基于BIM模型算量的铁路验工计价管理技术应用.pdf
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1、收稿日期:20230602;修回日期:20230710基金项目:山东省交通运输厅科技计划项目(2021B98);中铁工程设计咨询集团有限公司科技开发课题(BIM-研 2021-3)作者简介:田月峰(1971),男,高级工程师,1994 年毕业于石家庄铁道学院桥梁工程专业,工学学士,主要从事铁路建设管理工作,E-mail:574787857 。第 67 卷 第 10 期2023 年 10 月铁 道 标 准 设 计RAILWAY STANDARD DESIGNVol.67 No.10Oct.2023文章编号:10042954(2023)10017907基于 BIM 模型算量的铁路验工计价管理技术应
2、用田月峰1,曹乾桂1,陈 翔2,刘 昭2,李浩冉2(1.鲁南高速铁路有限公司,济南 250000;2.中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院,济南 250022)摘 要:随着 BIM 技术的广泛应用,其在工程管理信息化中的作用越来越重要。验工计价作为铁路项目控制投资的重要手段之一,传统验工计价和现有市场单一验工计量系统面临许多问题,包括人工审核难度高、易出错、造假难发现等。针对这些问题,提出运用 EBS 编码与部位树结合、清单编码关联技术,建立 BIM 模型与验工计价之间的关联关系,形成模型构件进度、质量、工程量等信息与验工计价系统之间的数据链条。该数据链条可以通过唯一的构件标识或共享的属性字
3、段进行建立,实现验工计价数据的跟踪和更新。通过对进度和质量状态的判定,实现验工计价数据的协同和智能验工。以鲁南高速铁路菏泽至曲阜段项目 1 标为例,阐述了部位树-清单关联、计量报验、验工审批、报表输出、统计分析等内容,通过基于 BIM 模型算量的铁路验工计价管理技术的应用,实现验工计价过程的信息化管理,减少业务人员的大量验工工作,帮助工程管理者更加清晰了解工程量的来源和计算方式,增加验工计价结果的可信度和可靠性,管理人员能够实时监控管理工程质量和进度,促进各个环节之间的信息高效流转和协同决策。通过该技术方案的应用,为以 BIM 模型为数据核心载体的工程建设集成化管理平台提供了解决思路。关键词:
4、铁路工程;验工计价;EBS 编码;清单编码;智能验工;数据协同中图分类号:U215 文献标识码:A DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.202306020002Application of Railway Inspection and Pricing Management Technology Based on BIM Model CalculationTIAN Yuefeng1,CAO Qiangui1,CHEN Xiang2,LIU Zhao2,LI Haoran2(1.Lunan High Speed Railway Co.,Ltd.,Jinan 250000,C
5、hina;2.Jinan Design Institute,China Railway Engineering Design and Consulting Group Co.,Ltd.,Jinan 250022,China)Abstract:With the wide application of BIM technology,its role in project management information has become more and more important.As one of the important means to control investment in ra
6、ilway projects,the traditional work inspection and pricing,and the existing market single work inspection measurement system are faced with many problems,including high difficulty in manual audit,tendency to make mistakes and difficulty in detecting fraud,etc.In order to solve these problems,this pa
7、per proposes the combination of EBS coding and location tree,and the correlation technology of list coding,establishes the correlation between BIM model and inspection and valuation,and forms a data chain between the progress,quality,engineering quantity and other information of model components and
8、 inspection and valuation system.The data chain can be established by unique component identification or shared attribute field to track and update the inspection and pricing data.By judging the progress and quality state,the coordination of inspection and valuation data and intelligent inspection a
9、re realized.Taking the project 1 standard of Heze to Qufu section of Shandong High-speed Railway as an example,this paper expounds the parts tree-list association,measurement and inspection report,inspection approval,report output and statistical analysis.Through the application of railway inspectio
10、n and valuation management technology based on BIM model calculation,the information management of the inspection and valuation process is realized,which reduces a lot of inspection work for business personnel.It helps engineering managers understand the source and calculation method of engineering
11、quantity more clearly,increases the credibility and reliability of the results of inspection and valuation,enables managers to monitor and manage the quality and progress of the project in real time,and promotes the efficient flow of information and collaborative decision-making among all links.The
12、application of this technical scheme provides a solution for the integrated management platform of engineering construction with BIM model as the core carrier of data.Key words:railway engineering;work inspection and pricing;EBS encoding;list encoding;intelligent work inspection;data collaboration引言
13、近年来,随着信息技术的不断发展和应用,建筑信息模型(BIM)作为一种新的数字化工具,广泛应用于建筑工程的各个方面。越来越多的铁路工程实践证明,BIM 是实现铁路工程建设信息化的重要基础。国内外有很多学者对此进行研究。SANTOS R 等1对文献进行信息计量分析,并根据内容进行分类,通过内容分析进行验证,表明 BIM 越来越多地被用作可持续建筑实践的可靠方法;李俊杰等2在“中国制造 2025”战略目标的基础上,提出一种基于 BIM 技术的建筑工业化新生产模式;BENSALAH M 等3验证了 BIM 辅助解决铁路建设成本管控的方案;景凤等4分析现行铁路工程量清单计价标准与铁路 BIM 标准在分解
14、结构异同的基础上,提出基于 BIM 的高铁工程模块化体系,建立符合 BIM 建模特点且满足总承包模式及全过程造价管理的三层级高铁工程量清单 EBS/WBS 结构,旨在为基于 BIM 的高铁工程清单计价模式改进奠定基础;王琛等5提出运用 BIM 技术打通设计与造价环节,提升项目的整体设计与造价咨询质量,此种模式是未来造价较为理想的发展趋势;汪一江6对 BIM 模式下的计量方法和规则进行研究,并通过工程实例证明BIM 技术在工程造价领域的应用价值;苏卫国等7研究 BIM 模型与清单关联体系,验证 BIM 在公路领域全过程的造价管理中的可行性;付欢等8从基于 BIM 的工程量计算与计价层面分析 BI
15、M 模型与造价信息关联机制。以上研究从不同深度分析 BIM 技术在信息化中发挥的重要作用,将 BIM 技术拓展应用于高速铁路领域的验工计价管理过程中,可以达到提高管理效率的目的。我国铁路建设在高速发展过程中取得了丰硕成果,发挥显著经济、社会效益的同时,由于信息匮乏、计算偏差、责权不明、管理不严而导致的项目超支、延期的现象屡见不鲜9,因而有效解决铁路建设项目施工阶段的投资控制具有重要意义。验工计价作为控制项目投资的重要手段,工程量计算是铁路工程造价管理中的一项重要的基础性工作,贯穿铁路工程项目的全生命周期10。如果没有准确和合理的计量,会严重破坏工程承包合同的经济关系,影响承包合同的正常履行,可
16、见验工计价在铁路工程建设中发挥着重要作用11。1 验工计价面临的主要问题1.1 传统验工计价存在的问题在铁路工程建设过程中,一般都是由施工单位上报已完工程量,然后通知监理、审价、设计和建设单位进行现场计量,计量信息特征可大致分为功能作用类、材料种类及要求类、几何特征类、施工方式和施工工艺五大类12,计量过程中需要施工单位拿着工程数量表逐个找人审批。用这种信息交流迟缓、办事效率低下的方式验工计价,存在较多问题,具体如下。(1)人工审核难度高,容易出现超计问题在传统验工计价中,计量支付审核数据量大,过程管理数据透明度低,存在承包人为了缓解资金紧张状况而虚报工程量的现象13,审核人员必须熟悉计量支付
17、管理办法和业务部门相关规定,及时了解现场施工动态,工作复杂,人工审核难度高,且容易出现超计量等问题。(2)数据计算工作量大,专业能力要求高工程量清单计价内容详细,参建各方的费用控制工作量都很大14。工程量计量过程中常需根据不同施工段进行不同专业的测量,由于测量结果受主观因素影响15,工程量测量误差可能较大,为避免这种情况,要求业务人员必须有较高的专业水平。(3)数据质量难以保证,易出现错误传统验工计价中,因为数据来源多、数据传递链条长,数据质量难以保证,易出现错误。特别是在工程量清单和实际施工中存在差异时,验工计价结果就会出现误差。(4)数据流程不连贯,信息孤岛现象严重081铁 道 标 准 设
18、 计第 67 卷传统验工计价中,数据流程通常不连贯,各个环节之间信息孤岛现象严重,数据无法及时传递和共享,导致各个部门之间难以协作和沟通,影响验工计价的效率和准确性。(5)审核过程时间长,影响支付进度传统验工计价中,审核过程时间较长,审核结果需要多方确认,严重影响支付进度,容易导致施工单位的资金链出现问题。同时,如果出现异议或争议,审核时间就会更长,影响整个工程进度。(6)无法及时反映施工现场情况传统验工计价中,数据来源主要是纸质材料和人工输入,无法及时反映施工现场情况,难以对施工质量进行及时监控和评估,给工程管理带来困难。1.2 现有验工计价系统存在的问题经调查发现,目前市场上验工计价系统多
19、以单一系统形式为主,存在着很大的业务封闭性、功能局限性,且数据大量来自于人工手动录入。(1)造假难以发现从填报角度分析,验工过程需要多个环节之间进行信息传递和数据交换,最后由施工单位在系统填报本期计量数据,因数据的真实性无法确定,施工单位可能会通过虚填工程量等手段来提前获取工程款。(2)信息传递不畅铁路工程涉及站前、站后等多类别约 30 多个专业16,各参建单位之间的沟通协调难度也相应增加。工程项目管理涉及的内容繁多、信息量巨大,很多信息在建设过程中不断改变,不断更新,在多个部门以及环节之间进行信息传递和数据交换会存在信息传递不畅、数据割裂的情况,影响工程量判定的准确性和及时性。(3)与现代工
20、作方式不匹配随着现代工作方式的不断发展,单一系统的验工计价系统已经无法适应现代生产的需求,需要进行更新和改进。因此,应建立统一高效、互联互通、安全可靠的数据资源体系,增强工程建设项目的透明度和可追溯性17,以确保工程量的真实性和公正性。同时,需要加强对各环节的监督和审查力度,从多维度、多途径构建规范性工程量清单计价模式,不断完善和优化验工计价系统的建设和运营,保证结算的准确性、客观性18,提高数据安全和管理效率。2 解决方案通过上文阐述的验工计价系统存在的问题,结合BIM 相关技术,提出使用 BIM 模型算量的铁路验工计价管理技术,重点解决 BIM 与计量之间的数据壁垒,以 EBS 编码、清单
21、编码、部位树之间的关系为数据链条,实现计量与质量、进度之间的数据共享、业务协同。具体而言,可以通过以下步骤实现。(1)制定基于 EBS 的编码标准铁路工程实体分解结构(简称“EBS”)是铁路工程信息管理系统的数据基础。EBS 标准是以工程量计价清单为基础,考虑检验批及施工习惯形成的树状结构表单及编码标准。EBS 标准与计价关系密切,相比其他数据标准,EBS 标准更有实用价值19。基于 EBS的编码标准可以实现计量、验工计价等工作的标准化。制定统一的编码标准可以解决不同项目之间数据标准不统一的问题。通过唯一的身份信息,将设计、施工、运维等多方对于编码的使用有效地统一。(2)打通 BIM 与计量的
22、数据壁垒模型和编码体系是做好 BIM 应用的基础建设工作20。采用 EBS 编码标准打通 BIM 与计量之间的数据壁垒,建立 BIM 模型与计量之间的关联关系,形成BIM 模型中构件与工程量的对应关系,让计量人员直接通过 BIM 模型获取设计工程量、进度状态、质量状态等相关模型数据,避免人为错误和数据传递不准确的问题,显著提高工作效率和数据的准确性。(3)实现计量、质量和进度之间的数据共享通过唯一标识体系建立数据链接,实现计量、质量和进度管理之间的数据共享,让不同部门之间的数据共享更加简单快捷,从而提高工作效率和数据准确性。同时,也可以实现数据的实时更新和监控,从而及时发现并解决问题,提高工程
23、质量和安全性。3 关键技术3.1 EBS 编码与部位树结合使用的技术在设计阶段创建模型时,将 EBS 编码与模型进行关联。基于编码规则,施工阶段的模型与部位树同时生成,并匹配模型体积、根数、长度等既有工程量数据。部位树是通过 EBS 编码、里程、部位、流水号和特征值来描述构件的,确保了编码结果与构件对应关系的唯一性。此外,基于 EBS 编码的层级划分和别名配置,形成便于施工管理和使用习惯的分部分项分解结构。BIM 模型部位树关系建立流程如图 1 所示。3.2 BIM 模型算量的技术根据铁路工程量清单子目的类型、结构材质、规格等特征分别统计验工计价中用到的工程量数据,具体包括体积、延长米、根数、
24、长度、填方、挖方、个、根、孔、座、处、道等。在设计阶段创建模型时,工程量统计可通过以下181第 10 期田月峰,曹乾桂,陈 翔,等基于 BIM 模型算量的铁路验工计价管理技术应用图 1 BIM 模型部位树关系建立流程Fig.1 Creating process of BIM model site tree relationship方法实现。(1)模型创建后,软件自动计算该模型的工程量21,该数值即可作为工程量数据。例如软件自动生成的混凝土方量、土石方方量等数据。(2)使用软件插件将工程量数据赋值到模型属性,该工程量数据为建模人员录入或软件自动采集方式形成。BIM 模型自动处理过程中,将工程量数
25、据与部位树关联,为后续验工提供数据支持,如图 2 所示。图 2 部位树工程量Fig.2 Site tree engineering quantity3.3 编码体系与清单编码关联技术清单编码根据 TZJ1006铁路工程工程量清单规范的要求进行划分,根据工程量特征进行编码,利用清单编码、EBS 编码的唯一性22,通过清单编码与EBS 编码、模型特征值(如桩径、墩高等)进行关联,并辅以工程量来源和计算规则设置,实现了部位树与计量业务的关联。以水上桩基为例,系统中涉及的关联关系包括清单编码、EBS-分部分项关联表和工程量规则设置,分别如表 1表 3 所示。表 1 清单编码Table 1 Bill o
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