基于BIM技术的项目管理平台研究及应用

摘要:针对传统工程项目信息化管理中存在的手段单一、信息分散、协同效率差、决策支持困难、维护更新投入大等问题，进行基于BIM技术的项目管理平台研究，采用云技术和异构系统集成技术，进行私有云部署和异构系统集成，保证不同用户、不同地域协同办公以及不同系统之间BIM信息流通，实现了BIM模型、GIS环境与项目管理体系的深度融合。结果表明，云环境下BIM项目管理平台有效减少企业硬件投入和软件维护成本，在工程进度模拟、质量追溯、安全监控、投资控制等方面创新管理手段和流程，提高了项目管理效率和水平。
关键词:BIM;云技术;项目管理;平台研究
最近几年，我国企业在国家信息化发展战略和项目管理自身需求的推动下，项目管理信息化取得了长足的发展，但实施过程中也遗留了许多问题，如管理手段单一、信息沟通不及时、企业知识库储备不足、信息孤岛现象依然存在等。BIM作为一门新兴的综合性技术，它与项目管理的集成应用为解决这些问题提供了新的思路。
20世纪90年代，国内外出现了4D-CAD技术的研究，并在一些项目中得到应用，这属于BIM技术和项目管理集成应用的雏形。近年来，随着BIM软件技术的发展，出现了基于BIM的4D和5D商业应用软件。例如，在广州周大福国际金融中心实施应用了广联达软件股份有限公司开发的基于BIM的综合项目管理系统，在上海金融中心应用了清华大学研发的基于BIM的4D动态施工管理系统［1］。多所高校也开展了基于BIM的项目管理平台研究，如秦康［2］进行了基于BIM和PDCA的施工进度管理研究，从PDCA理论进行基于BIM项目管理平台的进度研究。李海涛［3］通过建立可视化安全管理平台，进行4D施工模拟和碰撞监测。张洋［4］基于BIM的工程信息管理体系与架构，开发了BIM信息集成平台，实现工程信息交换、共享和集成化管理。
现有BIM项目管理平台，多针对房建行业，侧重在信息管理、进度管理、质量管理、成本管理等单点应用，尚未考虑各管理过程的相互关系，也未考虑基建行业点多、线长、面广等工程特点。本文综合考虑房建和基建行业特点，进行基于BIM技术的项目管理平台研究及应用。
1平台总体设计
考虑到项目管理平台涉及的参与方众多、分布范围广，为提高平台的易用性和稳定性，减少各参与方的维护工作量，降低平台后期集成以及与其他系统对接难度，整个平台体系采用基于BS的框架设计，对后期的集成来说有标准的接口规范可以遵循，对用户而言无需安装繁杂的客户端，直接通过用户名和密码即可登录使用。平台采用三层架构(表示层、业务逻辑层、数据处理层)进行开发，表示层就是利用浏览器为客户提供应用的图形界面，负责直接跟用户进行交互;业务逻辑层由Web应用服务器实现系统的业务逻辑功能;数据处理层是三层中的最底层，负责数据的存储和访问。平台支持Sqlserver和Oracle等大型数据库，系统运行和维护的效率高，同时具备从功能应用到数据库系统的多层安全控制机制，以保障系统的稳定运行，保障系统的开放性和扩展性。平台总体架构、网络结构、功能框架如图1～3所示。

图 1 平台总体架构

图 2 网络拓扑结构

图 3 平台功能框架

2关键技术问题
2.1云技术
BIM系统需要高性能的图形引擎作为支撑，采用本地部署对个人电脑配置要求高，企业级群体用户会产生巨大的费用，同时软件维护更新也比较麻烦。平台采用云技术，将BIM系统所需的所有软硬件资源布置云端，所有软硬件的更新维护工作在云端统一部署。个人用户无需采购高性能计算机，无需持续进行软件更新，只需通过网页登录，即可使用BIM系统，极大缓解了企业软硬件投入压力，同时保证不同用户使用BIM系统不受时间和地域的限制(图4)。

图4云环境下BIM系统

2.2图形引擎选择
平台研发过程中对现有图形引擎开展了大量的调研工作。目前基于BIM项目管理平台的图形引擎主要分为两类，一类是基于BIM数据结构的图形引擎，一类是基于GIS数据结构的图形引擎。两种技术手段各有优缺点，本平台图形引擎的选择主要需考虑6个方面:1)对网页端的支持能力;2)对大数据量模型的承载能力;3)对主流BIM建模软件数据格式的识别能力;4)基建行业对地形、地质的空间分析能力;5)对大场景、大范围数字化模型的扩展能力;6)丰富的二次开发接口适用能力。结合基础建设行业工程的特点，本平台选择现有成熟的GIS图形引擎，经过大量二次开发和功能改造，将其无缝嵌入BIM项目管理平台中，保证了网页端主流建模软件模型数据无损传递和流畅运行，与业务功能形成双向联动，在满足BIM模型信息完整度和精度的条件下，更能适应大区域适用场景。