【摘要】近年來，BIM技術(shù)作為工程建設(shè)信息化發(fā)展中重要的角色，在施工進(jìn)度、成本管控和提升質(zhì)量方面有明顯優(yōu)勢。越來越多的鐵路施工企業(yè)開始改進(jìn)和創(chuàng)新BIM應(yīng)用管理方法與技術(shù)。本文從鐵路施工企業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用體系現(xiàn)狀、存在的問題、構(gòu)建的方法、構(gòu)建的內(nèi)容以及保障措施等方面入手，深入探討鐵路施工企業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用體系構(gòu)建的意義與過程，從而提升企業(yè)整體BIM技術(shù)應(yīng)用水平。

1、引言

鐵路施工行業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，在我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中有著舉足輕重的地位和作用。近年來，我國鐵路發(fā)展迅速，截止2016年年底，全國鐵路營業(yè)里程達(dá)到12.4萬公里，其中高速鐵路2.2萬公里，位居世界第一。2016年7月，國家發(fā)改委印發(fā)《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》文件中明確提出：到“十三五”末鐵路網(wǎng)規(guī)模達(dá)到15萬公里，其中高速鐵路3萬公里，覆蓋80%以上的大城市，到2025年，鐵路網(wǎng)規(guī)模達(dá)到17.5萬公里左右，其中高速鐵路3.8萬公里左右，僅2017年鐵路投資仍保持8000億元左右。面對如此大規(guī)模的鐵路規(guī)劃與建設(shè)，以及國家“八縱八橫”綜合交通樞紐體系和“一帶一路”戰(zhàn)略需要，在一定程度上推動了鐵路施工企業(yè)的發(fā)展。隨著國內(nèi)市場經(jīng)濟(jì)體制改革的深入，許多鐵路施工企業(yè)抓住國家興建基礎(chǔ)設(shè)施這一機(jī)遇，承攬和擴(kuò)張路外項(xiàng)目，企業(yè)經(jīng)濟(jì)擁有量和施工水平得到不斷提升，工程建設(shè)也從過去管理效率低下、建立在巨大消耗和浪費(fèi)之上的粗放建設(shè)轉(zhuǎn)向信息化、集約化、工廠化、全生命周期參與化的精細(xì)化建設(shè)階段。

BIM技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)行業(yè)，作為工程建設(shè)信息化發(fā)展中重要的角色，存在巨大的發(fā)展需求，具備成長潛力。越來越多的鐵路施工企業(yè)開展基于BIM技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)、移動通訊、GIS和云計(jì)算等信息化技術(shù)的集成化應(yīng)用與研究，進(jìn)行項(xiàng)目生產(chǎn)、技術(shù)、進(jìn)度、物資、質(zhì)量和成本管理方法的探索。當(dāng)前，鐵路施工企業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用的機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存，傳統(tǒng)單一的BIM應(yīng)用模式已難以滿足企業(yè)發(fā)展的需要，亟待構(gòu)建科學(xué)完善的BIM應(yīng)用體系，改進(jìn)和創(chuàng)新BIM應(yīng)用管理方法與技術(shù)，推動企業(yè)工程建設(shè)信息化歷史進(jìn)程。

2、目前鐵路施工企業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用體系現(xiàn)狀

當(dāng)前，中國鐵路行業(yè)已經(jīng)意識到BIM應(yīng)用的優(yōu)勢和發(fā)展的必然趨勢。中國鐵路總公司將BIM技術(shù)作為鐵路工程建設(shè)信息化的主要技術(shù)發(fā)展方向，制定了“以鐵路工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營全壽命周期管理為目標(biāo)，以標(biāo)準(zhǔn)化管理為抓手，以BIM技術(shù)為核心，建立統(tǒng)一開放的工程信息化平臺和應(yīng)用”的鐵路工程建設(shè)信息化總體規(guī)劃及推進(jìn)計(jì)劃。并牽頭成立了中國鐵路BIM聯(lián)盟，為鐵路BIM技術(shù)應(yīng)用和研究，提供技術(shù)支撐和組織保障。眾多聯(lián)盟施工單位，已經(jīng)在橋梁、隧道、路基、站房與四電等多專業(yè)試點(diǎn)施工項(xiàng)目BIM應(yīng)用中取得成果，在數(shù)據(jù)管理平臺和全生命周期關(guān)鍵技術(shù)研究中積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，開展了站前、站后多個(gè)專業(yè)BIM標(biāo)準(zhǔn)研究，建立完成了鐵路BIM標(biāo)準(zhǔn)體系框架。中國交建、中鐵四局、中鐵建設(shè)和中鐵大橋局等鐵路施工企業(yè)開始改進(jìn)和創(chuàng)新企業(yè)BIM應(yīng)用管理方法與技術(shù)，形成了一大批建設(shè)示范工程項(xiàng)目。如：中鐵四局作為中國BIM發(fā)展聯(lián)盟和中國鐵路BIM聯(lián)盟的理事單位，在鐵路、房建、市政以及城市軌道工程等多個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用工作，濟(jì)南黃河公鐵兩用橋施工安全監(jiān)測與4D動態(tài)管理系統(tǒng)、京滬高速濟(jì)南連接線扳倒井互通立交工程BIM應(yīng)用、洛河水系綜合治理工程BIM綜合應(yīng)用等BIM示范項(xiàng)目，同時(shí)在徐淮鹽鐵路、寶蘭客專、黔張常鐵路和昌贛客專等鐵路項(xiàng)目中試點(diǎn)推廣，建立企業(yè)BIM應(yīng)用體系。

3、鐵路施工企業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用體系構(gòu)建中存在的問題

近年來，鐵路施工企業(yè)承擔(dān)著越來越多的鐵路工程施工任務(wù)以及路外施工項(xiàng)目，在BIM技術(shù)應(yīng)用體系構(gòu)建中存在的問題錯綜復(fù)雜。結(jié)合調(diào)研和實(shí)際應(yīng)用，從宏觀角度分析，主要存在以下4個(gè)方面的問題：

（1）人才方面

BIM人才缺乏及流失是當(dāng)前鐵路施工企業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用體系構(gòu)建中的主要問題所在。BIM技術(shù)應(yīng)用需要懂計(jì)算機(jī)技術(shù)和豐富工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的復(fù)合型人才，對于傳統(tǒng)企業(yè)人員或習(xí)慣于當(dāng)前工作模式的技術(shù)人員會有新技術(shù)的抵觸和回避心理，青年人員從事工程技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)不足，使得現(xiàn)有的人員能力和人力資源結(jié)構(gòu)不足，學(xué)習(xí)困難。同時(shí)，工程技術(shù)人員兼職項(xiàng)目BIM應(yīng)用工作，現(xiàn)有工作業(yè)務(wù)繁多造成培訓(xùn)難，學(xué)習(xí)難堅(jiān)持等問題。

（2）技術(shù)方面

BIM技術(shù)源于國外，成熟于工民建筑業(yè)，因而國內(nèi)鐵路施工企業(yè)BIM技術(shù)適應(yīng)性差，缺乏統(tǒng)一的專業(yè)間交互數(shù)據(jù)格式支持。同時(shí)，信息化技術(shù)更新快，BIM軟件種類繁多且不夠成熟，施工企業(yè)采用著不同的BIM軟件平臺，造成軟件二次開發(fā)需求意識不強(qiáng)，開發(fā)能力弱且持續(xù)性短，難以支撐與其他多種技術(shù)的集成應(yīng)用。此外，國外BIM軟件學(xué)習(xí)難度高、軟件本地化不徹底、支撐鐵路工程的BIM專業(yè)軟件缺乏，與傳統(tǒng)技術(shù)基本方法及理念均存在差距。

（3）資源方面

施工企業(yè)在引進(jìn)BIM初期，軟硬件購買、人員培訓(xùn)和技術(shù)咨詢等短期資源投入高，業(yè)主方?jīng)]有為項(xiàng)目BIM應(yīng)用支付額外費(fèi)用，導(dǎo)致部分施工企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層接受度不高。同時(shí)，BIM技術(shù)應(yīng)用貫穿施工管理全過程，所帶來的經(jīng)濟(jì)效益短期內(nèi)并不明顯，投資回報(bào)周期長，收益不確定性。大多數(shù)鐵路施工企業(yè)未建立BIM應(yīng)用體系，存在非標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施BIM所造成的財(cái)力、物力、人力和時(shí)間等資源的浪費(fèi)及損耗現(xiàn)象，增加了BIM應(yīng)用的成本風(fēng)險(xiǎn)。

（4）戰(zhàn)略方面

多數(shù)鐵路施工企業(yè)未從戰(zhàn)略層面考慮BIM技術(shù)的重要性，技術(shù)推動的頂層設(shè)計(jì)未進(jìn)行或不完善，下屬各單位和項(xiàng)目沒有明確應(yīng)用方向，試點(diǎn)項(xiàng)目類型缺乏或單一。

4、鐵路施工企業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用體系構(gòu)建研究

4.1、構(gòu)建原則及內(nèi)容

上述4個(gè)方面問題制約著鐵路施工企業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用體系的構(gòu)建，企業(yè)要適應(yīng)鐵路建設(shè)行業(yè)的發(fā)展需求，結(jié)合實(shí)際情況，成立專門的BIM組織機(jī)構(gòu)，有力推行應(yīng)用BIM技術(shù)。作為鐵路施工企業(yè)，本次研究提出以“規(guī)范化操作、協(xié)同化運(yùn)行、知識化決策、規(guī)模化應(yīng)用、融合化發(fā)展”為基本構(gòu)建原則，將技術(shù)研究與工程應(yīng)用相結(jié)合，夯實(shí)企業(yè)的BIM應(yīng)用能力，提高施工管理水平和科技創(chuàng)新能力。

（1）規(guī)范化操作

鐵路施工企業(yè)應(yīng)建立專門的BIM組織機(jī)構(gòu)，在項(xiàng)目試點(diǎn)或推行過程中逐漸構(gòu)建企業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系，包括：構(gòu)建BIM技術(shù)資源標(biāo)準(zhǔn)、行為標(biāo)準(zhǔn)和成果交付標(biāo)準(zhǔn)等[10]，規(guī)范BIM實(shí)施資源、內(nèi)容、過程和成果，積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)形成標(biāo)準(zhǔn)，在后續(xù)項(xiàng)目實(shí)施過程中有據(jù)可依，從而減少各自摸索，非標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)施BIM所帶來的財(cái)力、物力、人力和時(shí)間等資源的浪費(fèi)和損耗，降低BIM實(shí)施的成本和風(fēng)險(xiǎn)。

（2）協(xié)同化運(yùn)行

鐵路施工企業(yè)通過基于BIM模型的數(shù)據(jù)交流和共享，一是進(jìn)行多專業(yè)間的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同；二是多參與方協(xié)同工作模式，建立施工各部門BIM的協(xié)同化運(yùn)行模式；三是搭建企業(yè)級基于BIM的施工管理平臺和工作機(jī)制，從而提高工作效率和水平，保障施工工期和質(zhì)量。

（3）知識化決策

鐵路施工企業(yè)可以將BIM實(shí)施過程中產(chǎn)生相關(guān)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)化和集中管理，逐步形成企業(yè)BIM基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，包括：標(biāo)準(zhǔn)庫、模型庫、文件庫和知識庫等BIM資源庫。同時(shí)，不斷完善資源庫內(nèi)容，進(jìn)行信息資源的共享，形成“用數(shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)管理、用數(shù)據(jù)創(chuàng)新”的知識化決策體系，為項(xiàng)目成本管控、歷史數(shù)據(jù)積累和項(xiàng)目管理決策等提供重要支撐。

（4）規(guī)?；瘧?yīng)用

鐵路施工企業(yè)BIM技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用有4個(gè)方面的內(nèi)容：一是全員普及應(yīng)用，在技術(shù)人員和管理人員中逐漸做到高層能管理、中層能應(yīng)用、基層能建模；二是鐵路各專業(yè)工程規(guī)模應(yīng)用，在橋梁、隧道、路基、梁場、四電等專業(yè)工程中綜合應(yīng)用；三是擴(kuò)展路外項(xiàng)目BIM技術(shù)應(yīng)用，在市政、公路、房建、軌道交通以及水利水電等路外項(xiàng)目中推廣應(yīng)用；四是項(xiàng)目全過程規(guī)模應(yīng)用，在參與投資的PPP、BOT、EPC項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維等各階段應(yīng)用BIM技術(shù)，為BIM成果交付和數(shù)據(jù)傳遞打好基礎(chǔ)。

（5）融合化發(fā)展

鐵路施工企業(yè)可同行業(yè)內(nèi)先進(jìn)單位的BIM技術(shù)交流和合作，及時(shí)掌握BIM技術(shù)發(fā)展動態(tài)和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。在“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的工程項(xiàng)目信息化管理中，將BIM與其他先進(jìn)技術(shù)集成，探索BIM技術(shù)與GIS、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能化、移動通訊、云計(jì)算等信息技術(shù)融合發(fā)展。以及與數(shù)字化加工、3D打印、三維掃描、激光放樣、VR等技術(shù)設(shè)備融合發(fā)展。同時(shí)，開展綜合管廊、裝配式建筑、預(yù)制梁場等工廠化項(xiàng)目BIM技術(shù)的融合應(yīng)用，突出提高效率，增加效益。

4.2、構(gòu)建方法

（1）加快BIM人才隊(duì)伍培養(yǎng)建設(shè)

企業(yè)應(yīng)拓展BIM人才發(fā)展渠道，以提升人員的BIM應(yīng)用能力為重點(diǎn)，培養(yǎng)BIM建模、應(yīng)用和研究人員，在管理人員層面開展BIM高級應(yīng)用培訓(xùn)，在技術(shù)人員層面開展BIM基礎(chǔ)應(yīng)用培訓(xùn)。將人才培養(yǎng)與引進(jìn)相結(jié)合，依托科研項(xiàng)目和BIM示范工程，促進(jìn)BIM研究人才隊(duì)伍建設(shè)，培養(yǎng)具有豐富工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)BIM應(yīng)用能力的人才隊(duì)伍，打造“高層能管理、中層能應(yīng)用、基層能建?！钡腂IM人才梯隊(duì)。同時(shí)，利用企業(yè)網(wǎng)站、QQ群和微信公眾號，廣泛宣傳BIM有關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用情況，組織人員積極參加行業(yè)BIM技術(shù)交流和競賽等活動。

（2）建立BIM技術(shù)實(shí)施組織機(jī)構(gòu)

企業(yè)可依托現(xiàn)有人員和部門，組建專門的BIM技術(shù)實(shí)施組織機(jī)構(gòu)，基層項(xiàng)目部組建專門的BIM技術(shù)實(shí)施小組，形成企業(yè)和項(xiàng)目兩級聯(lián)動的BIM技術(shù)應(yīng)用與研究團(tuán)隊(duì)，來保證項(xiàng)目BIM順利實(shí)施。

（3）構(gòu)建BIM技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系

在充分研究國內(nèi)外BIM標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)上，以國家和行業(yè)各主管部門BIM標(biāo)準(zhǔn)框架為準(zhǔn)，結(jié)合鐵路施工企業(yè)業(yè)務(wù)特點(diǎn)，建立企業(yè)的BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系。逐步積累和完善企業(yè)BIM技術(shù)資源標(biāo)準(zhǔn)、行為標(biāo)準(zhǔn)和成果交付標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用指南，規(guī)范BIM實(shí)施資源、內(nèi)容、過程和成果。

（4）建設(shè)BIM示范項(xiàng)目樹立樣板

鐵路施工企業(yè)應(yīng)注重總結(jié)提煉行業(yè)中BIM示范項(xiàng)目應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，選取典型項(xiàng)目，開展BIM技術(shù)應(yīng)用示范工作，拓展示范項(xiàng)目類型和范圍，通過各專業(yè)示范項(xiàng)目，梳理和優(yōu)化生產(chǎn)管理流程，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，樹立樣板，形成可以推廣的經(jīng)驗(yàn)和方法，以點(diǎn)帶面有序推動BIM技術(shù)應(yīng)用工作。同時(shí)，組織企業(yè)內(nèi)BIM技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)交流會，帶動各示范項(xiàng)目提升BIM應(yīng)用水平，減少低效率的重復(fù)。

（5）搭建BIM協(xié)同管理平臺，建立協(xié)同工作機(jī)制

協(xié)同是BIM技術(shù)的特點(diǎn)之一。鐵路施工企業(yè)需要根據(jù)自身業(yè)務(wù)特點(diǎn)，開展細(xì)致入微的調(diào)研，與軟件開發(fā)商合作，搭建適合自身需求的BIM施工協(xié)同管理平臺，通過基于BIM模型的數(shù)據(jù)交流和共享，進(jìn)行多專業(yè)間的數(shù)據(jù)協(xié)同和共享，完善多參與方協(xié)同工作機(jī)制，建立施工各部門BIM協(xié)同化運(yùn)行模式。

（6）拓展BIM技術(shù)融合應(yīng)用模式

隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，研究BIM技術(shù)與其他先進(jìn)技術(shù)融合，將BIM技術(shù)與GIS、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智能化、移動通訊、云計(jì)算等信息技術(shù)融合發(fā)展，提高施工人員工作效率。同時(shí)與數(shù)字化加工、3D打印、三維掃描、激光放樣和VR等技術(shù)設(shè)備融合，拓展BIM應(yīng)用范圍，促進(jìn)技術(shù)融合，提高施工質(zhì)量，提升企業(yè)綜合品質(zhì)。

（7）開展BIM數(shù)據(jù)資源積累與利用研究

探索研究BIM資源和專業(yè)知識資源的管理與發(fā)展模式，建設(shè)企業(yè)BIM資源數(shù)據(jù)庫，廣泛利用各項(xiàng)目資源，不斷豐富和完善數(shù)據(jù)庫內(nèi)容。同時(shí)，尋求與上游設(shè)計(jì)單位和下游運(yùn)維單位的合作，進(jìn)行BIM數(shù)據(jù)共享推廣，充分挖掘和利用BIM數(shù)據(jù)資源，為數(shù)據(jù)傳遞和信息交付打好基礎(chǔ)。

4.3、構(gòu)建措施

鐵路施工企業(yè)在推廣應(yīng)用BIM技術(shù)的同時(shí)，需要考慮各種因素帶來的影響，為此從戰(zhàn)略、資源、人才、技術(shù)和政策5個(gè)方面措施，全力保障BIM技術(shù)應(yīng)用體系的構(gòu)建。

（1）戰(zhàn)略措施

鐵路施工企業(yè)要從各部門和項(xiàng)目主體內(nèi)在需求出發(fā)，結(jié)合自身實(shí)際情況，做好BIM應(yīng)用的頂層設(shè)計(jì)，制定既能促進(jìn)近期技術(shù)發(fā)展又能指導(dǎo)遠(yuǎn)期體系建設(shè)的整體戰(zhàn)略規(guī)劃。同時(shí)，要正確認(rèn)識BIM對企業(yè)發(fā)展的作用和價(jià)值，為技術(shù)應(yīng)用營造良好的環(huán)境，將其作為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級和提質(zhì)增效的重要舉措，為企業(yè)發(fā)展積累新技術(shù)。

（2）資源保障

鐵路施工企業(yè)要從各類型項(xiàng)目BIM應(yīng)用的實(shí)際需求出發(fā)，切實(shí)保障人力、物力和財(cái)力的穩(wěn)定投入，有效推進(jìn)BIM技術(shù)落地實(shí)施。

（3）人才保障

鐵路施工企業(yè)應(yīng)該將BIM人才培養(yǎng)納入人才發(fā)展規(guī)劃中，從企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，培養(yǎng)既精通BIM等信息化技術(shù)應(yīng)用又熟悉工程技術(shù)的復(fù)合型人才，并不斷擴(kuò)大BIM培訓(xùn)范圍，培養(yǎng)更多專業(yè)BIM應(yīng)用人才。

（4）技術(shù)保障

鐵路施工企業(yè)應(yīng)根據(jù)不同項(xiàng)目類型的不同需要，進(jìn)行分類應(yīng)用和技術(shù)支持，開展技術(shù)培訓(xùn)、專題研討和交流競賽等活動。同時(shí)，要加強(qiáng)同科研院校、BIM聯(lián)盟組織、軟件廠商、BIM咨詢公司等單位的合作交流，有條件自主開發(fā)BIM平臺，積累先進(jìn)技術(shù)，緊跟行業(yè)技術(shù)發(fā)展步伐。

（5）政策保障

企業(yè)要制定并完善相關(guān)的政策和管理制度，激發(fā)各部門和項(xiàng)目內(nèi)在需求，充分發(fā)揮企業(yè)主體作用和BIM組織機(jī)構(gòu)作用,由項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)項(xiàng)目BIM應(yīng)用工作，項(xiàng)目總工程師負(fù)責(zé)組織實(shí)施，項(xiàng)目BIM技術(shù)小組專職負(fù)責(zé)建模、應(yīng)用和實(shí)施，項(xiàng)目各業(yè)務(wù)部門協(xié)同配合的工作機(jī)制，保障BIM實(shí)施的效果和效率。企業(yè)應(yīng)建立評價(jià)、評估BIM增效方法與機(jī)制，對BIM技術(shù)人員創(chuàng)效進(jìn)行激勵，激發(fā)BIM技術(shù)人員積極性。

5、結(jié)束語

鐵路施工企業(yè)既要繼承設(shè)計(jì)階段BIM模型，又要做好向運(yùn)營單位移交施工集成工程信息BIM模型，BIM是可以幫助施工企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心技術(shù)，面對未來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，應(yīng)該吸取更多的成功經(jīng)驗(yàn)，從以上內(nèi)容和方法入手，做好頂層設(shè)計(jì)，優(yōu)化自身企業(yè)的BIM推行方案，改進(jìn)和創(chuàng)新BIM應(yīng)用管理方法與技術(shù)，建立起適應(yīng)國內(nèi)發(fā)展情況的BIM技術(shù)應(yīng)用體系。