浅析 BIM技术在小型军用通信枢纽标准化建设中的应用
31131部队，南京 210042
Analysis on the Application of BIM Technology in the Standardization Construction of Small Military Communication Hub
WENG Liang-yin, JIANG Yi-jun, LIU Pei-feng
(Unit 31131, Nanjing 210042, China)
摘要：BIM可以通过高效承载和管理项目全生命周期信息来提升建设质量效益，受到了军队工程建设单位越来越多的关注，并逐步在各类军事工程项目中得到应用。小型军用通信枢纽建设项目在军事通信基础设施建设中数量众多、地位重要，探寻BIM技术在该类项目建设中的具体应用，对于科学化推进军事通信基础设施建设具有积极意义。
BIM can improve the quality and efficiency of construction by efficiently carrying and managing project life cycle information. It has attracted more and more attention from military engineering construction units and has gradually been applied in various military engineering projects. Small military communication hub construction projects are numerous and important in the construction of military communication infrastructure. Exploring the specific application of BIM technology in the construction of such projects is of positive significance for scientifically advancing the construction of military communication infrastructure.
关键词：BIM；军用通信枢纽；标准化；建设
BIM; military communication hub; standardization; construction
中图分类号：E96 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
近年来，随着军队信息化建设的持续推进和军用通信基础设施建设的不断加速，小型军用通信枢纽建设需求增长十分迅速，将广泛建设和分布在城镇、乡村、公（铁）路沿线以及其它人迹罕至但可能遂行军事行动的区域，增加通信覆盖广度和密度，保障各类任务单位随遇接入国防通信网，其建设和运维的质量效益越来越受到更多的关注和重视。小型军用通信枢纽一般包含生活用房和设备用房，涉及土建、装饰、通信、电源、避雷、消防、暖通等多个专业领域，工程体量较小、施工环境复杂、人员素质参差不齐、建设管理水平低下、项目质量效益不高。针对专业协同弱、施工质量差、工程返工多、工期推进慢、运维管理难等诸多问题，推动其建设模式向科学化、标准化转变势在必行。
BIM技术是一种基于3D模型技术的智能管理流程，既能帮助技术人员正确理解和高效应对纷繁复杂的项目信息，也能为各项目参与方和利益相关方提供一个便捷高效的协同平台，可以提高施工效率、缩短建设工期、节约项目成本、提升运维水平，但其在小型军用通信枢纽标准化建设领域的研究和应用较少，也未见相关文献讨论。论文基于小型军用通信枢纽建设项目的特点，对BIM技术在其设计、施工和运维三个主要阶段的具体应用进行了研究和探讨，为全面提升项目建设的质量效益提供了科学性和可操作性较强的解决方案。
2 BIM技术简介
2016年，我国住房和城乡建设部在GB/T51212-2016《建筑信息模型应用统一标准》中将BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）定义为：建筑信息模型（BIM）是在建设工程及设施全生命周期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称。Dana K.Smith（美国building SMART联盟）主席指出：BIM本质上是一个把数据转化成信息，从而获得知识，并让我们智慧地行动的机制。BIM技术聚焦于项目的信息承载，涵盖了其全生命周期内所有的项目参与方和利益相关方以及应用于该项目的全部技术和方法，通过提供便捷、高效的管理与协同平台，能提高施工效率、缩短建设工期、节约项目成本、提升运维水平。
今年，住房和城乡建设部等13个部门联合发文，在《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》中提出加快推动新一代信息技术与建筑工业化技术协同发展，在建造全过程加大建筑信息模型（BIM）、互联网、物联网、大数据、云计算、移动通信、人工智能、区块链等新技术的集成与创新应用，将BIM技术上升到打造“中国建造”升级版这一国家战略发展层面，将有力促进其深化发展和推广应用，各级地方政府和军队相关业务主管部门也纷纷出台相关政策积极响应。可以说，推动BIM技术在军用通信设施建设领域的应用已成为大势所趋。
小型军用通信枢纽建设项目“麻雀虽小，五脏俱全”，是一个复杂性较强的系统工程，主要有以下几个方面的显著特点。
3.1 专业种类繁多、协同难度大
从运维模式看，与地方运营商小型基站不同，军用通信枢纽一般采取有人值守模式，项目既包含通信设备用房，也包含人员生活用房；从专业分工看，项目既包含土建、装饰等房建专业，也包含通信、电源、避雷、安防、消防、暖通等专业，其中通信专业除包含传输、交换、网络、视讯等有线通信专业外，部分点位还包含了卫星、短波等无线通信专业；从合同关系看，各专业施工单位和设备集成商既有建设单位本级招标选取的，也有随配发的装（设）备由上级单位指定的。综上可以看出，该类建设项目涉及专业种类繁多、各类合同关系复杂，协同施工难度较大，项目建设质量效益难以保证。
3.2 建设地点分散、工程体量小
随着各类军事行动对通信覆盖广度和密度要求的不断提高以及部分通信设备和线路对项目建设地点的特殊要求，小型军用通信枢纽后续建设地点通常较为分散、偏远，多处于人迹罕至、交通不便、经济落后的区域。此外，每个枢纽建设项目的体量很小，扣除上级配发的装（设）备，建设经费一般也就在百万元左右。由于上述原因，承接项目的勘察、设计和施工单位一般是建设点当地的小型企业，专业力量薄弱、管理水平低下，影响了项目建设的质量效益。
3.3 工期要求紧迫、质量标准高
小型军用通信枢纽建设项目除部分点位是按照年度通信建设规划实施外，还有不少点位是随军队专项任务或行动临机下达的“急用急建”项目，通常设定了时间“后墙”，工期要求紧迫，在其明确的时间节点前必须交付部队使用，完成通信覆盖、发挥保障效能。此外，由于军事通信保障的高可靠性要求，军用枢纽建设也比一般的民用通信设施具有更高的质量标准要求。
3.4 站型配置统一、建设标准化
小型军用通信枢纽在人员编制、装（设）备编配等方面具有高度的同一性。除建设地块形状与地质的不同，导致建筑物基础形式和围墙、院落、道路等配套项目有所不同外，只要设计规划好有限的几种站型，并编配好相应的装（设）备，就可以满足绝大部分点位的建设需求，有利于开展标准化设计与建造，提升项目建设的质量效益。
4 BIM技术在小型军用通信枢纽标准化建设中的探索
BIM技术聚焦于项目本身，通过技术与管理信息化为项目建设和运维提供服务，推进其向科学化、信息化、标准化和集约化方向发展，在节约成本、缩短工期、助力运维、提升效益等方面发挥着十分重要的作用。BIM技术的本质与小型军用通信枢纽建设项目的特点是适配和相通的，所以探索其在该类项目标准化建设中的应用，对于提升项目建设的科学性、先进性和综合效益具有重要意义。
4.1 规划设计
著名工程结构专家王昌兴曾指出：设计阶段是控制工程造价的重要环节和关键阶段，耗费占比不到3%的设计阶段决定了工程建设成本的70%以上。可以说规划设计阶段在很大程度上决定了项目的成败。由于小型军用通信枢纽建设项目涉及专业多、工程体量小，参与设计的单位通常业务规模较小、专业力量偏弱，其不仅各专业间内部协同不足，与军队通信设计研究单位间的业务协同也往往依靠数量有限的协调会议或文件流转来实现，严重影响了项目规划设计工作的效率和质量。在这一阶段利用BIM技术，则可以通过不同专业间的数据关联性，使不同工作地点和专业方向的设计人员通过互联网络进行数据交互来实现协同，从而将不同成员、专业和系统的，各自独立的设计过程与成果置于统一的、三维的、直观的、协同的设计环境中。可以说，BIM技术是确保设计质量、提升设计效率的重要工具和手段。
基于该类项目站型配置统一的特点，可以由军队通信相关业务主管部门根据不同应用场景和建设规模，研究制定出不同的标准站型配置，明确建筑设计方案、装（设）备配置方案及其他配套方案，通过建立BIM模型，利用3D碰撞和检查技术纠正设计缺陷，形成标准化方案库。后续项目只需要根据建设需求选择不同的标准化方案，并对建筑物基础、围墙、院落和道路等配套工程进行适配即可完成项目的规划设计，不仅可以大幅降低设计和建造成本，还可以有效控制工期和造价。标准化方案还可以根据实际完成项目的建设和运维情况，总结经验、吸取教训，不断迭代升级完善。
规划设计完成后，通过BIM模型进行交底，可以更有效地传达设计信息，加深监理单位和施工单位对设计方案中难点和关键点的理解，减少和避免各类施工问题，确保标准化工艺工序落地生效。
4.2 施工管理
施工阶段是项目由图纸、模型等信息描述转变为物理实体的重要阶段，项目在建设和运维中出现的多数问题都是由于该阶段各方沟通不畅、协同不足和管理缺陷造成的。利用规划设计阶段的完成的标准化方案库，可以通过BIM模型包含的各类结构化和标准化项目信息，实现可视化交底、综合管线碰撞检查和5D（3D+时间+WBS）模型条件下的“虚拟仿真施工”，还可以结合算量模块利用5D模型实现项目成本的动态精细管理、结合3D激光测量技术实现大型构件的虚拟拼装、结合施工现场模拟与大型机械运行空间分析实现施工组织优化，从而将整个施工阶段可能出现的各类问题前置解决，提升建设单位、监理单位和施工单位对项目建设全局的把控能力，推动项目施工管理向科学化、标准化和集约化方向迈进，全面提升建设项目的质量效益。
此外，建设单位还可以在施工阶段利用BIM技术合理、准确的审核造价（特别是审核工程变更引起的价款索赔）、安排资金支付进度款项。
4.3 运维管理
建设通信枢纽的目的就是为了在未来数十年里（甚至是更长时间）使其能提供稳定高效的通信保障能力，可以说运维阶段是项目全生命周期中发挥价值最多、持续时间最长的一个阶段。运维阶段不仅要从设计、施工等前序阶段获取各类项目信息，该阶段自身也将产生诸多有效信息（如用于改善通信效能、支撑扩建或清理方案比选决策等信息），其它关联项目也将产生对该阶段造成实质影响的信息。目前，这些信息的获取、管理和使用能力严重不足，主要是依靠人工介入，成本高、易出错，如何根据项目变化实时更新并高效利用项目信息就成了本阶段的最大挑战。
运用BIM技术与综合通信网络管理系统对接，可将通信网络运行状态数据、装（设）备的增删和线缆连接关系的变更可视化呈现于BIM模型中，为网络运行的便捷化、智能化管理产生助推效益；运用BIM技术与AMS（资产管理系统）、CMMS（计算机维护管理系统）等对接，就可以自动获取和有效管理项目信息，并从结构化信息的传递和管理中获益；运用BIM技术和GIS（地理信息系统）对接，并链接运维管理计划，就可以实现集成的、可视的、智能的枢纽监控与管理；运用BIM技术进行耗能分析，可实现智能化节能控制；运用BIM技术管理建筑物结构损伤、材料劣化，以及环境影响和灾害破坏等数据，可对运维阶段通信枢纽的安全性和耐久性进行自动分析与智能预测。
BIM技术在项目规划、交付和试运行以及清理等阶段也发挥着十分重要的作用。
5 BIM技术应用体会与前景展望
BIM技术在小型军用通信枢纽建设中应用主要是结合项目自身特点，通过发挥其在项目信息智能管理与高效使用等方面的先进性和优越性，有效解决建设和运维过程中存在的各类矛盾问题，通过标准化和精细化不断提升项目质量效益。后续对BIM技术在该领域的研究与应用可以朝着小型军用通信枢纽全生命周期管理以及与智能通信网络管理、智慧军营等相结合的目标继续深化。
（1）对不同军兵种、不同用途、不同建设地域小型军用通信枢纽的项目特点进行充分研究，结合BIM技术形成较为完善的标准化方案，为通信规划管理部门、装备管理部门、建设单位和施工单位提供示范指导。
（2）将BIM模型进行深化应用，与智能通信网络管理系统、GIS以及智慧军营信息平台相结合，提升小型军用通信枢纽的建设和运维水平，提升通信保障效能。
（3）结合BIM技术建设军队通信枢纽信息化管理平台，实现国土范围内军用通信枢纽建设、运营和维护的统筹管理。
6 结语
探索BIM技术在小型军用通信枢纽标准化建设中的应用，可以有效利用工程建设管理行业的高新技术为军事通信领域的建设和发展服务，解决传统项目管理方式无法解决的各类问题，大幅提升小型军用通信枢纽的设计、施工和运维水平，提升其全生命周期的质量效益，对于推动军用通信事业科学健康发展，不断提升通信保障效能具有重要意义。
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[6]中国BIM门户——最具影响力的BIM技术资讯交流平台.http://www.ChinaBIM.com/
