BIM技術在小型軍用通信樞紐標準化建設中的應用

　　摘要：BIM可以通過高效承載和管理項目全生命周期信息來提升建設質(zhì)量效益，受到了軍隊工程建設單位越來越多的關注，并逐步在各類軍事工程項目中得到應用。小型軍用通信樞紐建設項目在軍事通信基礎設施建設中數(shù)量眾多、地位重要，探尋BIM技術在該類項目建設中的具體應用，對于科學化推進軍事通信基礎設施建設具有積極意義。

　　本文源自新晉商【2020年第06期】《新晉商》雜志，山西出版?zhèn)髅郊瘓F主管，山西出版?zhèn)髅郊瘓F;山西省人民政府參事室(文史館)主辦。于2005年經(jīng)國家新聞出版總署批準正式創(chuàng)刊，CN:14-1350/F，本刊在國內(nèi)外有廣泛的覆蓋面，題材新穎，信息量大、時效性強的特點，其中主要欄目有：對話晉商精英、關注財富生活為主線等。

　　關鍵詞：BIM;軍用通信樞紐;標準化;建設

　　1 引言

　　近年來，隨著軍隊信息化建設的持續(xù)推進和軍用通信基礎設施建設的不斷加速，小型軍用通信樞紐建設需求增長十分迅速，將廣泛建設和分布在城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村、公(鐵)路沿線以及其它人跡罕至但可能遂行軍事行動的區(qū)域，增加通信覆蓋廣度和密度，保障各類任務單位隨遇接入國防通信網(wǎng)，其建設和運維的質(zhì)量效益越來越受到更多的關注和重視。小型軍用通信樞紐一般包含生活用房和設備用房，涉及土建、裝飾、通信、電源、避雷、消防、暖通等多個專業(yè)領域，工程體量較小、施工環(huán)境復雜、人員素質(zhì)參差不齊、建設管理水平低下、項目質(zhì)量效益不高。針對專業(yè)協(xié)同弱、施工質(zhì)量差、工程返工多、工期推進慢、運維管理難等諸多問題，推動其建設模式向科學化、標準化轉變勢在必行。

　　BIM技術是一種基于3D模型技術的智能管理流程，既能幫助技術人員正確理解和高效應對紛繁復雜的項目信息，也能為各項目參與方和利益相關方提供一個便捷高效的協(xié)同平臺，可以提高施工效率、縮短建設工期、節(jié)約項目成本、提升運維水平，但其在小型軍用通信樞紐標準化建設領域的研究和應用較少，也未見相關文獻討論。論文基于小型軍用通信樞紐建設項目的特點，對BIM技術在其設計、施工和運維三個主要階段的具體應用進行了研究和探討，為全面提升項目建設的質(zhì)量效益提供了科學性和可操作性較強的解決方案。

　　2 BIM技術簡介

　　2016年，我國住房和城鄉(xiāng)建設部在GB/T51212-2016《建筑信息模型應用統(tǒng)一標準》中將BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)定義為：建筑信息模型(BIM)是在建設工程及設施全生命周期內(nèi)，對其物理和功能特性進行數(shù)字化表達，并依此設計、施工、運營的過程和結果的總稱。Dana K.Smith(美國building SMART聯(lián)盟)主席指出：BIM本質(zhì)上是一個把數(shù)據(jù)轉化成信息，從而獲得知識，并讓我們智慧地行動的機制。BIM技術聚焦于項目的信息承載，涵蓋了其全生命周期內(nèi)所有的項目參與方和利益相關方以及應用于該項目的全部技術和方法，通過提供便捷、高效的管理與協(xié)同平臺，能提高施工效率、縮短建設工期、節(jié)約項目成本、提升運維水平。

　　今年，住房和城鄉(xiāng)建設部等13個部門聯(lián)合發(fā)文，在《關于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導意見》中提出加快推動新一代信息技術與建筑工業(yè)化技術協(xié)同發(fā)展，在建造全過程加大建筑信息模型(BIM)、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動通信、人工智能、區(qū)塊鏈等新技術的集成與創(chuàng)新應用，將BIM技術上升到打造“中國建造”升級版這一國家戰(zhàn)略發(fā)展層面，將有力促進其深化發(fā)展和推廣應用，各級地方政府和軍隊相關業(yè)務主管部門也紛紛出臺相關政策積極響應。可以說，推動BIM技術在軍用通信設施建設領域的應用已成為大勢所趨。

　　3 小型軍用通信樞紐建設項目的特點

　　小型軍用通信樞紐建設項目“麻雀雖小，五臟俱全”，是一個復雜性較強的系統(tǒng)工程，主要有以下幾個方面的顯著特點。

　　3.1 專業(yè)種類繁多、協(xié)同難度大

　　從運維模式看，與地方運營商小型基站不同，軍用通信樞紐一般采取有人值守模式，項目既包含通信設備用房，也包含人員生活用房;從專業(yè)分工看，項目既包含土建、裝飾等房建專業(yè)，也包含通信、電源、避雷、安防、消防、暖通等專業(yè)，其中通信專業(yè)除包含傳輸、交換、網(wǎng)絡、視訊等有線通信專業(yè)外，部分點位還包含了衛(wèi)星、短波等無線通信專業(yè);從合同關系看，各專業(yè)施工單位和設備集成商既有建設單位本級招標選取的，也有隨配發(fā)的裝(設)備由上級單位指定的。綜上可以看出，該類建設項目涉及專業(yè)種類繁多、各類合同關系復雜，協(xié)同施工難度較大，項目建設質(zhì)量效益難以保證。

　　3.2 建設地點分散、工程體量小

　　隨著各類軍事行動對通信覆蓋廣度和密度要求的不斷提高以及部分通信設備和線路對項目建設地點的特殊要求，小型軍用通信樞紐后續(xù)建設地點通常較為分散、偏遠，多處于人跡罕至、交通不便、經(jīng)濟落后的區(qū)域。此外，每個樞紐建設項目的體量很小，扣除上級配發(fā)的裝(設)備，建設經(jīng)費一般也就在百萬元左右。由于上述原因，承接項目的勘察、設計和施工單位一般是建設點當?shù)氐男⌒推髽I(yè)，專業(yè)力量薄弱、管理水平低下，影響了項目建設的質(zhì)量效益。

　　3.3 工期要求緊迫、質(zhì)量標準高

　　小型軍用通信樞紐建設項目除部分點位是按照年度通信建設規(guī)劃實施外，還有不少點位是隨軍隊專項任務或行動臨機下達的“急用急建”項目，通常設定了時間“后墻”，工期要求緊迫，在其明確的時間節(jié)點前必須交付部隊使用，完成通信覆蓋、發(fā)揮保障效能。此外，由于軍事通信保障的高可靠性要求，軍用樞紐建設也比一般的民用通信設施具有更高的質(zhì)量標準要求。

　　3.4 站型配置統(tǒng)一、建設標準化

　　小型軍用通信樞紐在人員編制、裝(設)備編配等方面具有高度的同一性。除建設地塊形狀與地質(zhì)的不同，導致建筑物基礎形式和圍墻、院落、道路等配套項目有所不同外，只要設計規(guī)劃好有限的幾種站型，并編配好相應的裝(設)備，就可以滿足絕大部分點位的建設需求，有利于開展標準化設計與建造，提升項目建設的質(zhì)量效益。

　　4 BIM技術在小型軍用通信樞紐標準化建設中的探索

　　BIM技術聚焦于項目本身，通過技術與管理信息化為項目建設和運維提供服務，推進其向科學化、信息化、標準化和集約化方向發(fā)展，在節(jié)約成本、縮短工期、助力運維、提升效益等方面發(fā)揮著十分重要的作用。BIM技術的本質(zhì)與小型軍用通信樞紐建設項目的特點是適配和相通的，所以探索其在該類項目標準化建設中的應用，對于提升項目建設的科學性、先進性和綜合效益具有重要意義。

　　4.1 規(guī)劃設計

　　著名工程結構專家王昌興曾指出：設計階段是控制工程造價的重要環(huán)節(jié)和關鍵階段，耗費占比不到3%的設計階段決定了工程建設成本的70%以上。可以說規(guī)劃設計階段在很大程度上決定了項目的成敗。由于小型軍用通信樞紐建設項目涉及專業(yè)多、工程體量小，參與設計的單位通常業(yè)務規(guī)模較小、專業(yè)力量偏弱，其不僅各專業(yè)間內(nèi)部協(xié)同不足，與軍隊通信設計研究單位間的業(yè)務協(xié)同也往往依靠數(shù)量有限的協(xié)調(diào)會議或文件流轉來實現(xiàn)，嚴重影響了項目規(guī)劃設計工作的效率和質(zhì)量。在這一階段利用BIM技術，則可以通過不同專業(yè)間的數(shù)據(jù)關聯(lián)性，使不同工作地點和專業(yè)方向的設計人員通過互聯(lián)網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)交互來實現(xiàn)協(xié)同，從而將不同成員、專業(yè)和系統(tǒng)的，各自獨立的設計過程與成果置于統(tǒng)一的、三維的、直觀的、協(xié)同的設計環(huán)境中。可以說，BIM技術是確保設計質(zhì)量、提升設計效率的重要工具和手段。

　　基于該類項目站型配置統(tǒng)一的特點，可以由軍隊通信相關業(yè)務主管部門根據(jù)不同應用場景和建設規(guī)模，研究制定出不同的標準站型配置，明確建筑設計方案、裝(設)備配置方案及其他配套方案，通過建立BIM模型，利用3D碰撞和檢查技術糾正設計缺陷，形成標準化方案庫。后續(xù)項目只需要根據(jù)建設需求選擇不同的標準化方案，并對建筑物基礎、圍墻、院落和道路等配套工程進行適配即可完成項目的規(guī)劃設計，不僅可以大幅降低設計和建造成本，還可以有效控制工期和造價。標準化方案還可以根據(jù)實際完成項目的建設和運維情況，總結經(jīng)驗、吸取教訓，不斷迭代升級完善。

　　規(guī)劃設計完成后，通過BIM模型進行交底，可以更有效地傳達設計信息，加深監(jiān)理單位和施工單位對設計方案中難點和關鍵點的理解，減少和避免各類施工問題，確保標準化工藝工序落地生效。

　　4.2 施工管理

　　施工階段是項目由圖紙、模型等信息描述轉變?yōu)槲锢韺嶓w的重要階段，項目在建設和運維中出現(xiàn)的多數(shù)問題都是由于該階段各方溝通不暢、協(xié)同不足和管理缺陷造成的。利用規(guī)劃設計階段的完成的標準化方案庫，可以通過BIM模型包含的各類結構化和標準化項目信息，實現(xiàn)可視化交底、綜合管線碰撞檢查和5D(3D+時間+WBS)模型條件下的“虛擬仿真施工”，還可以結合算量模塊利用5D模型實現(xiàn)項目成本的動態(tài)精細管理、結合3D激光測量技術實現(xiàn)大型構件的虛擬拼裝、結合施工現(xiàn)場模擬與大型機械運行空間分析實現(xiàn)施工組織優(yōu)化，從而將整個施工階段可能出現(xiàn)的各類問題前置解決，提升建設單位、監(jiān)理單位和施工單位對項目建設全局的把控能力，推動項目施工管理向科學化、標準化和集約化方向邁進，全面提升建設項目的質(zhì)量效益。

　　此外，建設單位還可以在施工階段利用BIM技術合理、準確的審核造價(特別是審核工程變更引起的價款索賠)、安排資金支付進度款項。

　　4.3 運維管理

　　建設通信樞紐的目的就是為了在未來數(shù)十年里(甚至是更長時間)使其能提供穩(wěn)定高效的通信保障能力，可以說運維階段是項目全生命周期中發(fā)揮價值最多、持續(xù)時間最長的一個階段。運維階段不僅要從設計、施工等前序階段獲取各類項目信息，該階段自身也將產(chǎn)生諸多有效信息(如用于改善通信效能、支撐擴建或清理方案比選決策等信息)，其它關聯(lián)項目也將產(chǎn)生對該階段造成實質(zhì)影響的信息。目前，這些信息的獲取、管理和使用能力嚴重不足，主要是依靠人工介入，成本高、易出錯，如何根據(jù)項目變化實時更新并高效利用項目信息就成了本階段的最大挑戰(zhàn)。

　　運用BIM技術與綜合通信網(wǎng)絡管理系統(tǒng)對接，可將通信網(wǎng)絡運行狀態(tài)數(shù)據(jù)、裝(設)備的增刪和線纜連接關系的變更可視化呈現(xiàn)于BIM模型中，為網(wǎng)絡運行的便捷化、智能化管理產(chǎn)生助推效益;運用BIM技術與AMS(資產(chǎn)管理系統(tǒng))、CMMS(計算機維護管理系統(tǒng))等對接，就可以自動獲取和有效管理項目信息，并從結構化信息的傳遞和管理中獲益;運用BIM技術和GIS(地理信息系統(tǒng))對接，并鏈接運維管理計劃，就可以實現(xiàn)集成的、可視的、智能的樞紐監(jiān)控與管理;運用BIM技術進行耗能分析，可實現(xiàn)智能化節(jié)能控制;運用BIM技術管理建筑物結構損傷、材料劣化，以及環(huán)境影響和災害破壞等數(shù)據(jù)，可對運維階段通信樞紐的安全性和耐久性進行自動分析與智能預測。

　　BIM技術在項目規(guī)劃、交付和試運行以及清理等階段也發(fā)揮著十分重要的作用。

　　5 BIM技術應用體會與前景展望

　　BIM技術在小型軍用通信樞紐建設中應用主要是結合項目自身特點，通過發(fā)揮其在項目信息智能管理與高效使用等方面的先進性和優(yōu)越性，有效解決建設和運維過程中存在的各類矛盾問題，通過標準化和精細化不斷提升項目質(zhì)量效益。后續(xù)對BIM技術在該領域的研究與應用可以朝著小型軍用通信樞紐全生命周期管理以及與智能通信網(wǎng)絡管理、智慧軍營等相結合的目標繼續(xù)深化。

　　(1)對不同軍兵種、不同用途、不同建設地域小型軍用通信樞紐的項目特點進行充分研究，結合BIM技術形成較為完善的標準化方案，為通信規(guī)劃管理部門、裝備管理部門、建設單位和施工單位提供示范指導。

　　(2)將BIM模型進行深化應用，與智能通信網(wǎng)絡管理系統(tǒng)、GIS以及智慧軍營信息平臺相結合，提升小型軍用通信樞紐的建設和運維水平，提升通信保障效能。

　　(3)結合BIM技術建設軍隊通信樞紐信息化管理平臺，實現(xiàn)國土范圍內(nèi)軍用通信樞紐建設、運營和維護的統(tǒng)籌管理。

　　6 結語

　　探索BIM技術在小型軍用通信樞紐標準化建設中的應用，可以有效利用工程建設管理行業(yè)的高新技術為軍事通信領域的建設和發(fā)展服務，解決傳統(tǒng)項目管理方式無法解決的各類問題，大幅提升小型軍用通信樞紐的設計、施工和運維水平，提升其全生命周期的質(zhì)量效益，對于推動軍用通信事業(yè)科學健康發(fā)展，不斷提升通信保障效能具有重要意義。

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