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，山西出版傳媒集團主管，山西出版傳媒集團;山西省人民政府參事室(文史館)主辦。于2005年經國家新聞出版總署批準正式創刊，CN:14-1350/F，本刊在國內外有廣泛的覆蓋面，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、鄉村、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，其建設和運維的質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、暖通等多個專業領域，工程體量較小、施工環境復雜、人員素質參差不齊、建設管理水平低下、項目質量效益不高。針對專業協同弱、施工質量差、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同平臺，可以提高施工效率、縮短建設工期、節約項目成本、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，我國住房和城鄉建設部在GB/T51212-2016《建筑信息模型應用統一標準》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，對其物理和功能特性進行數字化表達，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聯盟)主席指出：BIM本質上是一個把數據轉化成信息，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、高效的管理與協同平臺，能提高施工效率、縮短建設工期、節約項目成本、提升運維水平。

　　今年，住房和城鄉建設部等13個部門聯合發文，在《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》中提出加快推動新一代信息技術與建筑工業化技術協同發展，在建造全過程加大建筑信息模型(BIM)、互聯網、物聯網、大數據、云計算、移動通信、人工智能、區塊鏈等新技術的集成與創新應用，將BIM技術上升到打造“中國建造”升級版這一國家戰略發展層面，將有力促進其深化發展和推廣應用，各級地方政府和軍隊相關業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工程，主要有以下幾個方面的顯著特點。

　　3.1 專業種類繁多、協同難度大

　　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;從專業分工看，項目既包含土建、裝飾等房建專業，也包含通信、電源、避雷、安防、消防、暖通等專業，其中通信專業除包含傳輸、交換、網絡、視訊等有線通信專業外，部分點位還包含了衛星、短波等無線通信專業;從合同關系看，各專業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種類繁多、各類合同關系復雜，協同施工難度較大，項目建設質量效益難以保證。

　　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建設地點通常較為分散、偏遠，多處于人跡罕至、交通不便、經濟落后的區域。此外，每個樞紐建設項目的體量很小，扣除上級配發的裝(設)備，建設經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地的小型企業，專業力量薄弱、管理水平低下，影響了項目建設的質量效益。

　　3.3 工期要求緊迫、質量標準高

　　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，在其明確的時間節點前必須交付部隊使用，完成通信覆蓋、發揮保障效能。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量標準要求。

　　3.4 站型配置統一、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展，在節約成本、縮短工期、助力運維、提升效益等方面發揮著十分重要的作用。BIM技術的本質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節和關鍵階段，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多、工程體量小，參與設計的單位通常業務規模較小、專業力量偏弱，其不僅各專業間內部協同不足，與軍隊通信設計研究單位間的業務協同也往往依靠數量有限的協調會議或文件流轉來實現，嚴重影響了項目規劃設計工作的效率和質量。在這一階段利用BIM技術，則可以通過不同專業間的數據關聯性，使不同工作地點和專業方向的設計人員通過互聯網絡進行數據交互來實現協同，從而將不同成員、專業和系統的，各自獨立的設計過程與成果置于統一的、三維的、直觀的、協同的設計環境中。可以說，BIM技術是確保設計質量、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一的特點，可以由軍隊通信相關業務主管部門根據不同應用場景和建設規模，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。后續項目只需要根據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實際完成項目的建設和運維情況，總結經驗、吸取教訓，不斷迭代升級完善。

　　規劃設計完成后，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為物理實體的重要階段，項目在建設和運維中出現的多數問題都是由于該階段各方溝通不暢、協同不足和管理缺陷造成的。利用規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模型實現項目成本的動態精細管理、結合3D激光測量技術實現大型構件的虛擬拼裝、結合施工現場模擬與大型機械運行空間分析實現施工組織優化，從而將整個施工階段可能出現的各類問題前置解決，提升建設單位、監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十年里(甚至是更長時間)使其能提供穩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揮價值最多、持續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)，其它關聯項目也將產生對該階段造成實質影響的信息。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。

　　運用BIM技術與綜合通信網絡管理系統對接，可將通信網絡運行狀態數據、裝(設)備的增刪和線纜連接關系的變更可視化呈現于BIM模型中，為網絡運行的便捷化、智能化管理產生助推效益;運用BIM技術與AMS(資產管理系統)、CMMS(計算機維護管理系統)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)對接，并鏈接運維管理計劃，就可以實現集成的、可視的、智能的樞紐監控與管理;運用BIM技術進行耗能分析，可實現智能化節能控制;運用BIM技術管理建筑物結構損傷、材料劣化，以及環境影響和災害破壞等數據，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技術在項目規劃、交付和試運行以及清理等階段也發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量效益。后續對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絡管理、智慧軍營等相結合的目標繼續深化。

　　(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，與智能通信網絡管理系統、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，實現國土范圍內軍用通信樞紐建設、運營和維護的統籌管理。

　　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的高新技術為軍事通信領域的建設和發展服務，解決傳統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量效益，對于推動軍用通信事業科學健康發展，不斷提升通信保障效能具有重要意義。

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　　[6]中國BIM門戶——最具影響力的BIM技術資訊交流平臺.http://www.ChinaBIM.com/