潘多忠1 程 嘉2 余 淵

(1.深圳首嘉工程顧問有限公司，深圳 518054； 2.上海笛佼信息科技有限公司，上海 200433; 3.深圳市南山區(qū)政府投資項目前期工作管理中心，深圳 518054)

引言

全過程工程咨詢是指承接建設(shè)方的項目整體委托，對項目從可研、規(guī)劃設(shè)計、采購、施工到最終交付的各個階段進行把關(guān)，確保項目的進度、質(zhì)量和成本得到有效管理，實現(xiàn)項目投資回報的最大化的模式。相比傳統(tǒng)的建設(shè)模式，全過程工程咨詢具有專業(yè)性強、責(zé)任明確、項目跟蹤有效控制、協(xié)調(diào)方便等優(yōu)點，已經(jīng)在越來越多的大型項目上廣泛采用，也是現(xiàn)階段國家力推的工程項目建設(shè)模式之一[1]。

作為全過程咨詢單位，不僅需要跟蹤施工進度并對工程的各類問題進行處理，同時其服務(wù)還包括了可行性研究階段，在設(shè)計施工階段進行整體協(xié)調(diào)，并一直支持項目交付甚至運維。全過程咨詢單位與施工單位如總包的工作差異，還體現(xiàn)在管理的信息類型不同和管理方式不同。相比總包和其它施工單位，全過程咨詢單位更多的是需要對工程進度、費用等主要節(jié)點進行把控，并組織協(xié)調(diào)多方合作解決問題，收集包括監(jiān)理工程文檔、各類資料以確保項目整體有序高效開展。

近年來，隨著施工技術(shù)的發(fā)展，施工管理信息化系統(tǒng)已經(jīng)逐步得到了應(yīng)用[2-5]。特別是一些管理單位在信息化系統(tǒng)中融入BIM技術(shù)，實現(xiàn)了可視化和現(xiàn)場協(xié)調(diào)能力的提升。另一方面，市場上的產(chǎn)品對于BIM技術(shù)的應(yīng)用局限在土建算量，進度跟蹤等幾個方面。由于系統(tǒng)框架的限制，當(dāng)前信息化系統(tǒng)沒有從整體上去進行全過程工程項目的數(shù)據(jù)采集和管理，這導(dǎo)致了信息和數(shù)據(jù)的分散和隔離，也限制了管理的深度和靈活性。對于全過程咨詢單位，相比工程人員、物料庫存等，更重要的是提升對工程項目的把控能力，實現(xiàn)如進度實時調(diào)整，基于BIM模型的統(tǒng)計和分析，提高效率等，這些均需要對信息化系統(tǒng)進行有針對的架構(gòu)重建和開發(fā)。

本文提出新一代的全過程工程咨詢平臺，以數(shù)據(jù)信息采集為手段，利用最新的信息化技術(shù)，將BIM模型、GIS、電子文檔、圖紙、現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行融合，實現(xiàn)以上管理目標(biāo)。平臺利用數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)和分布式存儲的大數(shù)據(jù)技術(shù)，將多個項目的BIM模型整合在一個統(tǒng)一平臺上，形成一個圖紙和模型的整體系統(tǒng)，并結(jié)合3D GIS技術(shù)形成大規(guī)模多項目展示能力。通過組織過的BIM數(shù)據(jù)庫索引，去連接現(xiàn)場圖片、三維掃描數(shù)據(jù)、文檔信息等，實現(xiàn)綜合管理和自動化分析的功能。針對國家標(biāo)準(zhǔn)和國際工業(yè)基礎(chǔ)類數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，對BIM模型進行數(shù)據(jù)提取，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的深入利用，為工程項目實時的調(diào)優(yōu)和問題解決提供依據(jù)，以支持工程建設(shè)項目管理向智能化轉(zhuǎn)型。

本文第二部分說明了全過程工程咨詢平臺的主要模塊和其功能； 第三部分說明了核心的圖紙和BIM模型管理協(xié)同功能模塊； 第四部分說明了平臺對多種來源數(shù)據(jù)的集成，以及基于云管理框架下，實現(xiàn)關(guān)鍵的項目進度、質(zhì)量、安全、費用等的管理； 第五部分對平臺在實際工程項目中的應(yīng)用進行了說明，并通過評測證明了平臺的數(shù)據(jù)管理能力優(yōu)勢； 第六部分對全文進行了總結(jié)。

1 全過程工程咨詢平臺的架構(gòu)

全過程工程咨詢平臺的功能模塊主要包括微服務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)、BIM+GIS大數(shù)據(jù)倉庫、一體化項目管理、內(nèi)容管理等。以下分別說明其內(nèi)容，重點與現(xiàn)有的施工管理系統(tǒng)進行比較，突出其技術(shù)方案特點和主要優(yōu)勢。

1.1 微服務(wù)基礎(chǔ)架構(gòu)

圖2 基于BIM數(shù)據(jù)管理的應(yīng)用

全過程工程咨詢的工作覆蓋了從可研、設(shè)計、施工、竣工交付的各個階段。傳統(tǒng)的方法是采用一臺或幾臺服務(wù)器，運行相應(yīng)的軟件。對于大量項目涉及到的多家參與單位，數(shù)據(jù)量不斷增加，給服務(wù)器管理和資源管理帶來了不便。基于目前的云計算模式，我們實現(xiàn)了可承載海量數(shù)據(jù)的軟件平臺，結(jié)合底層的數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，可以靈活、有效地配置不同階段的工具和系統(tǒng)服務(wù)。如圖1所示，整個系統(tǒng)功能被分解為BIM+GIS數(shù)據(jù)平臺、項目管理、內(nèi)容服務(wù)三大模塊，其中每一模塊內(nèi)部又由多個功能子模塊組成。通過微服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化端口訪問將這些功能連接在一起，不同項目、不同階段的用戶可以靈活采用。相比一般的云計算虛擬機，以微服務(wù)模式啟動的功能以秒級計算，同時為高可用、可擴展性提供了良好的支持[6-7]。

圖1 全過程工程咨詢功能模塊

1.2 BIM+3D GIS模型數(shù)據(jù)倉庫

BIM模型在工程項目管理中起到關(guān)鍵的作用，是工程數(shù)據(jù)的核心。傳統(tǒng)的BIM模型應(yīng)用主要土建算量、可視化、質(zhì)量安全定位等，數(shù)據(jù)層面的管理能力較弱。全過程工程咨詢平臺采用國家BIM標(biāo)準(zhǔn)、參考國際上通行的IFC標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)對構(gòu)件數(shù)據(jù)的解析[8]，從而將工程BIM構(gòu)件的各類信息，尺寸、材料、性能、安裝位置等信息進行關(guān)聯(lián)和整合，實現(xiàn)模型的查詢、抽取、分析和利用。由于BIM模型信息已經(jīng)作為數(shù)據(jù)存儲，平臺更可以針對多個模型，以及多個項目中的大量模型進行統(tǒng)計，形成真正的工程項目綜合管理能力。

當(dāng)前，對于大型工程項目，BIM建模是一項復(fù)雜的過程。如何實現(xiàn)從圖紙到BIM模型的管理是一大難點，為了對項目全過程的建模進行協(xié)同管理，平臺對模型采取了分專業(yè)和索引化的辦法，確保圖紙和復(fù)雜的BIM模型的提交、審核、交付。

傳統(tǒng)的BIM施工管理平臺往往基于單個項目，主要是關(guān)聯(lián)該項目中使用的模型。不同項目中的BIM模型往往分開存儲。全過程咨詢平臺通過元數(shù)據(jù)管理，形成了整合大量模型的數(shù)據(jù)庫。同時，平臺結(jié)合了虛擬地球3D GIS技術(shù)，可以實現(xiàn)大規(guī)模實景預(yù)覽，空間分析、日照分析以支持項目設(shè)計修改和提升。此外，依賴GIS模型的定位功能，可以對現(xiàn)場施工設(shè)備、人員的管理提供支持。

1.3 工程項目管理

如前所述，施工項目管理主要關(guān)注的是現(xiàn)場質(zhì)量安全，人員管理，采購庫存管理等。對于全過程工程咨詢項目，除了以上這些問題的跟蹤解決，同時還需要進行組織會議、協(xié)調(diào)進度、費用調(diào)整、文檔匯總等工作。

表1 傳統(tǒng)平臺和全過程工程咨詢平臺的主要差異

傳統(tǒng)平臺全過程工程咨詢平臺工作內(nèi)容施工中的人員管理,費用管理,進度管理,安全質(zhì)量管理等除去監(jiān)督施工管理單位完成相關(guān)工作外,需代表業(yè)主進行總體協(xié)調(diào),費用控制,整體交付和其它服務(wù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫關(guān)系型數(shù)據(jù)庫+非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)容量每個項目分別管理,單個項目TB級別大量項目同時管理,PB級別展示能力單個項目的BIM展示多個項目結(jié)合3D GIS文檔管理施工階段的各類文檔資料各類設(shè)計文檔,施工文檔,監(jiān)理文檔,報審報批資料,其它相關(guān)信息等BIM模型一致性比較差,管理不便 兼容多種BIM工具,并按目錄管理分析應(yīng)用主要是針對施工質(zhì)量、進度、采購收集各類信息,對施工管理提供支撐。分析能力較弱全過程工程咨詢也涉及施工單位的數(shù)據(jù)分析,但更多從管理層面分析,挖掘所需要的信息。提供基于大數(shù)據(jù)的分析能力

基于前述BIM模型的組織，平臺將相應(yīng)的工程信息與之關(guān)聯(lián)，費用與模型掛接。在進度管理中，通過和BIM模型結(jié)合，實現(xiàn)細化的進度控制，并結(jié)合費用信息，為全過程咨詢的進度費用給出預(yù)測。在費用管理中，通過導(dǎo)入預(yù)算清單，并且進行簽證審批，這樣在系統(tǒng)上形成明確清晰的費用更新列表。除此之外，系統(tǒng)可進行各種申請的提交和記錄，如會議資料、質(zhì)量安全等信息進行流程化管理，并集成手機端，提供關(guān)鍵的數(shù)據(jù)積累和利用。

工程項目管理模塊與BIM模型采用標(biāo)準(zhǔn)化接口的辦法傳遞數(shù)據(jù)，確保兩者之間高效的數(shù)據(jù)交換，這樣做的好處是，在更新工程項目管理功能時候，BIM模塊部分可以繼續(xù)工作，確保了平臺的整體穩(wěn)定性。

1.4 內(nèi)容管理服務(wù)

內(nèi)容管理大致可以分為兩部分，首先是文檔管理。傳統(tǒng)系統(tǒng)中通行的辦法是通過文件夾的模式管理，這一方法有幾個弊端。首先是文件相互之間缺乏關(guān)聯(lián)，即無法很快地根據(jù)專業(yè)、文件版本、日期、所屬項目類型進行檢索； 其次，系統(tǒng)不保留文件分發(fā)歷史記錄，無法留痕也就不能追蹤； 最后，文件夾系統(tǒng)的命名比較隨意，最后很難從中提取一套完整的項目手冊進行交付。

全過程工程咨詢平臺針對以上問題，采用版本控制技術(shù)，并對工作文件進行文件名規(guī)范。系統(tǒng)并基于標(biāo)簽、文件日期、專業(yè)、負(fù)責(zé)人等維護一個文件索引，對整個文檔的提交和審核進行有效管理和控制，幫助全過程咨詢方查詢歷史文件，進行高效的交付。

內(nèi)容管理的另一部分是實時數(shù)據(jù)管理。系統(tǒng)需要實現(xiàn)異構(gòu)工程數(shù)據(jù)集成功能：通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，將多種工程數(shù)據(jù)，如3D激光掃描數(shù)據(jù)，現(xiàn)場照片，文檔信息，圖紙等的進行整合。內(nèi)容管理服務(wù)導(dǎo)入這些數(shù)據(jù)，平臺能夠利用這些信息和數(shù)據(jù)進行查詢和分析，為工程項目的實施起到支撐和優(yōu)化作用。典型的應(yīng)用如：通過現(xiàn)場設(shè)備自動獲取施工設(shè)備使用時長和狀況，預(yù)測工程進度； 通過施工現(xiàn)場的三維掃描成型和BIM模型比對，評估施工質(zhì)量等。

總之，全過程咨詢平臺基于云架構(gòu)和微服務(wù)，為用戶提供靈活的、功能強大的項目管理手段。表1是傳統(tǒng)平臺和全過程工程咨詢平臺的主要差異點，后續(xù)將對其中的關(guān)鍵問題加以說明。

2 BIM模型協(xié)同服務(wù)

BIM技術(shù)目前在工程項目中的應(yīng)用已經(jīng)較為普遍，目前，在國內(nèi)智慧工地項目中，一般信息化系統(tǒng)包括一個或一組施工BIM模型，通過該BIM模型，施工單位可以開展如碰撞檢查、土建算量、質(zhì)量安全問題定位、進度展示等工作。這是傳統(tǒng)的BIM應(yīng)用領(lǐng)域，以三維可視化定位和簡單空間數(shù)據(jù)應(yīng)用為基礎(chǔ)。

我們認(rèn)為，在新一代全過程咨詢平臺中，BIM是工程信息的最重要部分。對于全過程咨詢工作，需要從數(shù)據(jù)的視角去對BIM模型進行組織和應(yīng)用，這方面的關(guān)鍵是數(shù)據(jù)的可交換性，即能夠?qū)IM模型提供到分空間、時間、類型等的信息，并對構(gòu)件級信息進行綜合查詢和提取。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，平臺采用了兼容國際標(biāo)準(zhǔn)，工業(yè)基礎(chǔ)類(Industrial Foundation Class)，將BIM模型轉(zhuǎn)換成IFC并形成可管理的數(shù)據(jù)庫[9]。通過IFC格式，BIM信息可以進一步應(yīng)用于更為復(fù)雜的場景，因為此時的BIM數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換為其它形式的信息，不再局限于Revit等建模工具內(nèi)的有限的應(yīng)用。

圖3列出了BIM技術(shù)在全過程項目管理中的拓展應(yīng)用。

圖3 基于BIM模型的項目管理拓展應(yīng)用

在平臺的流程中，總體的BIM模型由各子模型組成，該模型集群由項目專門人員維護和更新，確保數(shù)據(jù)的有效性和一致性。隨著工程進度的不斷推進，模型的精細度也逐步提高，并形成可支持具體施工應(yīng)用的中間格式，最后通過數(shù)據(jù)提取，獲得可以交付的竣工模型。平臺從最初的設(shè)計圖紙開始，到BIM粗模的建立，再到各專業(yè)的BIM精細化模型，并逐步合并成為整個的項目模型。在這一過程中，用戶可以自定義BIM專業(yè)、文件夾以區(qū)分不同區(qū)域如樓層的模型，平臺可以實現(xiàn)模型的合并，某專業(yè)的某一區(qū)域的模型變更可以自動反映到平臺上，供其它相關(guān)人員使用和檢查。

平臺上的模型按照用戶的需求進行組織，如圖4是一個預(yù)先設(shè)定的模型分解的例子。相應(yīng)的圖紙設(shè)計、建模、審批人員可以按專業(yè)進行協(xié)同。針對單個模型文件，平臺提供了三維模型校審的功能，模型審核人員無需使用Revit而直接在線瀏覽對應(yīng)模型，并添加批注意見。對于復(fù)雜的合規(guī)性計算，可以進一步將模型導(dǎo)入到專用的模型審核工具如Solibri Model Checker中進行分析[10]。另一方面，如果需要用戶也可以直接使用Revit進行模型檢查。所有模型按照其關(guān)鍵字形成索引關(guān)系，便于管理和版本控制。

圖4 BIM模型的分解示例

通過BIM數(shù)據(jù)庫，可以實現(xiàn)一系列查詢、統(tǒng)計、合并等典型的數(shù)據(jù)庫操作。有一些功能通過Revit的參數(shù)化插件如Dynamo也能完成，但是一個經(jīng)過封裝的數(shù)據(jù)庫，可以實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化接口、并行處理等信息化功能，顯著提高了易用性和數(shù)據(jù)管理能力。例如，通過IFC模型的交換能力，實現(xiàn)進行廣泛的設(shè)計和施工應(yīng)用，如算量估計，結(jié)構(gòu)計算，漫游展示等。

在傳統(tǒng)的模型管理中，模型按照文件夾進行組織，BIM相關(guān)的進度、安全、質(zhì)量等信息一般和構(gòu)件編號發(fā)生關(guān)聯(lián)。大型項目可能擁有數(shù)十萬個構(gòu)件，通過構(gòu)件編號的方式不利于BIM構(gòu)件的管理，也不便于修改構(gòu)件與其它信息的關(guān)聯(lián)關(guān)系。全過程咨詢平臺通過數(shù)據(jù)庫索引的方式對BIM模型進行優(yōu)化管理。所謂索引是對數(shù)據(jù)庫表中一列或多列的值進行排序的一種結(jié)構(gòu)，使用索引可快速訪問數(shù)據(jù)庫表中的特定信息。這一點是和傳統(tǒng)的依賴于Revit模型進行應(yīng)用的重要區(qū)別。例如，利用數(shù)據(jù)庫索引，可以在幾秒內(nèi)提取出項目符合某一條件(構(gòu)件名稱、空間位置、特點屬性如鍍鋅管)的所有構(gòu)件。這些構(gòu)件可隨即被導(dǎo)出成單獨的IFC模型或數(shù)據(jù)表，并應(yīng)用于其它場景。這就大大拓展了BIM模型的應(yīng)用范圍，為全過程應(yīng)用提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)資源。

圖5 模型管理流程示例

由于IFC的數(shù)據(jù)要求，也為了對信息進行有效管理，在建模前即需要設(shè)立建模規(guī)范，如明確建模原點，設(shè)立Revit-IFC類別映射，統(tǒng)一構(gòu)件/空間命名等，通過這些手段，確保BIM模型信息得到完整處理。另一方面，由于目前Revit模型中，一些屬性信息不能很好地被轉(zhuǎn)換到IFC中，例如涉及到算量抵扣的部分，這部分可以通過Revit插件，提取成為可用的數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)的深入應(yīng)用建立基礎(chǔ)。

圖6 項目模型和其分樓層查詢結(jié)果

最后，在BIM模型展示方面，平臺使用自行開發(fā)的動態(tài)加載技術(shù)，實現(xiàn)了單項目模型總量>10GB，多項目>200GB的快速瀏覽器展示，為終端用戶提供了優(yōu)秀的體驗。根據(jù)以上說明，我們將BIM數(shù)據(jù)庫管理的優(yōu)勢總結(jié)如表2。

表2 全過程工程咨詢項目管理平臺的BIM應(yīng)用

傳統(tǒng)解決方案全過程工程咨詢平臺BIM模型格式以RVT為主開放BIM格式,國際標(biāo)準(zhǔn)IFC對系統(tǒng)要求對系統(tǒng)終端要求高,大模型不流暢輕量化技術(shù),對系統(tǒng)配置要求較低客戶端安裝使用專用客戶端或插件瀏覽器無需插件應(yīng)用范圍Revit為主,受建模軟件限制較多受建模軟件限制少,支持市政、公路、橋梁等數(shù)據(jù)管理能力只能管理當(dāng)前項目的BIM模型基于云架構(gòu)實現(xiàn)多個項目的BIM模型的大數(shù)據(jù)管理

3 基于智能管理平臺的數(shù)據(jù)集成

全過程工程咨詢平臺的核心是數(shù)據(jù)管理，除了BIM數(shù)據(jù)外，系統(tǒng)還將集成其它關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息?？傮w而言，平臺上集成的數(shù)據(jù)包括以下三大類：

3.1 3D GIS數(shù)據(jù)

平臺支持虛擬地球的3D GIS數(shù)據(jù)集成。采用獨特的3D GIS與BIM模型平臺化管理，可形成智慧城市級的BIM+3D GIS能力。通過集成3D GIS信息，打破了傳統(tǒng)的施工BIM只能夠針對單一項目的BIM模型進行處理的限制，可以實現(xiàn)真實定位，日照、通風(fēng)等分析，全景展示的功能，是對于傳統(tǒng)BIM模型管理的一次重要拓展。不僅如此，平臺的底層提供了跨項目的多個BIM數(shù)據(jù)綜合管理，這就使得真正的多項目的工程事務(wù)分析成為可能。3D GIS的管理基于開源的Cesium虛擬地球開發(fā)，兼容國際上主流的空間數(shù)據(jù)格式3D Tile，具有強大的功能和數(shù)據(jù)承載能力[11]。

3.2 現(xiàn)場數(shù)據(jù)

平臺提供的數(shù)據(jù)接口，使得現(xiàn)場的關(guān)鍵數(shù)據(jù)可以實時地進入平臺，確?？焖俚捻憫?yīng)和高效的管理。這些數(shù)據(jù)可以是質(zhì)量安全檢查人員現(xiàn)場拍攝的照片信息，也可以是現(xiàn)場攝像頭自動采集的照片/視頻。隨著智慧工地技術(shù)的推行，施工企業(yè)采集的車輛進出信息、工地運行狀況等均可通過平臺展示。從全過程咨詢單位方面，可能針對現(xiàn)場某一方面的數(shù)據(jù)進行專項采集，例如，通過現(xiàn)場攝像頭獲取某施工設(shè)備如塔吊工作的總時間。并利用該數(shù)據(jù)進行工作效率分析。再比如，通過對某施工斜面的平整度掃描，導(dǎo)入系統(tǒng)后與模型疊加分析比對，得到精確的施工質(zhì)量評估結(jié)果。這些對于全過程咨詢單位提供工程項目的細化管理能力具有重要意義。

圖7 多種現(xiàn)場數(shù)據(jù)與平臺整合

3.3 項目管理數(shù)據(jù)

項目數(shù)據(jù)是指包括項目進度、工程量、預(yù)算、會議資料以及各類工程文檔、表單在內(nèi)的信息。傳統(tǒng)上，工程項目管理的各類文件的簽署、流轉(zhuǎn)、收集是通過紙質(zhì)手段由人工處理完成。一些重要信息如項目進度采用的是電子表格或單一軟件格式MPP文件。工程算量和預(yù)算較多采用的是廣聯(lián)達工具導(dǎo)出Excel。對于全過程咨詢單位，這些信息最終散落在各個電子或紙質(zhì)文件中，無法做到快速簽署和更新，也不易追溯。全過程工程咨詢平臺通過各種數(shù)據(jù)導(dǎo)入模板和在線表單，將關(guān)鍵信息進行數(shù)據(jù)化，并通過在線審批和簽字進行快速流轉(zhuǎn)，提高整個項目管理效率。同時，對于會議紀(jì)要，工程文檔進行標(biāo)簽化處理，便于后續(xù)的收集、查詢和竣工交付工作。

全過程工程咨詢平臺使用大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)架構(gòu)對以上信息進行管理。我們認(rèn)為，對于全過程咨詢，數(shù)據(jù)的整合極為重要。所謂大數(shù)據(jù)，不是指單純地堆砌項目數(shù)據(jù)，將不同版本的文件、質(zhì)量安全表單、模型進行存儲，這不能稱為大數(shù)據(jù)(Big Data)。計算機領(lǐng)域所說的大數(shù)據(jù)，是通過分布式存儲和元數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，形成多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的高效組織、查詢、分析利用能力，這才是大數(shù)據(jù)技術(shù)的實際意義所在。

所謂元數(shù)據(jù)是指從信息資源中提出特征后的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，即用來組織、描述、管理信息和知識的數(shù)據(jù)。通過元數(shù)據(jù)等技術(shù)，可以對大量不同來源的數(shù)據(jù)進行整理，形成一個整體的數(shù)據(jù)資源庫。對于實時數(shù)據(jù)，平臺提供了流數(shù)據(jù)處理能力，以及時進行數(shù)據(jù)ETL，確保將重要監(jiān)測情況及時推送給用戶和做出響應(yīng)。圖8是全過程工程咨詢平臺的數(shù)據(jù)處理框架示意圖。

基于大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)架構(gòu)和實時數(shù)據(jù)，全過程工程咨詢平臺可以開展大規(guī)模綜合分析，以繞開復(fù)雜的人員、設(shè)備、采購等細節(jié)信息，對項目的總體形成把控。同時，根據(jù)歷史的其它項目數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和比對，根據(jù)預(yù)設(shè)的指標(biāo)去計算評估工程項目運行的實際狀況，為優(yōu)化管理，節(jié)約成本提供支撐。表3比較了傳統(tǒng)管理模式和全過程咨詢平臺的數(shù)據(jù)管理分析能力。

4 平臺工程項目應(yīng)用

本平臺已經(jīng)進入初步實用階段，目前在深圳市南山醫(yī)院改擴建項目二期開展前期評估，將第一版BIM模型和相應(yīng)的3D GIS數(shù)據(jù)形成了整合，并根據(jù)全過程咨詢方要求形成了設(shè)計圖紙和BIM模型的綜合管理如版本控制功能。項目設(shè)計方根據(jù)要求上傳圖紙，建模團隊根據(jù)專業(yè)圖紙進行線上討論并進行模型的更新和修改。平臺并實現(xiàn)了構(gòu)件的模型抽取和查詢的功能。由于醫(yī)院項目建設(shè)的特殊性，施工現(xiàn)場作業(yè)面窄，工期緊張，工序及工藝復(fù)雜，需集成眾多傳感設(shè)備，對項目現(xiàn)場影響安全的因素的進行自動數(shù)據(jù)采集、智能處理，及時預(yù)警，防患于未然，確保項目施工過程順利。具體的監(jiān)測內(nèi)容包括深基坑監(jiān)測、塔機、吊鉤、升降機、臨邊防護監(jiān)測、道閘監(jiān)控等。部分?jǐn)?shù)據(jù)通過施工總包單位采集，通過導(dǎo)入平臺進行跟蹤管理。

圖8 全過程咨詢平臺的數(shù)據(jù)處理架構(gòu)

表3 全過程工程咨詢平臺的項目數(shù)據(jù)管理分析能力

傳統(tǒng)解決方案全過程工程咨詢平臺算量和造價主要是土建,也有少量其他專業(yè)采用專業(yè)軟件進行算量,管理導(dǎo)出量/價的數(shù)據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)一般不包括實測實量數(shù)據(jù)可與系統(tǒng)模型疊加進行施工質(zhì)量評估預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)進度規(guī)劃人工或半自動的規(guī)劃專業(yè)的建模和規(guī)劃工具確保進度可以在系統(tǒng)上顯示仿真數(shù)據(jù)集成仿真數(shù)據(jù)整合困難多種仿真軟件的結(jié)果可以在BIM+3DGIS上顯示模型抽取效率不高且結(jié)果與實際存在差異從建模標(biāo)準(zhǔn)開始規(guī)范模型信息,以數(shù)據(jù)庫手段進行處理,確保高效和準(zhǔn)確數(shù)據(jù)挖掘分析缺乏可靠的數(shù)據(jù)分析能力高效的數(shù)據(jù)抽取,合并,挖掘分析能力

圖9 南山醫(yī)院模型初步導(dǎo)入模型

平臺預(yù)計在南山醫(yī)院項目的應(yīng)用包括如下內(nèi)容：

1)統(tǒng)一的項目數(shù)據(jù)云平臺：新一代的項目管理平臺基于云化基礎(chǔ)架構(gòu)，實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)下的可擴展性，支持多種工程信息和百TB級別和更大規(guī)模數(shù)據(jù)的綜合高效管理。通過強大的計算和數(shù)據(jù)管理能力實現(xiàn)對項目各參與方的多樣化云服務(wù)。

2)BIM+3D GIS在醫(yī)院項目中的應(yīng)用：與當(dāng)前多數(shù)工程項目管理平臺不同，本項目平臺采用了領(lǐng)先的BIM+3D GIS技術(shù)，結(jié)合動態(tài)加載技術(shù)，實現(xiàn)了城市級的項目空間展示。平臺不僅可以對全量模型(全專業(yè)所有信息)實現(xiàn)瀏覽器端無插件的加載，同時通過結(jié)合3D GIS信息實現(xiàn)空間的精確定位，從而為施工車輛路線、人員GPS定位提供基礎(chǔ)服務(wù)平臺。

3)醫(yī)院智慧建造管理：項目依托大數(shù)據(jù)管理平臺，實現(xiàn)對施工過程安全、進度、質(zhì)量、成本以及模型數(shù)據(jù)的整合，結(jié)合國家對工程質(zhì)量、安全管理的要求與建設(shè)單位、代建單位項目管理的程序與經(jīng)驗，實現(xiàn)對醫(yī)院項目的數(shù)字化、高效化、可視化管理。業(yè)主、代建、監(jiān)理、咨詢、總包、分包等單位可以統(tǒng)一在平臺上完成信息交換和管理活動。

4)醫(yī)院建設(shè)的智慧工地：項目采用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、邊緣計算、云計算技術(shù)，建成適合醫(yī)院工地現(xiàn)場的智慧工地云平臺，為醫(yī)院建設(shè)順利進行保駕護航。智慧工地運用一整套IOT硬件設(shè)備、軟件應(yīng)用結(jié)合的云平臺系統(tǒng)，通過硬件設(shè)備現(xiàn)場監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集，提供預(yù)測方案，實現(xiàn)工地的可視化、遠程智能化管理。

5)醫(yī)院項目文檔和交付：本平臺以文件索引管理為基礎(chǔ)，實現(xiàn)工程文檔的有效管理。針對醫(yī)院項目交付的復(fù)雜要求，對文檔進行分類和自動化歸集。解決目前多數(shù)平臺按照文件夾模式管理，利用不便的問題。按照預(yù)定的模板，平臺在項目完成后可自動導(dǎo)出文檔和模型信息交付。這一方案將有效節(jié)約相應(yīng)的人力和時間成本，方便醫(yī)院方接收和未來的運維管理。

本平臺同時在深圳大學(xué)藝術(shù)樓綜合樓項目中進行落地。目前處在項目施工前期，主要推廣電子簽章，自定義流程，以及導(dǎo)入算量清單，并根據(jù)施工過程形成明確的更改簽證記錄。在此過程中將進度與BIM模型結(jié)合，隨著工程進展對費用給出預(yù)估。平臺集成了會議管理功能，以確保從項目前期開始的進展和相關(guān)會議問題能夠得到及時處理和跟蹤。用戶將從進度、費用、模型圖紙、文檔等方面獲取全面的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)需要對工程項目進行實時統(tǒng)計，提供決策依據(jù)。

新一代全過程工程咨詢平臺實施的預(yù)期效果包括：對項目的全過程而不僅僅是施工階段的信息進行采集； 結(jié)合3D GIS功能形成定位和空間分析能力優(yōu)化設(shè)計； 形成進度和費用的精確控制和預(yù)估能力； 提高工程事務(wù)的實時響應(yīng)能力； 基于數(shù)據(jù)管理提高模型和文檔的管理和交付能力； 實現(xiàn)基于多個項目的數(shù)據(jù)分析能力以實現(xiàn)項目的全過程服務(wù)。平臺提高了整體管理的協(xié)作和透明度，利用數(shù)字化技術(shù)提高工程項目的整體質(zhì)量。

圖10 深圳大學(xué)藝術(shù)樓綜合樓圖紙審批和項目事務(wù)清單

5 結(jié)論

全過程咨詢是為業(yè)主提供工程項目管理服務(wù)，覆蓋從前期規(guī)劃到設(shè)計、施工和交付的全過程。作為全過程咨詢方，對于項目具有總體把控和專業(yè)化服務(wù)的優(yōu)勢?；谶@一特點，新一代全過程工程咨詢項目管理平臺采取了云架構(gòu)，研究了基于數(shù)據(jù)庫管理的平臺應(yīng)用。推動從數(shù)據(jù)角度去管理，將BIM與進度、費用等工程信息連接起來，并持續(xù)跟蹤和優(yōu)化項目的推進。

全過程工程咨詢項目平臺通過將BIM數(shù)據(jù)索引化，并結(jié)合3D GIS虛擬地球技術(shù)，實現(xiàn)了大量工程項目的綜合管理能力。通過大數(shù)據(jù)的分布式存儲，形成了BIM模型的管理和工程數(shù)據(jù)的有效集成，支持全過程咨詢單位形成深化管理的能力。當(dāng)前平臺已落地深圳市兩個大型工程項目，并正處于繼續(xù)完善中。目前的功能如全量模型在線瀏覽和審批、多方協(xié)同、會議和電子會簽、模型流轉(zhuǎn)和分析應(yīng)用等，確保了工程項目數(shù)據(jù)及時得到收集和響應(yīng)，提高了全過程咨詢方控制、協(xié)調(diào)的能力，在項目運行上起到了重要作用。

項目管理平臺開發(fā)團隊未來將繼續(xù)開拓基于BIM信息交換的大數(shù)據(jù)分析，繼續(xù)推廣BIM模型的深入應(yīng)用。結(jié)合現(xiàn)場采集的信息，進行智能化的分析和反饋，推進實現(xiàn)項目的全生命周期管理，并基于信息化向更廣泛的領(lǐng)域如數(shù)字孿生和智慧城市方向發(fā)展和提升。