息，用于收纳和归类这些单体工程文件。接下来在平台端设置参与人员的级别和权限，用于管理控制平台使用时的安全性和保密性，通过不同角色对应的功能，将施工进度计划录入到平台中，等模型上传完毕后，通过将进度计划和模型构件进行一个对应链接的操作，就可以达到4D的工程量管理效果。如果单体建模时，再将综合单价信息录入到构件中，就可以在平台端达到5D的成本管理效果。通过在平台菜单选项中勾选需要提取的单体和专业，再选择需要统计的计划时间段，就可以批量统计出所选内容的对应工程量和造价信息。通过最终出现的清单报表，来做具体的成本管理方面的工作。
目前，造价行业上的成本管理软件，其基本模式都是如此，由于软件商不同，具体的功能方式可能有所区别，但是总的思路基本一致。但是这样的模式缺点就是成本管控这块的工作，必须由专门的专业软件来做，用于其他阶段BIM应用的模型则需要重新建立。目前BIM行业受制于软件开发还未达到很完美的阶段，所以目前一般会采用这样的模式来进行管理。
（2）在BIM上开发算量软件
企业主要利用revit平台进行算量软件的开发。其优势在于，模型只需要建立一次，既可以用于其他阶段的BIM应用，也可以在成本造价方面达到像传统算量软件那样的功能需求，相信在经过一段时间的实践和优化，就会以成熟的姿态出现在BIM市场。
4、BIM技术的应用障碍
设计BIM模型在造价BIM模型中应用障碍主要存在以下问题：
(1) 工程量计算规则不统一；
(2) 软件与清单规范优先级别不统一；
(3) 施工过程产生的成本模型在设计模型中没有体现；
(4) 设计简化表示的构件在成本BIM模型没有体现；
(5) 造价需要区分的做法设计BIM模型没有区分；
(6) 设计BIM模型软件与造价软件计算方式有差异。
为了解决以上问题，我们需要重新建立BIM环境——建模与算量标准一致；建立BIM软件标准——构件和编码标准一致；统一规则——使计算规则一致；统一流程：使工作流程标准一致。
5、BIM技术的造价应用
目前上海轨道交通的BIM应用已经形成了一个标准化流程，在成本控制方面，主要在招投标阶段、施工阶段要求BIM技术来一起配合。
招投标阶段目前主要是通过BIM模型与招标代理单位“背靠背”进行模型提量和传统算量的模式相互提交出工程量清单，然后对于有误差的清单项再通过对量的方式进行相互校对，通过这样的方式保证招标清单工程量的准确性，效果还是比较明显的。这样操作的最大好处除了保证工程量精确外，还有效约束了招标单位的工作绩效，同时也保证了BIM单位模型的准确性，对于接下来的BIM应用可以保证模型中不再出现错误导致配合不到位的情况。（图3）
图3 算量差异比较
通过多轮配合后，当中也有不少的问题出现。比如不同的招标代理工程师对于清单开项的理解会不同，有的是同一个部位的构件，工程量汇总的项也会不同。还有的情况就是扣减规则每个人的习惯也不同。这都是人为因素导致的在对量过程中容易出现的误差。因此上海轨道交通BIM总体单位也在通过不断的实践和磨合后，整理了一套工程量计算的统一规则，用于规范上海轨道交通招标阶段工程量统计工作。现在整个地铁招标阶段的工程量计算方式基本一致，大大减少了原先出现的口径不统一出现的工程量误差问题。
施工阶段应用主要是配合施工进度汇报，上海轨道交通集团已经要求所有施工单位每周进度汇报均用BIM形式。因此施工单位通过每周在模型上添加时间参数，利用不同的色块表达还体现本周进度和下周计划，还有进度延误等问题。同时工程量信息也直接从模型上提取，跟随进度汇报一起提交。通过这样的方式，也有效的制约了施工单位乱报进度及工程量的行为，同时也解放了检查的人复核工作内容和工程量的痛苦工作，以一种更加高效的方式来处理这些问题。
6、BIM技术的应用价值
通过BIM技术在上海轨交造价方面中的应用，其价值主要表现在以下方面：
(1) 提高工程量计算的效率；
(2) 提高工程量计算的准确性；
(3) 提高设计阶段的成本控制能力；
(4) 提高工程造价分析能力；
(5) BIM技术实现了造价全过程管理。
7、结语
目前上海轨道交通已经出台了一些规范性的文件来进行工作的指导和规定，不过从专业深度上来说，还不能完全取代传统的工作方式。由于软件功能的制约，平台功能的制约，以及人员配合的影响等问题，还有很多的问题需要不断地探索和更新。比如钢筋工程量还无法保证所有项目都进行测算，装修工程量统计的方法也需要研究讨论等。不过有了目前比较成功的应用为前提，相信随着越来越多的人关注BIM，加入BIM后，BIM技术的功能和产生的价值也会越来越大。
参考文献：
[1]王润生，王泉，徐静. BIM技术在钢结构工业建筑改造中的应用[J]. 青岛理工大学学报. 2014， 35(5): 33-36.
[2]王玥伟. 浅谈BIM在造价管理中的应用[J]. 内蒙古科技与经济. 2014， 20.
[3]贺灵童. BIM在全球的应用现状[J]. 工程质量. 2013， 31(3).
图8 管廊运维管理图
5、结语
BIM技术应用是继CAD应用使工程师甩掉图板后的又一次建筑业技术革命，基于BIM技术的城市综合管廊的应用实现了全管廊BIM信息表达、设计图纸的错漏碰撞检测、SK1-275～SK1-377全标段标段管线洞口预留、基于fuzor的BIM应用成果交付、4D施工进度控制模拟、工程信息集成应用、复杂节点深化设计、设计方案的修改与优化和管理平台等BIM应用, 该项技术的实施必将助力沈阳市南北二干线工程的高效建设，为BIM技术的全面推广与进一步深化应用打下坚实的基础。
参考文献:
[1] 陈浩斌.南宁市玉洞大道综合管廊工程自控设计[J].信息技术与信息化，2015（3）：152-153.
[2] 张晋勋，李洪毅，蔡明，等.北京CBD核心区地下公共空间市政基础设施建设[J].施工技术，2016，45（7）：99-104.
[3] 孙同谦，徐峥．BIM在市政管线综合中的应用［J］．中国给水排水，2014，30( 12) : 77 － 79．
[4] 张新兰，李颜强，李文江．积极推进BIM 设计技术在市政工程中的应用［J］．中国给水排水，2013，29(8)∶63－67．
DOI：10.16116/j.cnki.jskj.2017.03.011
BIM技术在轨道交通工程造价上的应用 BIM技术在轨道交通工程造价上的应用
□ 上海东华建设造价咨询有限公司 张春丽
摘要：根据美国CIFE统计，BIM技术的应用可消除40%的预算外变更、合同造价可降低10%。在国内，BIM技术与造价的结合，涉及到软件的改善，传统算量软件加入BIM模块或在BIM上开发算量软件。本文以BIM技术在轨道交通项目中控制各个阶段的造价成本，论述目前BIM技术的状况和在造价方面的价值。
关键词：BIM；轨道交通；管理；造价
1、引言
2008年，美国斯坦福大学综合设施工程中心（Center for Integrated Facility Engineering，CIFE）对美国32个建筑类项目BIM应用效果进行统计，发现BIM技术的应用可消除40%的预算外变更、造价估算时间可缩短80%、合同造价可降低10%、项目工期缩短7%以上。美国McGraw-Hill Construction公司的调研结果，美国建筑行业BIM的使用比例由2007年的28%快速增长到2009年的49%直至2012年这个比值已升至71%，近2/3的承包商开始推行BIM，70%的建筑工程师和67%的电气工程师已经开始使用BIM。预计到2020年，美国工程建设行业BIM应用可使工程成本每年节约2000亿美元。美国和英国的相应研究都认为BIM在项目全生命内的真正实施可以减少项目30%-35%的建设成本。
在国内，BIM技术在建筑行业的应用也已经越来越广泛，这几年随着越来越多的项目开始尝试和投入BIM技术应用和相关的开发，目前已经有不少较为成熟的BIM技术应用点已经可以真正为项目建设的各个阶段进行服务。本文以BIM技术在轨道交通项目中控制各个阶段的造价成本，来论述目前BIM技术的状况和在造价方面的价值。
2、传统算量软件的问题
图1 上海某轨交站示意图
轨道交通项目是一个十分复杂，与周边环境因素需要紧密结合的项目，当中需要成本控制的需求也是十分高的。从各专业的招投标阶段到施工阶段到最后竣工运维阶段，每个阶段都会伴随着各种变更、方案修改、施工工艺、图纸出图速度等各种不稳定因素，导致无法快速准确的把控住整个项目实施的成本，经常会出现由于资料信息图纸更新速度不及时，负责造价预算的人很难快速的统计出目前准确的成本信息，工作量巨大，成效总是一般。（图1）
传统的算量软件通过专业的预算人员配合，直接利用图纸来提取需要的工程量数据。但是算量软件本身的作用主要体现在建筑单体单专业上，如果以地铁项目这种多单体，多进程的项目管理需要来看，显然不够。并且，到了施工阶段，每周的进度控制和成本控制是需要一起进行的，传统的算量软件虽然可以利用各种统计功能，如条件勾选、范围框选等操作进行工程量抽取工作，但是仍然需要花费较大的精力进行人工操作。显然这样的模式还是无法达到轨道交通项目这种多单体，多进程的成本管理需求。
3、BIM技术与造价软件
近几年，由于BIM技术的引进，现在对于轨道交通项目造价成本控制的工作了很大的改观。BIM技术的核心在于所有的数据来源于模型。现有的工程量统计是依据二维CAD设计图纸进行的，设计人员根据图纸直接测算或者在造价软件中重新建模后再进行统计，工程量统计工作效率低，人工成本高，容易出现差错，且设计方案调整时，工程量往往需要重新计算，统计滞后。利用BIM技术，通过专业的预算人员配合，将分部分项描述加入到模型中后，就可以直接利用模型来提取需要的工程量数据，且结果可随模型的更改而变化，减少变更工作量。
对于BIM与造价软件的结合，目前有二种模式：
（1）传统算量软件加入BIM模块
通过对原先单体应用的算量软件进行再次开发，将各专业、各单体的模型数据，通过平台的整合后，可以结合施工进度、造价信息结合，达到动态综合的管理效果。（图2）
图2 传统算量软件+BIM
首先，通过传统的方法，将各专业、各单体的算量模型进行建模，结合分部分项清单列项和描述，将清单项输入到模型构件中，通过计算，得到基本的清单工程量。同时平台端创建具体的项目基本信息，用于收纳和归类这些单体工程文件。接下来在平台端设置参与人员的级别和权限，用于管理控制平台使用时的安全性和保密性，通过不同角色对应的功能，将施工进度计划录入到平台中，等模型上传完毕后，通过将进度计划和模型构件进行一个对应链接的操作，就可以达到4D的工程量管理效果。如果单体建模时，再将综合单价信息录入到构件中，就可以在平台端达到5D的成本管理效果。通过在平台菜单选项中勾选需要提取的单体和专业，再选择需要统计的计划时间段，就可以批量统计出所选内容的对应工程量和造价信息。通过最终出现的清单报表，来做具体的成本管理方面的工作。
目前，造价行业上的成本管理软件，其基本模式都是如此，由于软件商不同，具体的功能方式可能有所区别，但是总的思路基本一致。但是这样的模式缺点就是成本管控这块的工作，必须由专门的专业软件来做，用于其他阶段BIM应用的模型则需要重新建立。目前BIM行业受制于软件开发还未达到很完美的阶段，所以目前一般会采用这样的模式来进行管理。
（2）在BIM上开发算量软件
企业主要利用revit平台进行算量软件的开发。其优势在于，模型只需要建立一次，既可以用于其他阶段的BIM应用，也可以在成本造价方面达到像传统算量软件那样的功能需求，相信在经过一段时间的实践和优化，就会以成熟的姿态出现在BIM市场。
4、BIM技术的应用障碍
设计BIM模型在造价BIM模型中应用障碍主要存在以下问题：
(1) 工程量计算规则不统一；
(2) 软件与清单规范优先级别不统一；
(3) 施工过程产生的成本模型在设计模型中没有体现；
(4) 设计简化表示的构件在成本BIM模型没有体现；
(5) 造价需要区分的做法设计BIM模型没有区分；
(6) 设计BIM模型软件与造价软件计算方式有差异。
为了解决以上问题，我们需要重新建立BIM环境——建模与算量标准一致；建立BIM软件标准——构件和编码标准一致；统一规则——使计算规则一致；统一流程：使工作流程标准一致。
5、BIM技术的造价应用
目前上海轨道交通的BIM应用已经形成了一个标准化流程，在成本控制方面，主要在招投标阶段、施工阶段要求BIM技术来一起配合。
招投标阶段目前主要是通过BIM模型与招标代理单位“背靠背”进行模型提量和传统算量的模式相互提交出工程量清单，然后对于有误差的清单项再通过对量的方式进行相互校对，通过这样的方式保证招标清单工程量的准确性，效果还是比较明显的。这样操作的最大好处除了保证工程量精确外，还有效约束了招标单位的工作绩效，同时也保证了BIM单位模型的准确性，对于接下来的BIM应用可以保证模型中不再出现错误导致配合不到位的情况。（图3）
图3 算量差异比较
通过多轮配合后，当中也有不少的问题出现。比如不同的招标代理工程师对于清单开项的理解会不同，有的是同一个部位的构件，工程量汇总的项也会不同。还有的情况就是扣减规则每个人的习惯也不同。这都是人为因素导致的在对量过程中容易出现的误差。因此上海轨道交通BIM总体单位也在通过不断的实践和磨合后，整理了一套工程量计算的统一规则，用于规范上海轨道交通招标阶段工程量统计工作。现在整个地铁招标阶段的工程量计算方式基本一致，大大减少了原先出现的口径不统一出现的工程量误差问题。
施工阶段应用主要是配合施工进度汇报，上海轨道交通集团已经要求所有施工单位每周进度汇报均用BIM形式。因此施工单位通过每周在模型上添加时间参数，利用不同的色块表达还体现本周进度和下周计划，还有进度延误等问题。同时工程量信息也直接从模型上提取，跟随进度汇报一起提交。通过这样的方式，也有效的制约了施工单位乱报进度及工程量的行为，同时也解放了检查的人复核工作内容和工程量的痛苦工作，以一种更加高效的方式来处理这些问题。
6、BIM技术的应用价值
通过BIM技术在上海轨交造价方面中的应用，其价值主要表现在以下方面：
(1) 提高工程量计算的效率；
(2) 提高工程量计算的准确性；
(3) 提高设计阶段的成本控制能力；
(4) 提高工程造价分析能力；
(5) BIM技术实现了造价全过程管理。
7、结语
目前上海轨道交通已经出台了一些规范性的文件来进行工作的指导和规定，不过从专业深度上来说，还不能完全取代传统的工作方式。由于软件功能的制约，平台功能的制约，以及人员配合的影响等问题，还有很多的问题需要不断地探索和更新。比如钢筋工程量还无法保证所有项目都进行测算，装修工程量统计的方法也需要研究讨论等。不过有了目前比较成功的应用为前提，相信随着越来越多的人关注BIM，加入BIM后，BIM技术的功能和产生的价值也会越来越大。
参考文献：
[1]王润生，王泉，徐静. BIM技术在钢结构工业建筑改造中的应用[J]. 青岛理工大学学报. 2014， 35(5): 33-36.
[2]王玥伟. 浅谈BIM在造价管理中的应用[J]. 内蒙古科技与经济. 2014， 20.
[3]贺灵童. BIM在全球的应用现状[J]. 工程质量. 2013， 31(3).
图8 管廊运维管理图
5、结语
BIM技术应用是继CAD应用使工程师甩掉图板后的又一次建筑业技术革命，基于BIM技术的城市综合管廊的应用实现了全管廊BIM信息表达、设计图纸的错漏碰撞检测、SK1-275～SK1-377全标段标段管线洞口预留、基于fuzor的BIM应用成果交付、4D施工进度控制模拟、工程信息集成应用、复杂节点深化设计、设计方案的修改与优化和管理平台等BIM应用, 该项技术的实施必将助力沈阳市南北二干线工程的高效建设，为BIM技术的全面推广与进一步深化应用打下坚实的基础。
参考文献:
[1] 陈浩斌.南宁市玉洞大道综合管廊工程自控设计[J].信息技术与信息化，2015（3）：152-153.
[2] 张晋勋，李洪毅，蔡明，等.北京CBD核心区地下公共空间市政基础设施建设[J].施工技术，2016，45（7）：99-104.
[3] 孙同谦，徐峥．BIM在市政管线综合中的应用［J］．中国给水排水，2014，30( 12) : 77 － 79．
[4] 张新兰，李颜强，李文江．积极推进BIM 设计技术在市政工程中的应用［J］．中国给水排水，2013，29(8)∶63－67．
DOI：10.16116/j.cnki.jskj.2017.03.011