BIM案例 | 海外EPC项目BIM及数字化施工应用

海外EPC项目BIM及数字化施工应用

—以马尔代夫维拉纳国际机场改扩建项目为例

为展示前沿创新技术，分享优秀实践成果，推广行业成功经验，发挥科技创新赋能作用，助力企业数字化转型，承包商会陆续开展了国际工程行业数字化应用优秀案例征集工作。今天分享北京城建集团有限责任公司、中国水利电力对外有限公司两家企业的经典案例。

北京城建集团有限责任公司的《海外EPC项目BIM及数字化施工应用》案例在这次征集中被选为最佳实践案例。该案例打造以BIM模型为根本驱动的数字化工程管理体系，以此为基础进行EPC全过程的数字化智能建造，不仅提高了参建各方的协同沟通效率，并且通过设计优化显著节约成本、缩短工期，实现减员增效、提升项目管理水平。

马尔代夫维拉纳国际机场改扩建项目是中马两国最高领导人见证签约的“一带一路 ”重要工程，由北京城建集团有限责任公司EPC总承包建设，对马尔代夫旅游经济发展及中马两国关系具有重要的战略意义。项目飞行区总面积约235万m2，其中新填海面积75万m2，建设内容主要包括：填海护岸工程、飞行区场道工程（新建1条4F级跑道，现有跑道改建为F类滑行道，新建与现有跑道相接的7条联络滑行道，改造及扩建现有西停机坪、新建东机坪，与东、西机坪连接的8条联络滑行道）、助航灯光及导航工程、新建货运站工程、油库及机坪加油管线工程等。

马尔代夫维拉纳国际机场改扩建项目是国际F+EPC工程总承包，在实施过程中，需统筹协调设计、采购、施工及业主方、咨询方、融资方等多方关系，作为总承包商，在设计、采购、施工等方面均面临不小的挑战。

在设计方面，机场飞行区按照国际民航组织（ICAO）的规范和标准进行设计、建造与验收，建构筑物按照中国有关规范和标准进行设计、建造和验收。聘请的设计方为中国企业，与国外的业主/咨询工程师在设计理念、设计流程等方面存在差异，审核进度缓慢。

在采购方面，马尔代夫当地物资极度匮乏，几乎所有的建筑材料、设备均依赖进口，材料采购、运输周期长，且整个机场岛供材料存放区域有限。

在施工方面，涉及填海、护岸、地基处理、场道、助航灯光、导航、通信、供油、结构、建筑、机电等专业，国内基本没有可以查询的珊瑚砂吹填工程案例，唯一已知的珊瑚砂吹填工程位于中国南沙群岛，其数据资料完全保密。在珊瑚礁砂地质上建沥青跑道也是国内首次，专业技术强、可借鉴资料少，施工难度大。此外，由于本项目为改扩建工程，施工不能影响机场的日常运营，不停航施工窗口不足5个小时，时间紧任务重，安全风险高。新建跑道施工应马代政府要求需要提前4个月完工并达到校飞标准，工期大大缩短，施工进度压力大。

综上，项目自开工伊始就确定在工程建设全生命周期中应用BIM及数字化施工技术，基于三维模型实现跨越时空、语言、专业的协同管理模式，高质量、高效率进行项目管理工作。

实施策划

在实施之初，项目即建立公司、项目两级BIM管理组织架构，组建BIM管理团队，搭建贯穿EPC全过程的BIM应用体系，统一项目各阶段BIM服务成果交付细则，编制了《项目BIM实施手册》《 BIM深度管理手册》《项目BIM建模标准》《马代机场构件LOD标准管理表格》《马代机场油库区管道构件属性表》《马代机场油库区版系表》《TRC上实现设计问题协同管理》等标准化文件，并配备完整的BIM建模软硬件及数字化施工设备。

一、应用目标

设计阶段，以维拉纳机场岛BIM模型、协同管理平台为基础，建立安全、高效的信息协同和设计审查机制，加快推进设计进展，提高设计审核效率。

采购阶段，以各区域BIM模型和三维激光扫描技术为基础，建立原材料堆料动态管理机制，同时提高构件设备采购准确性。

施工阶段，以各区域BIM模型、数字化施工技术体系和三维激光扫描技术等建立以BIM模型为驱动的，贯穿飞行区、货运站区、油库区的全自动/半自动的施工过程协同管理机制，高质高效地完成飞行区加速施工，完善所有区域施工过程质量控制、进度控制机制，降低夜间不停航施工安全风险等。

另外在运维阶段，项目将交付业主包含所有施工过程数据和全部地下管线的机场岛综合BIM模型，为机场运营维护及远期规划建设提供详实直观的依据。

二、软硬件环境

软件：配备Revit、Tekla、Micro Station、Sket chUp、Navisworks、Escape、Lumion等建模、渲染软件，Reakworks点云分析软件、Business Center HCE数字化施工建模、Vision Link数字化施工管理平台、Trimble Connect协同共享平台、BIM 4D/5D软件VICO Office等。

硬件：购置服务器，配备4台台式工作站、10台移动工作站，三维激光扫描仪TrimbleTX8，以及为飞行区数字化施工应用配备的高精度的测量设备及控制系统（包括2座GNSS基准站、6座在线沉降观测站、2套工地测量定位系统、6套摊铺机自动控制系统、12套智能碾压系统、1套平地机自动控制系统、1套推土机显示引导系统、1套挖掘机显示引导系统、10套自卸车辆定位系统）。

三、数字化施工技术

数字化施工即工程施工全过程的数字化和信息化，是指依托协同管理平台、数据处理平台、设计BIM模型、工程机械控制系统、工地数据采集系统等基础平台，整合设计数据和工地信息资源，建立一个虚拟开放的信息环境和共享平台。

具体表现形式为：安装工程机械控制系统、工地数据采集系统的工程机械通过接收北斗等星座的卫星信号与GNSS基站差分信号，实现自身精准定位，然后通过4G网络将机械行驶轨迹等位置信息和各传感器记录的施工过程数据传输到数字化施工数据处理平台，经分析后再通过协同管理平台与多方共享，参与方便能实时掌握并掌控当前施工状态。

整个数字化施工系统的数据核心是设计BIM模型和实时采集的原始施工数据。所谓掌握施工状态，即是掌握通过原始施工数据与设计BIM模型不断比对分析的数据结果；所谓掌控施工状态，即是通过实时的数据分析结果进行极为迅速的响应。数字化施工技术就是数字化工程管理，相对于传统管理模式，前者以更科学的方式进行工程设计、更高效的方式调度现场，掌握工程进度，合理安排不同区域的施工步伐，降低材料、人工等成本，为决策提供更及时、更充分的依据。

应用内容

为满足设计、采购、施工各阶段的应用目标，打造以BIM模型为根本驱动的数字化工程管理体系，本项目搭建了维拉纳机场岛的总图模型、飞行区数字化施工BIM模型、新建油库区域全专业BIM模型、新建货运航站楼区域全专业BIM模型，并进一步整合成整个维拉纳机场岛的BIM模型，以此为基础进行EPC全过程的数字化智能建造。

其中，总图模型使用Sketch Up搭建，结合了详细的地勘和海勘数据，用于机场地势调配和设计总览，并作为模型整合的“大托盘”。飞行区数字化施工BIM模型使用Sketch Up/Trimble BC-HCE搭建，是飞行区数字化施工的数据核心之一。货运航站楼及油库区域则使用Autodesk Revit、TEKLA、PDMS等软件搭建了建筑、结构、机电、工艺全专业BIM模型，用于上述区域的设计审核、优化深化、材料采购、施工质量控制等应用。

一、设计阶段

运用BIM建模技术在设计前中期实现了设计方案可视化、碰撞检查分析、各专业系统间协同优化等应用，有效地帮助设计单位传递设计理念，提高了业主/咨询审批设计的效率和准确度，压缩了平均设计审核周期，快速减少设计错、漏等问题，加快了整体设计进度。在设计后期及施工阶段完成了专项结构深化设计、机电管综优化设计、重大施工方案可视化交底等应用，为后续采购、施工排除了许多隐藏的 “雷区 ”。

以货运航站楼为例，原设计中为了通过部分机电管线，在结构钢梁上开设了319个洞口。经过 BIM管综优化、结构优化后，此类结构洞口减少135个、缩小尺寸184个，从而缩短了近7周的钢构件的加工工期。另外，通过在TEKLA中整合钢构与土建模型，项目及时发现有45根抱框钢柱长度按原设计不能与基础连接，仅仅发现这一处小错误，便避免了2个月以上的工期延误。

在设计阶段，设计参与方来自北京、广州、中国香港、澳大利亚、德国、新加坡、马尔代夫等国家和地区，传统沟通方式受语言和时差的影响较多，工作效率受限。并且项目不同区域采用的设计规范和标准也不同，同时中外设计理念也不一致。为此，本项目引入了Trimble Connect协同管理云平台，解决了分散的设计资源整合和及时同步等问题，将设计问题直观化，减少了设计管理的难度。

在 TrimbleConnect上，各设计方将各类BIM模型的轻量化上传，业主、咨询和项目设计管理部门在平台上利用初步的整合、碰撞、标注与量取功能进行审查，亦可结合手机APP实现同步查看，提高了设计审核的效率，缩短了图纸审批的时间。

同时， TrimbleConnect除了主要用于设计图纸/BIM模型归档、审查校核、发布外，还用于项目期间所有参与单位的各类建设文件的传递和共享，是所有参与单位的文档协同云平台。

二、采购阶段

由于机场岛可利用的空间有限，需要对珊瑚砂、河砂、碎石、水泥等大宗原材料堆放位置进行严格布局。项目依靠数字化施工BIM模型对飞行区原材料采购进行整体把控，同时利用点云建模技术对现场料堆进行快速测量和三维重构，快速掌握用料情况，以此监测与修正采购计划，以实现原材料的动态监测。

通过钢结构模型、油库工艺模型深化工艺构件与设备，直接面向工厂做预制加工，提高采购准确性，降低采购风险。

三、施工阶段

1.数字化施工技术

数字化施工系统是飞行区独有的施工过程控制与协同系统。在准备阶段，项目建立了覆盖全岛的GNSS基准控制网，统一了现场所有的工程机械控制系统、GNSS流动站、测量手簿等设备的坐标框架。除统一的基准控制网外，项目还建立了全天候在线沉降监测系统，用以监测和预警新填海陆域的沉降和水平位移情况。

飞行区施工全过程运用BIM+数字化施工技术，基于数字化施工BIM模型，将模型中的设计信息通过工地GNSS基站系统发布到装有智能控制系统和高精度测量设备的施工机械和车辆中，再通过数据管理平台 Vision Link与分包单位协同管理整个施工过程，实现智能化施工和施工全过程监测。

TrimbleBC-HCE软件将飞行区数字化施工BIM模型转换成工程机械控制系统可识别的格式，并通过工地GNSS基站系统发布到改装后的挖掘机、推土机、平地机、压路机、摊铺机及自卸卡车的控制系统中。这些数字化工程机械便可以“读懂”图纸，引导操作手或者直接自动完成施工任务。

每台工程机械都加载了工地现场数据采集系统，在借助GNSS基站实现自身精准定位时，通过各类传感器实时获取施工过程数据，并上传至数据管理平台VisionLink上进行处理分析。VisionLink平台记录了自2017年7月以来飞行区全部的施工过程，该平台以飞行区数字化施工BIM模型为基准，对施工过程数据如施工位置、土基压实情况、碾压遍数、表面高程、燃油消耗等进行统计分析，分析结果主要有检查施工质量、规划施工路线、调整施工计划、优化现场施工组织等应用。

其后， Vision Link将分析结果再实时反馈给工程机械，并在控制箱上实时显示，帮助现场管理人员了解施工实际情况并做出决策。

借助 VisionLink，管理人员在现场能够抽查任意时段、任意区域的所有工艺阶段的施工质量，管理平台给出的某区域推土机→平地机→压路机施工后的表面高程情况。

最后，Vision Link将最终分析结果通过Trimble Connect与所有相关人同步，帮助工程部门协同管理整个施工过程，实现智能化施工和施工全过程监测。

2.沉降动态监测

分布在新填海陆域的6座GNSS沉降观测站以每秒观测一次的速率进行不间断的沉降观测，经Trimble4D沉降预警软件对17168个小时的采集数据进行处理后获得沉降曲线。沉降曲线综合反映了整个陆域的沉降状态，并为业主方和项目部提供了准确可靠的机场岛改扩建区域的沉降动态预警。

3.点云模型对比

在加油管线、油罐施工中通过三维激光扫描采集生成的点云模型与设计模型在三维环境下进行对比，及时反馈当前区域施工质量，并在点云模型基础上作更深层次的分析，保障了各类管线、钢结构以及工艺安装施工的精准度。以油库区15000m3航煤油储罐为例，项目结合点云模型对每带壁板周长、椭圆度、垂直度和凹凸度进行分析，将细小差距显著化处理后的结果则作为控制施工质量的重要依据。

4.BIM 4D/5D应用

在BIM4D/5D方面，项目结合VICO Office和三维激光扫描技术进行一些拓展应用。针对新建跑道的提前完工要求，项目使用VICO结合数字化施工BIM模型和Vision Link提供的工程机械实际施工效率数据，对跑道加速施工计划进行深度分析，设计更合理的施工组织方案，提前对可能影响工期的因素提出预警，并追踪实际生产情况，严格控制进度和质量风险，保证了跑道提前完工。

BIM 5D方面，本项目将各类 BIM模型导入VICO，结合既有的定额数据和进度跟踪数据，自动计算符合当前进度的施工工程量，并根据定期的三维激光扫描作业建立反映当前实际施工进展的点云模型，二者比对分析的结果用来配合商务部门完成进度计量和造价计量工作。

四、运维阶段

飞行区改扩建过程中，尤其在不停航施工期间，由于业主提供的地下管线信息不全，造成管线探挖风险较高。项目基于管线设计图纸及实际探挖情况，结合BIM技术形成了一套完整的地下管综模型，并镶嵌进飞行区数字化施工模型，将来可帮助业主更高效地管理飞行区。

应用效果

一、经济效益

BIM建模技术、三维激光扫描技术及协同平台的应用，提高了各专业间协同及参建各方的沟通效率，通过设计优化大大节约了成本，降低了7.6%审批文件所需工期，直接缩短工期约83天，在设计审查及优化方面节约了数百万元的成本。施工阶段搭建了以施工BIM模型和点云BIM模型为基础的过程质量控制机制，实现了100%的过程质量和安全控制。

BIM+数字化施工应用，现场实现“无桩化”作业，机械实现自动化施工，综合效率提升30%以上，降低油耗，节能减排；施工过程质量、安全控制100%；精确控制摊铺厚度，减少约3%的建筑材料投入，节省材料和人工成本近千万元。

特别是飞行区采用了以BIM模型驱动的全过程数字化施工系统，打通了设计图纸 /模型直接向工程机械的传递渠道，增强了办公室与工地现场的连接。现场实现了“无桩化”作业，工程机械实现自动化/半自动化施工，施工工期由原计划的16个月缩短至11个月，施工综合效率较传统模式提升30%以上。项目通过数字化施工自动化机械和高精度的测量控制，精确控制基层、面层摊铺厚度，相比传统施工工艺减少约3%的建筑材料投入，累计节省成本500多万元；并且大大减少测量工程师、施工作业人员以及工时投入，累计节省成本300多万元。另外，数字化施工还保障了施工的安全性和可控制性，减少人机混合作业时间，减轻现场人员的工作强度和外业时间，也极大地提升了夜间不停航施工的安全与效率。

二、社会效益

新建4F级跑道提前4个月零7天实现全线贯通，完成履约承诺，获得业主、咨工及当地政府的一致好评。在新跑道空客A380首飞仪式上，时任马尔代夫总统亚明在致辞中表示，新跑道的使用将为马尔代夫旅游经济带来飞跃。

三、推广应用

本案例在马尔代夫维拉纳国际机场、马尔代夫玛地洼鲁机场项目成功应用，授权实用新型专利1项，编写论文2篇；总结形成《远洋吹填珊瑚砂岛礁机场机场建造关键技术研究与应用》课题，经鉴定达到“国际领先水平”，为海外EPC机场项目建设BIM及数字化施工提供了借鉴与参考。

四、应用总结

基于BIM技术的数字化施工是对项目管控的巨大升级，包含工程建设的数字化、信息化和智能化，它是基于多种先进数字化施工硬件、三维模型软件以及咨询服务，对项目设计、过程、质量、生产、数据、资源效率及交互沟通方面进行全面掌控，提升项目参与方的沟通，升级施工单位的各种工程机械，并收集各种施工过程数据（质量、安全、成本和进度），提升项目管理的水平，最终实现项目管控水平的提升。真正实现项目部由管理人到管理数据的转变，实现人生产数据到机器和软件生产数据的转变，实现由人驱动管理流程到由数据驱动管理流程的转变。最终实现在保证质量的前提下做到减员增效，提升项目管理水平的目标。

来源 | 中国对外承包工程商会（北京城建集团有限责任公司案例）

海外EPC项目BIM及数字化施工应用

——全面风险管理及内部控制信息化建设

中国水利电力对外有限公司的《全面风险管理及内部控制信息化建设》案例在这次征集中被选为优秀应用案例。该案例通过建立风险信息数据库、内控评价缺陷整改系统、年度重大风险评估系统、公司重大风险管理信息以及境外项目风险分布信息等模块，实现全面风险管理、合规管理和内部控制体系的有机融合与落地。

中国水利电力对外有限公司（以下简称“中水电公司”）响应政府监管部门要求，建立风险管理信息化数据库，将风险管理常态化、重大风险监控动态化，提高公司风险管理与内部控制水平，为实现公司战略目标提供可靠性保障。

搭建全面风险管理及内部控制信息化平台

一、风险信息数据库模块

风控信息化平台以中水电公司综合业务数字化内网平台日常办公模块为基础，将各类风险及内控信息数据资料重新编排上传，全面聚合风险相关信息和数据，分类检索，方便了风险信息的统一管理，加快了风险信息传递速度，提高了日常工作效率。

1.分类风险数据库

中水电公司分类风险数据库包括风险级次、风险事项描述、关联风险案例、责任部门等。在结构设计上，以公司治理结构为框架，分为顶层治理类、核心业务类（工程承包和投资业务）、管理支持类。公司2020版分类风险事项库共包含65项一级风险、上百项二级风险以及千余项风险描述。公司员工可以直接点击查看相应风险内容，也可以在内部通过风险名称进行检索，操作简捷，便于动态更新。既能满足对业务风险提示的要求，也能满足公司整体和跨职能部门、业务单位的风险管理综合要求。

2.风险案例数据库

风控信息化平台中的风险案例数据库，收纳了公司上百项境内外风控案例，内容涉及市场开发、投融资、招投标、项目经营管理、设备物资采购、财务、法律、勘察设计、人力资源、信息网络、综合管理等各种类型。

风险案例数据库将公司分散在不同地区、不同项目、不同时间的风险管理经验汇集到信息系统中，以规范的模板将实际发生的风险事件及管控措施总结出来。公司员工可以通过公司业务地区进行案例检索，还可以通过国别、案例名称、风险名称、年份、作者等类别精细检索。通过网络数据互联互通，将案例数据库与分类风险数据库关联起来，方便员工在查阅风险描述时关注到已经发生过的风险案例，加深对风险的理解，实现了公司各地区、各单位风险管理经验的共享，加快了风险管理文化的传播，提升了公司风险管控能力。

3.内控流程数据库

数据库采用分目录超链接模式，共17大版块，覆盖了公司投资管理、项目经营管理、招投标采购管理、财务管理、人力资源管理、法律管理、党务、综合事务管理等98项主要业务流程。每一项流程均包含“三表一图”，即流程基本信息表、权限指引表、流程图和风险控制矩阵表。其中，流程图是展示各部门、各单位之间业务关系、工作顺序和管理信息流向的图表，其他 “三表 ”则是明确权责界限，规范工作程序、工作要求，提示工作环节中的风险以及对应的风险控制措施等内容的具体描述。公司员工可在数据库内自行检索、查阅相关内容，了解业务流程、责任权限、风险提示及规避措施。内控流程数据库的建立降低了工作环节中风险发生的可能，极大提升了内控手册的实用性和使用效率。

4.风控文件数据库

利用风控信息化平台的数据存储与共享功能可以将国家标准规范、制度文件、各类风险报告、内外部风险管理文章及咨讯、风控培训材料等文件分门别类的向公司员工开放展示，员工也可以根据自身权限浏览下载学习，有力推动了公司风控文化的传播。

二、内控评价缺陷整改系统模块

为了提升内部控制水平，推动内部控制体系持续优化和完善，中水电公司在风控信息化平台中建立了内控评价缺陷整改系统模块。该系统拥有两项功能，一是缺陷整改动态流转与审批，首先由内控体系建设部门录入评估出来的内控缺陷信息，提交之后系统会通过微信及短信形式提示相关部门责任人整改，然后整改部门负责完成整改并根据整改情况上传整改材料及证明文件，系统同样会对内控体系建设部门责任人发出信息提示，之后由内控体系建设部门及评价部门审核，报公司审批，最后完成内控缺陷整改认定。该系统的建立完善了缺陷整改流程，整改环节上下打通，材料便于填报，进度一目了然，且每一步骤均落实到人，时时监控，有据可查，整体提升缺陷整改工作提示、上报、审批工作效率，实现了缺陷整改的动态监管及闭合管理。

缺陷整改模块第二项功能是历年缺陷整改的存档功能，公司员工可以通过年份或缺陷评价来源来检索相关内容，学习整改措施及案例。

三、年度重大风险评估系统模块

2019年度，中水电公司首次采用网络电子问卷形式，以公司分类风险数据库为基础，在风控信息化平台生成风险评估调查问卷，以内网飘窗、网址路径、快捷导航等多种形式提供链接。

通过锁定访问权限，问卷目标人群可直接在网上填写问卷，有利于调查问卷基础数据的加工、分析、传递，也便于对问卷的追踪、提醒、人数统计等工作。之后电子问卷系统可以根据数据统计结果，自动绘制公司年度重大风险图谱、生成评估数据方差分析，极大地提高了工作效率。

四、公司重大风险管理信息模块

根据中水电公司年度重大风险评估结果，为了能够清晰地反映出公司历年重大风险以及其变化趋势，风控信息化平台可以根据数据生成公司近5年的重大风险图谱，直观地反映出风险的影响程度和可能性，不仅便于分析人员使用，而且便于公司决策层参考。该模块的风险图谱中每一风险都有对应管控措施与之关联，公司员工点击图谱中风险名称即可跳转至对应风险管控清单页面，了解详细管控措施。

为了促进风险管理工作前移，中水电公司在风控信息化平台中建立了重大风险动态监控系统。工作人员通过抓取境外单位月快报、专项风险评估、生产经营例会等信息来源中的年度重大风险信息或者新增重大风险点，并向相关部门发出风控提示函，预警可能出现的风险，并督促相关部门给出管控方案，实现了风险信息采集、录入、流转、研判、应对等一体化运作，不断提升风险管理效能。

五、境外项目风险分布信息模块

为了促进境外风控体系建设，使风险管理理念更好地指导境外业务，中水电公司创造性地以世界地图形式将各个境外单位坐标展示出来，使公司员工更直观地了解公司境外项目分布。并且根据境外单位年度重大风险评估结果，在点击进入后，可放大地图查看具体项目信息和该项目的年度重大风险信息，如风险成因和风险管控措施。该板块支持两个维度的精细查询，一是根据项目国别查看，二可以点击风险分布名称，根据风险名称筛选出风险，查看该风险本年度在公司境外的具体分布。

实施效果

一、风控资料共享化

自2019年采用信息化数据库形式后，公司员工可以根据自身权限浏览、下载风险管理制度、风控报告、外部风控咨询、培训讲座等诸多风险管理资料，促进了风控文化的传播，提高了工作效率。

二、信息检索便捷化

为了更好地检索各类风险信息，该信息化平台为使用者提供了多维度分类便捷查询功能，公司员工可以通过国别、地区、年度、风险名称等多维度，检索到风险事项具体描述、管控措施、风险防控案例、风险事件以及缺陷整改是否完成等内容，全方位满足工作需要，降低了时间成本。特别是公司各部门、各境外项目风控案例的便捷检索与关联提示功能极大地推动了公司风险管理经验的传播和分享。

三、工作参与全员化

在2019年中水电公司年度风险评估工作中，公司首次采用网络问卷形式进行评估，公司员工点击内网飘窗或访问网址链接直接进入问卷，参与人数共达118人（员工113人+公司领导层5人），是公司开展风险评估以来参与人数最多、范围最广、评估数据汇总最准确、最快捷的一次。

四、风险管理数字化

中水电公司作为国际知名工程企业，风险管理的经验积累和传承尤为重要。风控信息化平台不仅可以替代人工完成数据统计、分析、生成图表，多维度、可视化、图形化地展示公司境内外重大风险，更是将公司分散在不同地区、不同项目、不同时间的风险管理经验汇集到信息系统中，通过网络数据集成，实现公司风险管理经验的积累和共享，加快公司风险管理文化的传播，提升公司风险管控能力。

五、风控工作协同化

为了避免风控工作脱离生产经营实际，加强风险管理意识与日常工作相结合，中水电公司通过在风控信息化平台建立风险动态监控和风险信息提示系统，有效地将风险管理与生产经营结合起来，预警可能出现的风险；通过生成各种图表直观地展示公司境内外重大风险，加强公司与项目重大风险及管控措施等信息的传递，为公司领导层决策提供数据支持；通过建立缺陷整改平台，使整改工作按权责自动流转，实现全面风险管理、合规管理和内部控制体系的有机融合与落地。

来源 | 中国对外承包工程商会（中国水利电力对外有限公司案例）

基于国际标准的BIM协同设计

在波哥大地铁一号线项目中的

应用实践和创新

1 工程概况

波哥大地铁一号线项目,位于哥伦比亚首都波哥大，是 800 万波哥大人民期盼了近70年的第一条地铁线路，合同总额50.16亿美金，线路总长23.96 km。2019 年11月，由中国港湾和西安地铁组成联营体，负责项目投资、融资、设计、施工、供货、试运行、运营和维护。该项目是目前拉丁美洲规模最大的特许经营项目,也是中国建筑企业在海外规模最大的“建管营一体化”项目。本项目采用 BIM 正向设计，BIM应用范围覆盖项目全专业、全生命周期，包含土建工程和轨道系统，涉及9个设计分项、33 个系统专业、250个子系统和 597个执行单元。BIM 竣工记录模型交付标准需达到AIA LOD500 级。项目设计阶段 BIM 专职人员总计约150名,各参建方下属专业设计团队均配有专职BIM 协调工程师，负责各方沟通协调。

2 BIM 应用目标和标准

本项目 BIM 工作旨在为项目全生命周期的各个阶段的优化与价值创造服务，以运维需求为导向，整合设计方案、施工组织，协同施工与运营的各个应用点的数据，打通项目全生命周期的BIM应用全链条。项目采用国际BIM标准，确保设计各方在 openBIM 的逻辑下开展 BIM 协同工作，包括开展协同设计、采用公开的标准或者工作流、使用 buildingSMART 公开格式等。为落实以运维需求为导向的 BIM 应用原则，项目部参考国际资产管理运维相关标准 BSI BS 8536与IS055000，提前规划运维需求，确保项目 BIM 全生命周期应用的开展。同时为满足项目各设计方协同工作及 BIM模型数据的交付与传递需求，项目部以IS019650为核心搭建了完整的 BIM 标准体系，包括数据标准、管理标准、应用标准等;涉及分类编码(Unic-lass2015)、LOD 模型精细度(AGCLOD_Spec2019)、运维要求与资产交付定义(BS8536)。

以波哥大地铁为依托的《轨道交通海外项目投建营全周期数字化试点项目》，经层层选，顺利成为中交集团产业数字化试点项目之一。项目融合多种信息化、数字化技术手段，打通项目全生命周期链条，构建以 BIM+GIS+IoT+O&M 为核心的项目“投、管、建、营”全生命周期数字孪生(BIM+GIS)平台、智慧工地(IoT)平台和智慧运营(MMS)平台。力争通过数字化将项目打造成国际标杆工程、明珠项目。

3 BIM 实施体系构建

3.1 实施路线

在项目前期,由项目部牵头各设计方完成 BIM实施路线图绘制，以标识项目各阶段BIM 应用需求并定义项目各阶段各专业的模型精度(LOD)等级，实现模型精度与项目设计计划、设计文件深度要求的统一。为指导项目 BIM 实施，规范 BIM管理工作，项目部根据 IS019650 标准要求，完成了BIM 实施体系文件编制。包括业主信息需求(EIR)BIM 执行计划(BEP)、主信息交付计划(MIDP)任务信息提交计划(TIDP)、BIM模型生产矩阵(MPDT)、应用方案等,其中 BIM执行计划(BEP)以业主信息需求(EIR)为基础对如何生产满足要求的信息模型进行定义,并帮助各设计方明确项目部 BM 要求、流程、标准，涵盖包括 BIM 应用目标、各方责任义务、信息管理、协同机制、出图标准及模板、审核程序、交付计划、IT 解决方案等多方面内容。同时，详细定义城市轨道交通类项目的 LOD 和LOI，补齐目前所能参考的国际标准只适用于房建工程的短板。

3.2 实施难点

在波哥大地铁一号线项目中,BIM 技术在设计阶段的应用成为了至关重要的关键因素，尤其在一个全专业、全生命周期的项目背景下，其价值愈发凸显。然而，随着其重要性的上升，也带来了一系列的技术难题。

首先，多专业协同设计是BIM技术应用的核心。该项目涵盖了众多专业和分项，牵涉到各种国内外的设计标准,因此团队间高效的沟通与合作变得至关重要。同时，在制订相关标准及流程时，也需要考虑到不同背景及不同专业水平人员的理解差异，尽量使标准通俗易懂，提高执行效率。

其次，由于项目体量庞大，设计分包众多，各分包对规范及要求的理解存在较大的不一致性。为解决这一问题,项目实施过程中制订了相关的培训课程，采用了丰富多样的培训手段,旨在让所有参与方能在同一标准下进行协同工作。

另外，在波哥大地铁一号线项目中,除了对最终交付成果和交付流程进行标准化外,还特别针对沟通过程制定了大量标准文件。这一举措旨在保证沟通过程的时效性和准确性,从面提高整体设计效华。

4 多专业协同 BIM 设计

本项目为海外地铁项目.面临着涉及国内外设计标准、BIM 执行标准的差异，以及多单位，多部门，多专业的协同作业等复杂情况，因此在M设计阶段需要综合考虑一系列具体问题,并制订适合该项目实际情况的协同标准,确保参与各方一地、规范地、准确地交换信息尤为重要。多专业协同设计可以确保各专业领域的设计方案相互协调-致，避免了可能出现的专业领域冲突和矛后。通过有效整合各个专业的设计成果,实现了综合性的设计方案，保证了整体工程的质量和效率。另外多专业协同设计可以有效避免资源的浪费,通过合理的规划和分配,确保各个专业领域的资源得到最大程度的利用。同时，可以减少项目设计过程中的变更和调整，降低人力成本。BIM技术在协同设计中提供了一个高度集成和智能化的工具平台,有效地整合了各个专业领域的设计成果,帮助设计团队实现高效、精确、协同的设计过程，从面提升了整体设计质量和项目质量。

4.1 BIM 协同环境

4.2.1 明确标准的目的和范围

需要明确协同标准的目的和适用范围。确定这一点可以帮助团队明白制定标准的目的,并明确标准的应用领域，以确保标准的全面性和实用性。

4.2.2 协同标准制定

首先，需规定 BIM 模型的文件格式、版本要求以及建模规范。这一举措旨在确保项目团队成员均采用相同的 BIM 平台和软件版本，并遵循相应的建模标准;其次,需明确模型的基准和坐标系统以保障各专业模型在空间上的一致性,从而有效协同工作;第三，必须明确各专业团队的责任分工，详细界定每个团队的工作范围与任务,同时规定合理的协同工作流程,包括模型的交换、审批流程等:此外，亦应明确碰撞检测的频次与方法，并规定如何处理与解决发现的冲突,以保障设计方案的协调性;最后，项目内部BIM 协同标准还需规定对模型进行仿真分析的要求，包括结构、能源、照明等方面的模拟要求,以评估设计方案的可行性并进行设计优化。

4.2.3 提资要求

针对项目的复杂性、特殊性与多专业设计单位的共同设计情景,项目研究制定了一套统一的BIM正向设计提资标准，明确定义了提资流程、内容、格式、要求等,以确保各设计单位在提资过程中能够遵循相同的规范进行提资。提资流程具体包括如下步骤:

(1)各设计单位在完成设计成果后，整理并填写提资单，详细记录了设计成果的版本号、提资人、提资日期等关键信息。提交的提资单需经过相关审批人或部门的审核和签署,审批人包括项目经理、设计负责人等，以保证提资过程的合规性;

(2)经过审批后的设计成果将被整理、打包并按照项目要求进行归档,以确保设计成果的安全保存和备查。提资成果将会被共享给其他相关设计单位,可以通过安全的数据传输方式或专用平台进行共享，以供参考、审查和使用;

(3)在提资过程中，务必保证设计成果的版本控制，避免混乱和误用。同时，及时更新提资成果，确保各单位使用的都是最新版本的设计成果，项目管理团队负责监督整个提资流程的执行情况，及时解决可能出现的问题,保证提资流程的顺利进行。

4.2.4 设计方案论证

BIM 可以将设计方案以三维模型的形式呈现使设计人员和利益相关者可以直观地了解项目的整体布局和外观，从而更好地理解设计意图，对设计优化提供基础支撑。如图9所示，利用BIM的三维模型空间,对车站中央建筑屋顶通风方案进行气流组织模拟，对比方案，选取满足自然通风效果的最优方案，达到节能减排的效果。

通过利用 BIM 模型中包含的基础数据，结合第三方软件，可以充分发挥 BIM 模型在建筑外立面日照分析中的作用。BIM 模型提供了建筑的几何信息、材料属性等关键数据，为日照分析提供了基础。借助 BIM 模型，设计团队可以在第三方软件的支持下,精确模拟特定时间段内太阳光线在建筑表面的照射情况,全面评估建筑的采光性能、遮阳效果等关键参数。这使得设计团队能够在设计阶段及时发现并解决潜在的问题,优化建筑外立面的设计,以确保在不同时间段内获得最佳的采光和遮阳效果。通过充分利用 BIM 模型的数据，日照分析成为设计决策的有力支持，为建筑的舒适性和能源效率提供了可靠保障。

4.2.5 合模要求

制订合理的合模标准，确保在整个设计周期中，保持各专业更新的动态追踪，联动各专业协同作业，重点关注各专业的接口、提资、碰撞检查及设计优化，发现并解决设计冲突，提升设计的协调性和一致性。同时，也可以进行模拟分析，评估整体设计的可行性，为项目的优化设计提供技术支撑。合模也为实施阶段提供了更准确的数据基础有助于提前发现并解决施工中可能出现的问题,降低项目实施风险。

4.3 BIM 设计管理

在波哥大地铁一号线项目中,由于设计复杂及多单位、多部门的协同作业，设计管理显得尤为复繁杂。必然存在设计管理组织层级化、沟通信息不畅、分析手段落后、决策策划不到位等方面。

对此，通过组织变革改进设计管理组织架构，减少设计管理界面冲突的可能性;通过引进现代信息技术提高信息传递的时效性、准确性，克服不同参与者之间存在的“信息孤岛”问题;通过借助现代分析手段，开展项目的场地分析、结构分析、功能分析等，为项目阶段性设计决策提供支撑。可在一定程度上克服管理目标不一致、组织间协调难度大、共享信息难等导致的设计管理协同性弱的问题。

除此之外，还可以构建一套基于 BIM 的业主方设计管理协同体系，实现设计管理的组织协同、信息协同、过程协同。借助 BIM 的跨组织特性实现设计管理组织变革，构建以 BIM 应用为支撑的、由业主主导、分阶段组织集成的,实现项目全过程设计管理的组织结构;改进相应的管理流程，理清项目各参与方之间的职责,并以此为核心构建基于BIM 的协同平台,实现项目设计信息的共享和决策的协同，为开展设计管理协同作业莫定基础。

在设计交付过程中,要求设计单位应根据合同约定的BIM 内容，按照节点要求按时提交成果，并保证交付成果符合相关合同范围及BEP交付清单要求，提交的成果需按BEP要求上传到指定的文件目录下。

设计单位提交的成果应结合当地主管部门要求，以及业主规定的设计各阶段的BIM 审查流程和要求,及时向相关政府主管部门或施工图审查单位提交满足审查要求的成果。

5 BIM 集成与创新

BIM 集成与创新是将 BIM 技术与数字化工具虚拟现实、人工智能、物联网、数据分析等先进技术相融合，以实现建筑设计、施工、运营全生命周期的高效管理。通过数字化整合、VR/AR、AI/MLIoT、数据分析等手段，实现对建筑的智能化监控可持续发展和绿色建筑优化,为建筑行业的数字化转型提供了强大支持。

5.1 BIM+GIS 集成应用

BIM与GIS集成应用，是通过数据集成、系统集成或应用集成来实现的，可在BIM应用中集成GIS，也可以在 GIS 应用中集成 BIM，或是 BIM 与GIS 深度集成，以发挥各自优势，拓展应用领域。在本项目中，利用 GIS 宏观尺度上的功能，将 BIM的信息模型与 GIS 集成,在设计过程中不断支撑解决一些相关问题，同时支撑决策,提升整体设计效率。

5.1.1轨道沿线敏感点噪音分析

利用 BIM+GIS 集成地图，将地铁项目的 BIM模型与 arcGIS 基础空间数据相整合。BIM 模型包括轨道、车站、设备等元素的三维模型，而 arcGIS提供了地理信息系统的空间数据，包括地图、地理坐标等信息。在进行噪音的模拟测试中，先设定音敏感点的标准和位置，利用 BIM 模型中的轨道车辆等信息，结合 arcGIS 的分析工具，及第三方软件基于此模型进行噪音传播模拟和分析。通过模拟，可以预测地铁运行对周围环境产生的噪音水平。基于噪音分析结果，提供决策支持，调整轨道线路、确定道岔安装定位、采取隔音措施、优化列车运行时刻等措施，以降低对敏感点的噪音影响。

5.1.2 项目沿线周边环境分析

使用arcGIS 地图工具，标识并提取周边古建筑、文物建筑的位置和范围。结合BIM模型，进行分析评估,确定古建筑和文物建筑受到的潜在影响。基于分析结果，利用BIM的三维空间技术优势进行相应的设计调整，例如调整轨道线路、站点位置等,以保护轨道沿线的古建筑和文物建筑不受地铁线路影响。并且，提供的数据可支撑施工阶段进行施工场地布置的分析和优化,通过合理的场地布置，保证施工过程中对周边环境的影响最小化。

5.1.3 城市地图的应用

arcGIS城市地图提供了强大的规划工具，可用于城市规划、土地利用规划、交通规划等领域。它允许规划者在地图上直观地查看城市结构、道路网络、用地分布等信息，从而做出更科学合理的规划决策。在本项目中，根据不同部门的需求，最大化利用了项目结合城市地图的应用,除上述描述的应用外,还应用在沿线项目用地的交付情况信息录人,方便负责对接土地交付部门的信息即时更新与共享等。

5.2 BIM 应用创新

根据本项目的特定的工作流程和需求,常规的BIM 软件已无法完全满足所有情况下的需求。为了满足项目实际需求，项目通过开发 BIM 平台的定制插件,简化繁琐的操作流程，通过自动化或半自动化的方式，减少重复工作和人为错误，从而提高工作效率。

5.3 BIM+MMS 运维管理平台

项目全生命期 BIM 工作以“协同-集成-交付”为任务主线，以“交付至运维方的交付物适用性为BIM 实施效果的最终评价标准，项目部通过大量调研,系统分析总结了地铁类项目资产移交存在的困难,提前规划运维需求,确保实现“数字交付”。波哥大地铁一号线项目要求实现 BIM 平台与地铁运维系统 MMS 的信息互联，通过将MMS系统与既有的地铁系统实现关联,采集地铁系统的运行数据，MMS平台再与 BIM 平台双向链接，实现数据共享。运维人员通过 MMS 平台对地铁系统设备进行数据采集和维护管理，在BIM平台上查询轻量化资产模型，获取静态信息，由此实现系统监测+状态分析+故障预警+工单派发等运维管理功能全面覆盖预防性维护和故障检修需求。

6 总结

BIM 技术在波哥大地铁一号线项目设计阶段的应用发挥了重要作用。该项目覆盖全专业，包含土建工程和轨道系统,涉及多个设计分项、系统专业和执行单元，项目体量大，专业众多。在多专业协同设计方面,BIM 技术实现了各专业团队的高效沟通与合作。

通过BM360+SharePoint+Teams+Aconex共同组成的 BIM 协同平台 CDE，不同国内外设计标准的整合和多部门的协同作业得以顺利实现。

BIM 的设计协同在项目设计阶段发挥了重要的功能作用。通过规定统一的 BIM 协同标准，确保所有团队成员使用相同的 BIM平台和软件版本并遵守相应的建模规范。同时，定义了各专业团队的责任分工，明确了工作范围和任务，规定了协同的工作流程，保证了设计方案的协调性。BIM 技术也在项目设计阶段的设计优化中发挥了积极作用，利用 BIM 模型的基础数据，结合第三方软件对项目进行如轨道沿线噪音分析、单体建筑通风分析整体建筑外立面的日照分析等相关研究,为设计方案的优化提供了重要依据。

综上所述,BIM 技术在波哥大地铁项目的应用通过提升协同效率、优化设计方案等方面，为项目的顺利实施和成功交付提供了有力支持。