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浅述BIM+CIM技术在工程项目审批中的应用

日期: 2022-10-26
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为贯彻落实党中央、国务院关于深化“放管服”改革和优化营商环境的部署要求,国务院发布了《关于开展工程建设项目审批制度改革试点的通知》,通知中明确强调,要减审批、强监管,审批时间压减一半以上,由目前平均200多个工作日压减至120个工作日。这不仅仅需要优化审批流程,更重要的是需要转变审批方式,借助信息化手段提升审批效率。


为做好工程建设项目审批制度改革工作,住房城乡建设部也相继开展了“运用建筑信息模型(BIM)系统进行工程建设项目报建并与‘多规合一’管理平台衔接”以及“运用BIM系统进行工程建设项目审查审批和城市信息模型(CIM)平台建设”的有关试点工作。很多城市开始积极探索运用BIM信息化技术来改变工程建设项目审批方式,提升审批效率,并尝试搭建城市CIM平台。


住建部印发的《住房和城乡建设部工程质量安全监管司工作要点》的通知,明确指出要推动BIM技术在工程建设全过程的集成应用,开展建筑业信息化发展纲要和建筑机器人发展研究工作,提升建筑业信息化水平。


由此可见BIM+CIM技术在工程项目审批中的应用越来越受到重视,这些应用为搭建数字孪生城市,实现规建管全流程管控奠定了坚实基础。



01


BIM+CIM技术介绍



1、BIM介绍及其应用


建筑信息模型(Building Information Modeling)是由美国Autodesk公司提出的,是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具,用来形容以三维图形为主,物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计。BIM是以三维数字技术为基础,集成了建筑工程项目各阶段相关信息的工程数据模型,并可以在全生命周期内提供建筑物的全部基础数据信息。从建筑的设计、施工直至项目完成,所有的信息都可以体现在三维模型的信息数据库中,方便相关人员浏览和追溯。


BIM的特点和优势包括可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性。BIM技术的运用,可以有效地提高工作效率,降低成本,缩短工程周期,实现利益最大化。目前,BIM技术已经在全球范围内得到广泛的认可。


结合上述BIM技术的特点和优势,以及住建部印发的《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》,BIM技术的应用可以从以下几个方面来论述:


(1)数据共享多专业协同设计通过建立统一的设计标准,包括图层、颜色、线型等,所有设计专业人员在统一的设计平台进行各专业的三维建模,可以避免由于各专业之间的沟通不畅导致的错、漏、碰、缺等问题,提升设计效率和设计质量。


(2)三维可视化BIM的出现使得设计师、业主、政府和专家等均为所见即所得,降低了用户的理解门槛。设计师能使用三维的思考方式来完成建筑设计,同时,也使业主及管理者摆脱技术壁垒的限制,直观地了解建筑模型详细信息。


(3)各类数据分析和仿真模拟包括场地分析、碰撞分析、工程量计算、灾难应急模拟、节能模拟、日照模拟、施工组织模拟、施工进度模拟等。



2、CIM介绍及其应用


城市信息模型(City Information Modeling),由吴志强院士提出,是一种融合了城市各类时空信息的三维有机模型。CIM在建筑信息模型等微观数据的基础上,增加大场景的GIS地理信息数据,融合物联网等城市运维数据,以及政府审批数据和社会经济数据等,形成城市地上地下全方位立体展示的空间模型和城市变迁信息的有机综合体。


CIM除了具备BIM的三维可视化和模拟仿真的特点外,还具备GIS的空间查询和分析能力,结合城市其他运维管理信息,CIM在如下几个方面进行应用尝试:


(1)辅助决策:通过聚合城市方方面面的信息,包括时空基 础数据、自然资源数据、规划管控数据、工程项目数据、公共专题数据等,来对真实城市进行数字复现。基于复现的数字孪生城市,城市管理者可通过场景仿真模拟、指标计算分析、会商会审等功能实现可视化、可交互、科学的辅助决策。


(2)辅助审批:在规划编制审批和工程项目审批过程中,通过CIM平台集成的三维现状数据和三维规划数据,结合各类规划管控指标,来辅助规划编制和审批工作,也同时从源头上保证了多规合一。规划批复后到了工程项目审批时,通过BIM报建的方式,审批人员通过三维可视化模型和平台自动计算管控结果进行用地预审、设计方案审批、施工图备案以及竣工验收等一系列流程审批。CIM平台可保证建设项目层层管控,数据层层传递,最终又融合到CIM平台成为数据的一部分。


(3)辅助运营:通过辅助决策和辅助审批,最终决策或审批的成果也都会纳入CIM平台成为平台数据的一部分,周而复始辅助决策、审批和运营。同时通过数字孪生CIM平台的物联网IOT等数据,CIM平台可实现对城市运行状况的实时监测预警和指挥管理,比如交通调度优化、管网检修、应急管理、城市体检、项目招商等。



02


工程项目审批现状及存在的问题



1、工程项目审批现状


根据住建部印发的《关于开展工程建设项目审批制度改革试点的通知》,为深化“放、管、服”改革和优化营商环境,将工程建设项目审批流程划分为四个阶段,并统一审批流程、精简审批环节、完善审批体系和加强监督管理。其中,立项用地规划许可阶段主要包括项目审批核准备案、选址意见书核发、用地预审、用地规划许可等。工程建设许可阶段主要包括设计方案审查、建设工程规划许可证核发等。施工许可阶段主要包括消防、人防等设计审核确认和施工许可证核发等。竣工验收阶段主要包括规划、国土、消防、人防等验收及竣工验收备案等。其他行政许可、涉及安全的强制性评估以及备案等事项纳入相关阶段办理或与相关阶段并行推进。


从审查方式来说,传统的工程建设项目审批是建立在审查各类申报材料,包括二维设计图纸的基础之上。政府人员需要在立项用地规划许可阶段审查项目选址是否合适;工程建设许可阶段审查设计方案图纸是否满足规划条件及其他要求;在施工许可阶段审查施工图纸是否符合开工建设要求(大部分城市已取消施工图审查改为备案制度);在竣工验收阶段审查现场是否满足竣工要求和各个专项要求。这些依赖单纯的二维图纸和现场勘查通过人工比对的方式进行项目审查,太过依赖于审查人员的经验,且审查时间长、效率低、可复用性差。



2、工程项目审批现存问题


在全国开展工程建设项目审批制度改革的大背景下,各地政府已逐步优化审批流程,精简审批环节和事项清单,共享审批材料,大大缩减了审批时间。但审批流程的优化并未改变审批方式,对于建立新型智慧政府和智慧城市,仍然有很大的发展空间。


当前各地政府对工程建设项目的审批主要依赖纸质或电子的二维方案材料,监管也主要是现场质量监管,存在审批门槛高、规范不统一、信息不透明等情况,对于政府的科学决策缺乏合理有效的依据。


比如在设计方案审查阶段,将纸质二维图纸和其他设计说明材料等作为审批对象,对审批人员专业程度和行业经验要求高,并且二维图纸承载的建筑信息有限,增加了审批人员的工作量,审批效率低。且对类似的项目进行再次审查时,审查人员的经验很难直接复用,降低了审批效率。在施工图审查阶段,大量的图纸审查需要大量的人力资源,也要求审图人员具有完备的专业知识和丰富的实际工程经验,并且在审查过程中考虑到人为因素的干扰,还可能出现误判、漏判的问题。


另外,纸质的审批材料缺乏建筑信息的动态更新,也不利于各部门直接的动态流转,用户审查完全依靠经验判断,缺乏科学决策的依据,影响政府的决策判断。



03


BIM+CIM技术在政府审批中的应用



随着BIM技术的发展,BIM+GIS+IOT构成的CIM技术在工程建设项目审批中的优势愈发凸显。随着工程建设项目的进行,BIM模型的信息也会逐步增加,层层递进。不同阶段模型的深度不一,挂载的信息不同,通过机器自动读取信息和上位管控条件比对的方式给出机器自动审查结果,同时利用BIM模型三维可视化可仿真模拟的特性,结合地上地下三维空间数据,可以更好地辅助政府工作人员快速准确地完成项目技术性审查。


1、目前BIM技术在一些试点城市的应用


在这种技术愈发成熟的情况下,国家也开始推行BIM报建审批的试点,目前已有一批试点城市率先推动利用BIM进行行政审批方式的变革。


厦门市启动运用BIM系统进行工程建设项目报建与“多规合一”管理平台衔接试点工作。进行了BIM报建审查政策方案研究,BIM规划辅助报建审查系统建设。


南京市启动运用建筑信息模型系统(BIM)进行工程建设项目审查审批和城市信息模型平台(CIM)建设试点项目工作。以“多规合一”信息平台为基础,探索构建一个全域全空间、三维可视化、附带丰富属性信息的CIM平台,实现各类覆盖地上、地表、地下的现状以及规划数据的集成和展示应用。探索依托CIM平台,对工程建设项目BIM报建成果实施关键条件、硬性指标的智能审查新方法,从而降低人为因素干扰,提升决策管理的科学性和精准度。



04


借助BIM+CIM进行行政审批的价值



1、应用价值

BIM技术大大提升了建筑业的信息化水平,BIM结合GIS和IOT构成的CIM技术为城市的管理带来不可预料的前景。借助工程建设项目审批制度改革,将建筑信息模型和城市信息模型融合到政府的项目审批过程中,其价值有如下几个方面。


(1)提升方案质量通过促使建设单位提交BIM设计方案可以提高方案的合理性,设计单位在设计方案时可以提前通过三维BIM模型进行协同设计、碰撞检测、三维渲染、模拟施工等,来保证提交的方案质量,提高方案通过率。


(2)提高审批效率,缩短审批时长传统的审查方式是审查人员需要将设计方案图纸、文字说明或效果图等和上位规划及相关法律法规进行人工比对,来判断方案是否能够通过。专家或部门也需要面对二维图纸材料进行会商会审,审批效率低下。当替换为信息表达更加丰富的BIM模型后,结合大场景的GIS数据可实现审查方案的全方位可视化展示。一方面机器可以根据规则对模型进行自动校验和审核;另一方面专家或审批人员可以浏览三维方案,同时叠加各类现状或规划图层等进行综合判定,辅助审批人员快速给出审查意见。同时将项目的审批规则固化到平台中,可实现规则的快速复用,提高审批效率。


(3)标准化审批要求,避免人为审查误差和违规行为我国现行的建设项目行政审批标准不明确,主要表现在对建设项目审批的差异化和模糊性。传统的项目审批完全依靠审批人员的经验,对于复杂的大型项目需要邀请专家评审,结合专家意见进行项目审批。通过应用BIM技术,在第一阶段明确项目管控要求并留痕,到了第二阶段系统自动依据项目管控要求进行指标审查,避免了人为的审查误差和违规行为,实现了政府审批的公平透明。


(4)项目模型可视化,降低审批门槛相较于传统的审查方式,BIM技术可实现设计方案的三维可视化,对审批人员来说降低了审批门槛。同时结合GIS数据,审批人员可以借助图层叠加功能对设计方案和控规、文物保护、三区三线等各类图层进行叠加查看,直观地判断方案合理性。通过剖切工具对复杂的建筑物或地质图层等进行随意地剖切,并且快速获取各个构件的剖切面的面积、圆形管件直径及管件间距信息,据此来审查项目或指导现场的施工作业。通过指标和模型的联动快速查看模型的问题所在,指导建设方案的优化和改进。


(5)项目全生命周期管控,实现数字孪生城市“数字孪生城市”是将物理世界的数字化映射,通过将人、车、物、空间等城市数据全域覆盖,形成可视、可控、可管的数字孪生城市。而要实现物理世界的数字化映射,BIM+CIM技术是非常重要的。在城市规划许可阶段,通过机器自动提取控规中的管控条件并结合现状和人为管理要求生成项目管控条件;在建设许可阶段,应用BIM技术实现设计方案的三维可视化并通过机器实现与周边现状与管控条件的自动比对;在建设施工阶段,深化设计方案完成三维施工图BIM并与设计方案自动比对;在竣工验收阶段,通过竣工模型与实体建筑和其他管控条件的自动比对,进行项目的最终验收。同时这一系列的规划、建设、管理过程产生的数据都会在系统上留痕,实现项目全生命周期的可视化管控,达到科学管理和有效追溯的目的。



05


结语



我司基于住房和城乡建设部颁布的《城市信息模型(CIM)基础平台技术导则》以及国家现行有关标准的规定,融合BIM、AI、大数据、物联网、云计算、GIS等新一代信息技术研发而成的CIM基础平台,在“多规合一“的基础上,涵盖CIM+BIM多种技术优势,实现各类数据分析和仿真模拟,对提升方案质量、缩短审批时长、标准化作业、降低审批门槛、项目全生命周期管控,实现数字孪生城市提供有力的技术支撑。


典型功能案例:


浅述BIM+CIM技术在工程项目审批中的应用



在工程建设项目审批制度改革的背景下,建设CIM基础平台,通过BIM模型进行报建审批,政府结合BIM和GIS数据进行辅助审查,不仅提升了审批效率,避免了人为审批错误,也为构建科学、便捷、高效的工程建设项目审批和城市管理体系,构建数字孪生城市带来了有益探索。


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