王學楷馮慧君

(中鐵(上海)投資有限公司，上海 200126)

0 引言

城市軌道交通項目由于規(guī)模大、施工跨度長、技術(shù)標準高、涉及專業(yè)多、建設周期較長、參建人員多等原因，容易產(chǎn)生工程項目管理難度大及效率低等問題。 為了減少地鐵施工的安全事故，有必要建立一個更加高效的高科技集成管理系統(tǒng)，全面、系統(tǒng)、現(xiàn)代化地管理地鐵項目，即以建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)作為核心的安全管理模式[1－3]。 BIM 在建筑、水電等行業(yè)的應用較為成熟，而在軌道交通行業(yè)的應用尚處起步階段[4－5]。 在軌道交通工程中，通過三維地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)再現(xiàn)和管理區(qū)域內(nèi)三維場景，實現(xiàn)地鐵全線路的項目統(tǒng)籌、綜合規(guī)劃和決策輔助[6]。 由于GIS 系統(tǒng)基于的是空間地理數(shù)據(jù)庫，具有管理和顯示海量地理信息的先天優(yōu)勢，但對建構(gòu)筑物細節(jié)的顯示卻存在不足，而BIM技術(shù)則具有管理和顯示建構(gòu)筑物細節(jié)信息的特點，充分利用和集成GIS 和BIM 的各自優(yōu)勢，使軌道交通建設管理更加數(shù)字化、可視化和精細化[7－11]。

基于GIS 和BIM 數(shù)字化管理平臺，國內(nèi)已經(jīng)研究開發(fā)了一些工程項目管理的信息化平臺和系統(tǒng):范登科等[12]利用國際互操作性聯(lián)盟(International Alliance of Interoperability，IAI)組織制定的BIM 框架核心工業(yè)基礎類標準(Industrial Foundation Classes，IFC)、開放地理空間協(xié)會(Open Geospatial Consortium，OGC)組織制定的GIS 框架核心三維模型數(shù)據(jù)存儲標準架構(gòu)(City Geography Markup Language，CGML) 和應用領(lǐng)域擴展(Application Domain Extension，ADE)機制，實現(xiàn)以數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為核心的BIM 模型跨GIS 平臺集成方法，并在哈爾濱北站、杭州南站新建站等鐵路工程BIM 設計項目中開展了應用；呂慧玲等[13]分析了IFC 數(shù)據(jù)模型與City GML 模型中所有的建筑構(gòu)件類型及其關(guān)聯(lián)的語義信息，分別建立IFC 數(shù)據(jù)模型到City GML 各層級的映射模型，提出了一種從BIM 模型到多層次細節(jié)GIS 模型的完整轉(zhuǎn)換方法；宋學峰[14]提出以GIS和BIM 的深度集成應用技術(shù)為核心，解決不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息格式的相互轉(zhuǎn)換問題，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互與信息共享信息管理模式是保障智慧城市地下管網(wǎng)科學、高效、安全運行的有效模式；張敏杰[15]提出建立基于GIS 和BIM 的動態(tài)總體規(guī)劃管理平臺，形成涵蓋建筑建設全過程主要決策信息的動態(tài)管理系統(tǒng)，為實現(xiàn)在多元投資主體、多主體設計、設計、監(jiān)督管理及超大型項目群體環(huán)境下高品質(zhì)的建設管理奠定基礎。

基于上述研究，文章利用日益成熟的BIM 技術(shù)，基于GIS＋BIM 的數(shù)據(jù)基礎，結(jié)合青島地鐵8 號線施工中的工程管理數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)集成、實時監(jiān)控、模擬分析、虛擬建造等模式，以數(shù)字化、信息化和可視化的方式提升項目建設管理水平，達到現(xiàn)場規(guī)范化施工、風險管理可控及安全施工的目的，為類似工程的信息化應用提供借鑒。

1 工程概況

青島市地鐵8 號線是青島市軌道交通建設的重點工程，是山東省新舊動能轉(zhuǎn)換首批重點項目，其關(guān)鍵控制性工程大洋站—青島北站區(qū)間(以下簡稱過海隧道項目)線路全長約為7.9 km，穿越膠州灣海域?qū)挾燃s為5.4 km，設有施工斜井1 座、通風豎井3 座、泵站3 處，是目前國內(nèi)最長的過海地鐵隧道，由于地質(zhì)極其復雜，經(jīng)反復論證確定采用“盾構(gòu)法＋礦山法”兩端相向施工，東側(cè)過海段2.9 km 處采用泥水盾構(gòu)法施工；西側(cè)過海段2.5 km 處采用礦山法＋雙模式TBM 平導輔助施工，以加快施工進度[16－18]。 海底隧道項目地質(zhì)條件復雜，安全風險高。 項目管理中需要對施工內(nèi)容、計劃進度、人員設備安排、安全隱患等諸多方面進行大量的溝通聯(lián)系，可能會造成因為人員配置不完善、信息溝通不及時、設備監(jiān)控不嚴格等原因，發(fā)生進度、安全與質(zhì)量問題[19－24]。 通過“GIS＋BIM 項目信息管控平臺”的研發(fā)，逐步實現(xiàn)“遠程管理、規(guī)范管理”的目標，提高現(xiàn)場施工進度和規(guī)范安全質(zhì)量管理[25]。

2 施工數(shù)字化管控

2.1 數(shù)字化管控目標

傳統(tǒng)項目信息管理存在的問題有:(1) 項目管理體系以PDCA 循環(huán)為基礎，未將各管理對象的數(shù)據(jù)相互利用作為關(guān)注點，往往導致數(shù)據(jù)之間互用性差；(2) 缺少以三維為主的數(shù)據(jù)展示方式，無法滿足不同專業(yè)不同層次管理者的應用需求；(3) 管控實施的數(shù)據(jù)基礎薄弱，常由于數(shù)據(jù)錯漏導致決策失誤。因此，以BIM、GIS 技術(shù)為主的數(shù)字化管控應實現(xiàn)以下目標:

(1) 實現(xiàn)項目信息管理 通過智慧工地建設與信息化技術(shù)應用等手段，收集、處理、存儲、傳遞、應用、移交項目實施過程中涉及的各種情報、資料，為決策提供科學依據(jù)；將施工過程的重要管理資料、竣工驗收資料、重要設備數(shù)據(jù)與各階段BIM 模型相關(guān)聯(lián)，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分類、編碼體系、存儲標準實現(xiàn)施工項目過程數(shù)字資產(chǎn)移交；同時維護項目安全、質(zhì)量、進度關(guān)鍵信息，保證信息的真實、及時和有效。

(2) 提升管理溝通效率 利用三維數(shù)據(jù)集成和展示，形成用于各參與單位溝通交流的可視化工具，有效提升溝通效率和決策質(zhì)量；建立全生命周期BIM 并集成整個建設階段進度質(zhì)量、工程變更、安全責任、作業(yè)人員、質(zhì)檢報告以及施工過程等資料，提高管理效率，降低管理難度。

(3) 減少變更優(yōu)化成本 通過地質(zhì)模型、周邊環(huán)境、工程BIM 的集成，提前發(fā)現(xiàn)潛在的設計缺陷、施工風險、管控難點，減少施工變更；實現(xiàn)不同變更方案的成本變化估算，提高變更決策效率，節(jié)約建設投資和施工成本，有效控制投資風險。

(4) 實現(xiàn)目標動態(tài)控制 施工項目實施過程是涉及目標分解、確定計劃、執(zhí)行跟蹤、實際檢查、偏差分析與目標調(diào)整的工作循環(huán)。 用項目信息管理中收集的項目管控信息數(shù)據(jù)(包括現(xiàn)場采集數(shù)據(jù))，進行施工質(zhì)量、進度、安全、成本的監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)并解決相關(guān)問題，保證工程項目目標實現(xiàn)。 結(jié)合現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行施工模擬，提前預知工程情況，可有效發(fā)現(xiàn)存在問題，改進設計質(zhì)量，優(yōu)化施工組織方案。

(5) 避免信息重復錄入 通過開放接口、數(shù)據(jù)抓取等方式，實現(xiàn)與已有信息系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳遞，減少施工現(xiàn)場日常數(shù)據(jù)多次填報、重復錄入的情況；開發(fā)相應的數(shù)據(jù)采集與錄入工具，優(yōu)化數(shù)據(jù)錄入模式，簡化錄入操作，增強錄入數(shù)據(jù)的可用性。

2.2 施工信息要素

施工與管理人員的施工活動需要大量的施工信息支持，這些信息在被加工處理后形成特定形式的數(shù)據(jù)，成為建筑施工管控要素的呈現(xiàn)載體，項目管控要素包括項目的組織結(jié)構(gòu)、業(yè)務職能、資金流、物資流以及外在環(huán)境，相互關(guān)聯(lián)形成整體，為決策者控制項目實施過程提供依據(jù)。 根據(jù)建筑施工項目主要生產(chǎn)要素和實際管理需求，借鑒質(zhì)量管理五要素體系，可將項目管控要素信息劃分為測量信息、環(huán)境信息、人員信息、物料信息、機具信息、技術(shù)信息與擬建物信息，如圖1 所示。

圖1 施工信息要素分類

2.3 管控平臺研發(fā)及關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1 管控平臺研發(fā)

基于施工信息要素搭建項目信息管控平臺，大致可分為數(shù)據(jù)集成、平臺搭建、管控實施3 個方面。

(1) 數(shù)據(jù)集成 以GIS 數(shù)據(jù)與傾斜攝影模擬周邊環(huán)境，建立地質(zhì)模型反應地勘情況，根據(jù)場地布置圖建立施工場地BIM 模型，根據(jù)施工圖設計并建立BIM 模型，通過上述數(shù)據(jù)的集成與融合，以及在構(gòu)件中附加設計資料、技術(shù)文檔、施工照片等數(shù)據(jù)，共同形成標準統(tǒng)一的三維施工信息模型；通過錄入進度填報記錄、抓取施工監(jiān)測數(shù)據(jù)、導入項目管理資料、設定超前地質(zhì)預報與施工危險源等，形成施工基礎數(shù)據(jù)庫；再集成海底隧道項目中已接入的視頻監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、盾構(gòu)機監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)，補充實時的施工動態(tài)數(shù)據(jù)，最終建立供各參與方共享的施工信息數(shù)據(jù)庫，以達到數(shù)據(jù)的交互應用。

(2) 平臺開發(fā) 在施工信息數(shù)據(jù)庫的基礎上，梳理數(shù)據(jù)相互應用關(guān)系，解決各數(shù)據(jù)間分析與展示的問題，基于成熟的三維顯示引擎開發(fā)基于GIS ＋BIM 技術(shù)的施工信息管控系統(tǒng)平臺，從信息快速查看、數(shù)據(jù)整合分析、多維度信息呈現(xiàn)等方面為項目管控提供平臺與工具支撐。

(3) 管控實施 基于GIS＋BIM 項目信息管控平臺進行項目管控，即利用信息技術(shù)輔助項目數(shù)據(jù)收集、處理和展示過程，主要目的為減少溝通難度，增加數(shù)據(jù)獲取效率，具體功能如圖2 所示。

圖2 信息管控平臺功能分類圖

2.3.2 技術(shù)路線

基于“一條管理線、一張監(jiān)管網(wǎng)、一個數(shù)據(jù)庫”指導原則，構(gòu)建GIS＋BIM 數(shù)字化項目管控平臺，以GIS 和BIM 數(shù)據(jù)為基礎，利用底層引擎的三維顯示和數(shù)據(jù)承載能力，以軌道交通工程施工總包管理需求為例，建立數(shù)字孿生模型與應用平臺。 利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器等信息技術(shù)實現(xiàn)對施工現(xiàn)場人員、機械、物料運轉(zhuǎn)過程的實時掌控；通過對數(shù)據(jù)相互關(guān)系的整合應用，建立多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集合進行工程管理過程的模擬與仿真，指導管理決策，減少管理人員現(xiàn)場查看投入時間。 管控平臺研發(fā)的技術(shù)路線如圖3所示。

2.4 三維模型輕量化

軌道交通工程項目的BIM 模型對象具有特殊性、復雜性、異面多等特點，滿足應用需求的BIM 模型信息數(shù)據(jù)量大，內(nèi)存占用比較大，因此需要對三維模型進行輕量化處理，平衡顯示效果與加載速度。文章模型輕量化的整體技術(shù)路線如圖4 所示，分為數(shù)據(jù)提取、壓縮傳遞、模型渲染幾個部分，其中模型幾何數(shù)據(jù)提取主要基于導出插件實現(xiàn)，采用三角面優(yōu)化對BIM 模型與三維場景輕量化，通過減面處理來降低BIM 模型的數(shù)據(jù)量，利用三維引擎的瓦片化工具處理GIS 數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳遞通過gzip 壓縮保障效率，實現(xiàn)優(yōu)化后的模型及時向服務器數(shù)據(jù)庫傳遞；渲染采用多細節(jié)層次(Levels of Detail，LOD)技術(shù)優(yōu)化GIS 數(shù)據(jù)，并根據(jù)工程項目的工作分解結(jié)構(gòu)，拆分BIM 模型，將原來的BIM 模型按照工作分解結(jié)構(gòu)(Work Breakdown Structure，WBS)中的節(jié)點進行拆分，減少平臺在不需要加載整體BIM 模型時根據(jù)選擇的WBS 節(jié)點加載對應的模型，減少內(nèi)存與加載時間消耗。

3 管控平臺應用實施

項目建立了青島地鐵8 號線大洋站、大青區(qū)間、青島北站車站、區(qū)間隧道及場地設施模型，包括附屬設施與臨時設施，模型達到施工圖精度。 同時采集車站與區(qū)間周邊GIS 數(shù)據(jù)，建立地質(zhì)數(shù)據(jù)模型，區(qū)間地理信息采集、處理、地質(zhì)模型建模采用0.3 m 遙感影像，按5 km×10 km 計，場地周邊既有建筑建模按1.7 km 計算。

3.1 BIM 碰撞檢查

基于BIM 三維模型開展碰撞檢查與設計優(yōu)化工作，有效減少了設計成果“錯、漏、碰、缺”等問題，對青島地鐵8 號線大洋站及青島北站管道密集區(qū)域進行綜合排布建模設計，提前發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場存在的碰撞和沖突，減少了設計變更及工程施工成本，提高了設計效率、設計質(zhì)量以及施工現(xiàn)場的工作效率，大洋站模型碰撞檢查如圖5 所示。

3.2 場地模擬與優(yōu)化

施工現(xiàn)場臨建設施是為工程建設服務的，布置是否合理將影響到施工的安全和生產(chǎn)效率，臨時設施布置仿真模擬，可以幫助施工單位準確估算所需要的資源，評估臨建設施的安全性。 青島地鐵8 號線大青區(qū)間過海隧道施工臨建設施多，依靠傳統(tǒng)二維CAD 對現(xiàn)場的大臨、道路、龍門吊等進行布置不僅效率低，而且由于場地大小及周邊環(huán)境影響，造成場地布置不能滿足現(xiàn)場實際施工需要。 項目結(jié)合BIM 技術(shù)對現(xiàn)場的道路、生產(chǎn)設施、管片堆場、龍門吊等現(xiàn)場設施設備進行合理的布置(如圖6 所示)，模擬大型設備(如300 t 起重吊車)進場作業(yè)，與周邊環(huán)境進行適應性比對，通過漫游模擬提前反應場地布置問題，從而實現(xiàn)場地布置調(diào)整及優(yōu)化，更貼切于現(xiàn)場的施工生產(chǎn)，提高設備作業(yè)效率，提升了過海隧道項目現(xiàn)場的安全管理水平。

3.3 地質(zhì)風險隱患管理

對于施工中出現(xiàn)的安全質(zhì)量問題，現(xiàn)場很難做到事前預防、提前預警、及時發(fā)現(xiàn)，過海隧道項目需要穿越9 條斷裂帶，根據(jù)地質(zhì)詳勘資料建立三維地質(zhì)模型，將風險較高的地段進行標識，利用三維模型直觀顯示沿線隧道穿越風險隱患的具體情況，施工過程可以根據(jù)地質(zhì)條件及時進行工法轉(zhuǎn)換，合理調(diào)整支護參數(shù)，確保施工安全，如圖7 所示。

圖7 地質(zhì)風險隱患管理圖

3.4 施工進度管理

在項目進度管理過程中存在問題有:(1) 由于對項目實際進度掌握不全面、計劃不合理，常常導致資金計劃、供貨商材料供應計劃與施工進度、實際發(fā)生成本不匹配；(2) 由于建設項目工期較長、數(shù)據(jù)量大、收集復雜且收集速度較慢，常規(guī)方法不能及時收集和處理施工過程中的大量數(shù)據(jù)信息，導致成本分析困難、效率低，不能及時采取有效措施控制成本。

利用BIM 結(jié)構(gòu)化優(yōu)勢，對過海隧道項目單位工程做WBS 分解，建立與時間維度之間的相互關(guān)系，附加生產(chǎn)組織關(guān)系。 根據(jù)項目總體工籌計劃，編制年、季、月計劃及重要節(jié)點計劃，開展三維施工進度管理，實現(xiàn)工籌、年計劃、月計劃與實際進度對比分析與模擬；快速統(tǒng)計分析計劃實物量與已完工程量、產(chǎn)值、成本并生成報表，達到對成本的準確掌握。 實現(xiàn)對施工進度的查看分析、關(guān)鍵節(jié)點預警、工效預警與數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。 解決了以往項目管理中數(shù)據(jù)收集量大、進度計劃可實施性差、進度報表虛瞞等問題，提升了對過海隧道項目施工進度的管理水平，施工進度管理模擬對比如圖8 所示。

圖8 施工進度管理模擬對比圖

3.5 監(jiān)控量測管理

監(jiān)控量測數(shù)據(jù)關(guān)系到施工安全，利用信息管控平臺進行過海隧道項目施工范圍三維監(jiān)測點位置、環(huán)境監(jiān)測、沉降變形等監(jiān)測數(shù)據(jù)與曲線圖查看與分析，實現(xiàn)對多測點的數(shù)據(jù)對比，空間關(guān)系多數(shù)據(jù)查詢，利用監(jiān)測結(jié)果數(shù)據(jù)來指導施工，如圖9 所示。 利用平臺的錄入預警、實時報警與二次預警等功能，確保監(jiān)測點安全隱患信息及時獲取，提高施工安全可控程度。 錄入預警是指在數(shù)據(jù)日常錄入過程中系統(tǒng)自動檢查當次已錄入數(shù)據(jù)，對于不合理數(shù)據(jù)作出判斷與提示，便于用戶及時修改，減少錯錄導致的返工；實時報警指對超過預警值或控制值的數(shù)據(jù)進行預警提示，以便能夠及時了解現(xiàn)場實際情況；二次預警是指在紅色預警或二次預警處理完成后，如果再次發(fā)生預警，采用的特殊處理方式。

圖9 信息管控平臺監(jiān)控量測管理圖

3.6 人員和設備定位管理

過海隧道礦山法獨頭開挖深度為2.5 km，施工機械設備、人員眾多，施工風險高，因此必須加強人員和車輛的安全管理。 在施工過程中，管理機械車輛，更好地掌握車輛位置信息，及時調(diào)度車輛，實現(xiàn)車輛會車提前預警，避免現(xiàn)場擁堵；對施工人員進行定位管理，可及時掌握人員位置信息，確保人員的安全。 定位管理模塊由區(qū)域劃設管理、進出區(qū)域判定、信息顯示、運動軌跡顯示、實時統(tǒng)計、應急數(shù)據(jù)6 部分組成。

區(qū)域劃設管理分割車輛人員定位覆蓋區(qū)域，區(qū)分施工區(qū)域、生活區(qū)域等，用于統(tǒng)計各位置的設備、人員，實現(xiàn)對作業(yè)工點車輛和人員的精確統(tǒng)計；進出區(qū)域判定功能對車輛人員進入?yún)^(qū)域或離開區(qū)域進行判斷，并記錄相應時間戳；信息顯示是通過GIS 平臺上的信息聯(lián)動，在三維圖上呈現(xiàn)車輛人員具體方位，車輛定位系統(tǒng)顯示如圖10 所示。 點擊相應標簽即可獲得相關(guān)車輛人員的具體信息，包括車輛位置、車牌號、車輛狀態(tài)；人員信息包括人員姓名、年齡、照片、工號及聯(lián)系方式。

圖10 車輛定位系統(tǒng)顯示圖

人員車輛運動軌跡顯示，通過坐標信息，可以查看車輛和人員運動軌跡，包括實時軌跡和歷史軌跡。實時軌跡直接在三維圖上呈現(xiàn)當前車輛人員的運動軌跡，即通過選擇起止時間，可獲得車輛人員的歷史軌跡，并將其呈現(xiàn)在三維圖上；應急數(shù)據(jù)功能可以在遇到應急情況時，快速統(tǒng)計各區(qū)域內(nèi)車輛人員詳情，并了解掌握在危險區(qū)域中的車輛、人數(shù)，并及時采取緊急應對措施，實現(xiàn)車輛人員的快速撤離。

通過對過海隧道項目現(xiàn)場車輛與作業(yè)人員的定位管理，及時反饋現(xiàn)場施工動態(tài)，實時展示車輛在隧道的運行軌跡，實現(xiàn)精準調(diào)度，避免現(xiàn)場擁堵，提高過海隧道施工作業(yè)效率。 根據(jù)現(xiàn)場車輛人員位置信息，提升了現(xiàn)場車輛人員安全管理水平。

3.7 視頻監(jiān)控安全管理

通過BIM 技術(shù)建模模擬過海隧道全過程，分解整個施工過程，使項目管理人員能清楚每一步施工流程，管理過程思路更加清晰，能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，做到開工前的風險進行辨識和事前的有效控制。Web 端提供現(xiàn)場視頻監(jiān)控攝像頭位置與BIM 模型的掛接功能，管理人員可以實時監(jiān)控現(xiàn)場施工情況，視頻監(jiān)控系統(tǒng)顯示如圖11 所示。 BIM 提供動態(tài)可視化施工空間，該空間隨著工程進展會不斷地變化，通過可視化模擬工作人員施工狀況，可以形象地顯示施工工作面、施工機械狀態(tài)，并評估其安全性。

圖11 視頻監(jiān)控系統(tǒng)顯示圖

過海隧道項目通過將施工現(xiàn)場視頻監(jiān)控和BIM模擬聯(lián)動結(jié)合，及時反映現(xiàn)場施工生產(chǎn)情況，方便管理者及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場不安全的因素和狀態(tài)，及時采取措施消除風險源，實現(xiàn)動態(tài)安全施工。

3.8 盾構(gòu)機掘進管理

盾構(gòu)機管理模塊可以顯示盾構(gòu)機的工作狀態(tài)，包括當前位置、盾構(gòu)姿態(tài)、掘進系統(tǒng)中的掘進速度與掘進壓力，鉸接系統(tǒng)中的鉸接位移與鉸接壓力、刀盤土壓力、管片環(huán)號、統(tǒng)計分析、風險預警等(盾構(gòu)掘進管理系統(tǒng)顯示如圖12 所示)，系統(tǒng)接入了過海隧道項目大青區(qū)間超前導洞TBM、大青區(qū)間盾構(gòu)機，盾構(gòu)類型包括土壓平衡及泥水盾構(gòu)，盾構(gòu)型號包括Crec150、Crec152。

圖12 盾構(gòu)掘進管理系統(tǒng)顯示圖

盾構(gòu)位置功能實時展示盾構(gòu)機的位置、計劃掘進路線和實際掘進路線，查看盾構(gòu)機的掘進狀態(tài)。運行參數(shù)實時顯示盾構(gòu)在掘進過程中的參數(shù)，包括當前掘進里程、掘進環(huán)、總環(huán)數(shù)、掘進速度，掘進壓力、鉸接系統(tǒng)等參數(shù)。 盾構(gòu)姿態(tài)功能實時監(jiān)視盾構(gòu)機位置偏差，展示詳情包括俯仰角、滾動角、導向系統(tǒng)、水平與垂直偏差等。 統(tǒng)計分析功能實時顯示盾構(gòu)機在掘進過程中各類材料消耗，包括泡沫原液、泡沫工業(yè)水、泡沫混合液、HBW 密封油脂、EP2 潤滑油脂、盾尾密封、膨潤土等；風險預警功能及時提示風險源，包括掘進速度、掘進狀態(tài)、重大風險源提示，重大風險源包括超前地質(zhì)預報與破碎帶提示，并通過預設的盾構(gòu)機路線，可以在三維地圖上展示盾構(gòu)機的實際與計劃進度路線。

4 結(jié)語

青島市地鐵8 號線“GIS＋BIM 項目信息管控平臺”的研發(fā)和應用，主要解決了項目管理者對管理數(shù)據(jù)的快速獲取、分析和決策支持難題。 利用日益成熟的BIM 技術(shù)，基于GIS＋BIM 的數(shù)據(jù)基礎，結(jié)合施工中的工程管理數(shù)據(jù)，形成可供項目各管理階段查詢的數(shù)據(jù)載體，并針對進度、資料、安全、數(shù)據(jù)查詢等方面開發(fā)了具體的功能模塊。 結(jié)合平臺進行施工過程管控，減少項目管理時間成本，減少工作安排和現(xiàn)場溝通的難度。 統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理，加快信息傳遞，進行技術(shù)資料和安全施工標準化信息共享，提高工作效率，提升了整個項目管理水平。 項目管控實現(xiàn)了“一個數(shù)據(jù)庫、一張監(jiān)管網(wǎng)、一條管理線”，并取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。

該平臺實現(xiàn)了GIS＋BIM 的集成應用，對過海隧道項目進行了場地優(yōu)化設計，減少了工作安排與現(xiàn)場溝通的難度；通過監(jiān)測預警23 次，預判施工風險6 次，確保了施工安全；進行進度優(yōu)化和安全管理，縮短工期40 d；節(jié)約建設成本383.2 萬元；節(jié)約項目管理成本38.9 萬元，進行安全標準化信息共享，提高了工作效率。

同時，該平臺以地鐵工程建設安全管理為目標，以標準化、規(guī)范化管理為抓手，以BIM 為主要技術(shù)框架，節(jié)省了建設管理成本，順應了工程信息化發(fā)展的需要，形成了特色的規(guī)范化的操作管理體系，革新了施工管理行為模式和管理模式，提高了施工管理水平，為類似工程提供了重要借鑒。 BIM 在施工領(lǐng)域的應用有利于工程建設項目精細化管理水平提高。 青島地鐵8 號線大青區(qū)間過海隧道已經(jīng)在2020 年1 月20 日順利實現(xiàn)貫通。