基于bim技术的公路造价研究.docx
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基于bim技术的公路造价研究
目录
1.将BIM技术应用于公路造价领域的意义2
2.BIM国内外应用BIM技术进行成本管理现状3
2.1国外现状3
2.2国内现状4
3.BIM技术概述5
3.1BIM的定义5
3.2BIM的优势6
3.2.1可视化6
3.2.2协调性6
3.2.3模拟性7
3.2.4参数化7
4.公路行业全过程造价管理概述7
4.1公路行业全过程造价概念7
4.2建设工程全过程造价管理阶段划分及目标概述8
4.3BIM应用于公路行业全过程造价的适宜性9
5.我国公路工程全过程造价管理现状分析10
5.1现状10
5.2存在问题11
5.2.1信息管理问题11
5.2.2各阶段的造价管理问题13
5.2.3各阶段之间的造价管理协调问题14
5.2.4各参与方之间的造价管理协调问题14
6.BIM在公路工程全过程造价管理中的应用15
6.1BIM对传统建设工程全过程造价管理带来的改变15
6.1.3BIM对传统建设工程全过程造价管理模式带来的改变15
6.1.2BIM对传统建设工程全过程造价管理工作方式改变17
6.1.3BIM对传统建设工程全过程造价管理组织架构的改变17
6.2BIM在建设工程全过程各个阶段造价管理中的具体应用18
6.2.1基于BIM的建设工程投资决策阶段造价管理18
6.2.2基于BIM的建设工程设计阶段造价管理19
6.2.3基于BIM的建设工程招投标阶段造价管理20
6.2.4基于BIM的建设工程施工阶段造价管理21
6.2.5基于BIM的建设工程竣工验收阶段造价管理22
7结语23
1.将BIM技术应用于公路造价领域的意义
“全球的资本项目投资正以超越国内生产总值增长的速度迅速增长，预计到2020年,全球建造业的增长率为67%。
2014年上半年,全国国内生产总值269044亿元，按可比价格计算，同比增长7.4%，GDP增幅持续处于低位。
上半年全国建筑业总产值为64900亿元，比上年同期增长15.3%；建筑业房屋建筑施工面积89.14亿平方米，同比增长13.5%，比一季度下滑2个百分点；从新签合同额与建筑业总产值的增幅对比来看，从2013年开始，建筑业增幅均回落至20%以下，到2014年，产值与新签合同额都持续回落至15%左右，可见建筑业的高增长时代已渐行渐远”，但增长速度依然较为强劲。
目前我国经济增速进入新时代，尤其是公路方面，一方面公路建设高速增长的时代渐行渐远；一方面公路建设精细化需求日益增高。
依靠传统的项目管理方式进行成本控制已经远远满足不了现行状态下的公路建筑需求，成本控制必须要进入新的发展阶段——全寿命期成本精细化管理阶段。
目前理论上成本的精细化管理方法比较多，但是由于大跨度高架、隧道、地下通道的多种形式的复杂道路建筑不断增多，使得传统的成本控制理论难以落到实处，而建筑信息模型（BIM）依靠其参数化的设计功能和开放的数据结构使得精细化的成本控制成为正真意义上的可能，与此同时“住建部编制的建筑业“十二五”规划明确提出要推进BIM协同工作等技术应用，普及可视化、参数化、三维模型设计，以提高设计水平，降低工程投资，实现从设计、采购、建造、投产、运行到项目报废的全过程集成运用，基于以上背景来落实基于BIM的工程项目全寿命周期成本控制方法是可行且必要的。
现阶段成本的控制大多数集中于“一头一尾”控制方法（前期的预算到后期的竣工决算），而且是分阶段的，这种做法缺少项目的整体意识，无法实现项目全寿命期各个阶段之间的关联；传统的造价控制仅仅是按照指标、图纸静态的控制成本，这使得成本控制的较为粗放，难以形成精细化的成本控制，无法实现项目协同，也就造成大量的信息孤岛，导致项目的整体计划目标和实际目标相差很远，“三超”现象普遍存在。
基于BIM的工程项目全寿命周期成本控制，建立了业主方基于BIM的工程项目全寿命周期成本控制的框架，为工程项目全寿命期精细化成本控制提供了理论基础；同时通过探讨基于BIM在工程项目不同阶段的成本精细化控制方法：
在设计阶段通过BIM的协同设计平台、在施工阶段通过基于BIM的可视化的施工模拟、在运营阶段通过基于BIM的智能化设施维护和管理，旨在实现一个系统化、动态化的成本控制。
同时打破从业主、施工单位到运维单位之间信息交流的隔阂，实现对工程项目全寿命期的成本管理。
2.BIM国内外应用BIM技术进行成本管理现状
2.1国外现状
16世纪末至18世纪初，资本主义工业化在西方发达国家兴起，大量土地被政府征用来兴建厂房、基础设施等，农民失去土地后集中向城市转移，由此带来了大量住房需求，强力地推动了建筑业的发展，之前合为一体的设计和施工专业逐渐分离为两个独立的专业。
随着建设工程快速发展，需要人员开展专门的工程量计量、工料计算及估价工作。
此类专业人员逐渐发展成为工料测量师，他们的主要工作内容是帮助雇主测算已完工程量并进行估价，确定工匠报酬，与工程建设方进行洽谈。
到了十九世纪，招标承包制度开始在一些西方资本主义国家萌芽，其对工料测量师提出了更高的要求，工料测量师在原有的工料测量和估价的工作基础上，还需依照设计图纸进行工程量的计算，编制建设项目工程量清单，以此为招标方确定标底，或者为投标方确定标价。
工程造价管理逐渐发展成为了一个独立的专业。
1881年，英国成立皇家测量师协会，工程造价管理得到了第一次飞跃。
最初，工料测量师只能在工程开工前测算项目的投资额，无法就设计阶段所需的投资额进行准确的预算。
这样往往会造成工程的实际成本过高，不能按预定的投资目标完成工程。
因此，一些业主开始关注投资决策和设计阶段的造价管理，并使用了一些技术及经济管理措施，以此达到促进资源合理配置，提高投资效率的目的。
19世纪40年代，英国等发达国家制定了“投资计划和控制制度”，这成为了工程造价管理历史上的第二次飞跃。
20世纪70年代，工程造价管理研究有了一些新的突破，一些专家学者开始引用其他领域的理论和方法到工程造价中来。
英国在这一时期提出了“全生命周期造价管理”（LifecycleCostManagement—LCCM）的概念，之后，美国推出了“全面造价管理”（TotalcostManagement一TCM）理论，建设工程造价管理研究和实践从此进入了一个全面的发展阶段。
国外的建设工程项目一般分为两种——政府投资项目和私人投资项目。
对于政府投资项目，国外一般采取的是由政府投资部门直接管理的模式。
对于私人投资项目，政府则一般不会过多干涉，但是会通过立法的形式对工程的技术标准、安全文明、社会效益和社会环境影响进行引导和限制，投资主体承担了所有的投资风险，因此他们对投资项目的造价管理极为重视。
纵观建设工程造价管理的发展历史，我们可以看出，建设工程造价管理的特点是从事后管控发展为事前管控，从被动发展为主动，从阶段性管理发展为全过程管理。
建设工程造价管理是一个系统工程，其具有整体性、动态性、全过程性、全方位性等特点。
2.2国内现状
随着生产力的提高，我国的工程造价管理也得到了发展，工程造价管理制度也得到逐步发展和完善，尤其是新中国成立之后，我国的工程造价管理制度有了飞跃式的发展。
1978年我国正式实施改革开放，经济体制改革日渐深入，工程造价管理的发展逐渐走上正轨。
80年代中期，中国工程建设概预算定额委员会正式成立；90年代初期，中国建设工程造价管理协会成立；90年代中期，国家注册造价工程师制度在我国正式发布；这些重大举措都对我国工程造价管理的发展起着重要的作用。
到了21世纪，我国经济改革继续深化，计划经济体制已不再适应我国经济发展，计划经济体制逐步向市场经济体制转变。
随着市场经济体制的确立，传统的工程造价定额计价模式也暴露出较多问题，工程量清单计价模式逐步取代定额计价模式，政府也于2008年正式推出新版工程量清单计价规范，进一步推动了我国工程造价管理的发展。
随着现代大型基建项目、巨项目的增加，项目的复杂性增大，项目管理和造价管理的难度加大，传统的建设工程造价管理思想也发生了一些变化，造价管理工作逐步由事后控制转变为事前控制，由重视阶段管理转变为重视全过程管理。
我国于20世纪90年代初从国外引进了全过程工程造价管理理念，在英国建设工程造价管理体系基础上，提出了建设项目全过程造价管理的概念——WPCM（WholeProcessCostManagement），它是指建设工程项目从投资决策阶段可行性研究分析开始，到最终竣工验收决算、项目后评价为止的整个建设工程全过程造价管理。
这种造价管理方式强调对工程造价进行事前控制、动态控制及全过程控制，从而有效地控制和管理建设工程投资。
全过程造价管理建立了符合中国建筑业特征的建设工程造价管理新模式，在中国工程造价管理历史上具有里程碑的意义。
3.BIM技术概述
3.1BIM的定义
BIM的定义和解释有多种版本，以下就列举几种比较常见的解释：
1）建筑信息模型（BuildingInformationModeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。
2）建筑信息模型是指全寿命期工程项目或其组成部分物理特征、功能特性及管理要素的共享数字表达。
3）建筑信息模型是指建立和采用电脑软件模型，来模拟一项设施的建造与运营。
制成的模型就是一个建筑资讯模型，它是该设施的一个数据丰富、目标为本、智能及参量的数码代表。
根据不同用户的需求，适当的数据就可以被轻易的提取及分析，以寻找用于决定完成建造及改善设施的程序。
综上概述，我们可以得知，对BIM的定义应当包括以下三个方面：
①BIM是基于数据标准和可操作性基础上构建的一个数字信息模型，其包含了建设项目的所有信息并将这些信息完全共享，相当于一个项目的虚拟替代品；
②BIM是将建设项目所有信息整合到一个数字化模型的动作，在项目的各个阶段，所有参与方都可以对该数字模型中的信息进行提取和更改，从而满足项目需求，顺利完成各项工作；
③BIM是科学合理、可供复查、信息透明的工作系统，基于BIM系统，所有参与方有效沟通、信息共享，在项目全生命周期中共同协作，提升各项工作和决策的有效性和准确性，提高项目管理的科学性和合理性。
在BIM的定义中，“信息”是其中的关键。
基于BIM数字技术平台，可以确保项目各参与方在项目建设过程中沟通顺畅、信息共享，由此减少因信息传递受阻而产生的错误和浪费等现象，降低成本，提高投资效率，并使项目按时完成。
3.2BIM的优势
3.2.1可视化
可视化即通过计算机技术，使人们进入一个三维的、多媒体的虚拟世界（在这个虚拟世界里房屋的虚拟尺寸及属性和实际尺寸及属性呈现1:
1的关系），对于建筑行业来说，可视化运用的潜在价值很大，因为毕竟不是人人都是能把线条翻译成房子的专业人才，即使所有人都有这个能力，当遇到异形复杂建筑时，也没有人能够理清各个构件之间的关系，特别是各个建筑设备之间的关系。
再加之项目参建者分别来自不同的企业，没有可视化手段的帮助，效率会大大降低。
BIM的建模软件通过各个构件的属性自动生成一种三维的实物图形，透过这个虚拟的三维图形人们可以直观感受工程项目的各个构件以及构件之间的关系。
这种虚拟的三维图形有别于设计院常做的效果图，“效果图是通过单一的图元信息绘制的，并不是通过构件的信息自动生成的，缺少了同构件之间的关联性”，而BIM的可视化是一种能够在构件之间形成关联性的可视，在BIM建筑信息模型中，由于整个过程都是可视化的，所以可视化的结果不仅可以用来做效果图的展示及报表的生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。
3.2.2协调性
建筑信息模型（BIM）的协调性是指工程项目的参建单位基于BIM的协同平台进行横向和纵向的信息交流，减少信息失真。
建筑工程涉及的参建者众多，基于传统的蓝图无法实现建筑信息的无缝传递，而基于BIM的协同平台可以实现横向和纵向的协同管理。
不同专业的设计师可以通过BIM协同平台对同一模型进行同时设计，而且不同专业之间的构件具有关联性，例如暖通等专业中的管道在进行布置时，可以结合建筑及结构专业的模型进行综合管线布置，这样就有效的避免了设备管道与建筑或结构构件的碰撞；建设单位根据自己的需求在BIM协同平台上结合建模软件可视化的功能和设计师进行沟通和交流，这样更容易使设计师了解建设单位的设计需求，有效的避免了信息孤岛；施工单位可以基于BIM协同平台以三维立体化的方式浏览设计单位的图纸，同时设计院可以针对某些复杂节点以动画的方式展示其施工方法，这样有效的避免了信息失真。
3.2.3模拟性
这里的模拟主要是指利用建筑信息模型（BIM）的相关软件通过构件的属性来虚拟各种真实事物的过程。
在建模过程中各个构件的属性已经添加到模型中，因此BIM的模拟性在某种程度上可以指导于实践。
建筑信息的模拟可分为两种
（1）模拟建筑物本身模型（包括静态和动态的）；
（2）模拟在真实世界中进行操作的事物。
前者的模拟主要体现构件的直接属性，例如在施工阶段BIM可以模拟塔吊的协同作业、滑模的自动爬升等。
后者主要体现在建筑性能及相关参数上。
例如在设计阶段，BIM可以进行能耗模拟、采光模拟、生态模拟等；在招投标和施工阶段通过和Project软件结合可以进行5D施工模拟（三维模型+时间+成本）。
后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式，例如地震人员逃生模拟及消防人员疏散模拟等。
3.2.4参数化
参数化是BIM的灵魂，BIM之所以区别于其他的三维建模就是基于BIM具有参数化的特点，BIM参数化的实质是指建筑本身所包含的参数以及参数之间的联动，主要包含以下两点：
（1）建筑模型本身的属性。
建筑工程项目是一个系统性的工程，它本身含有丰富的数据，而BIM模型建立的过程实际就是录入其中参数的过程，BIM模型中的每一个构建都含有描述其对应的物理属性（如材质、导热系数等）和社会属性（如价格、产地等）的参数，而BIM的最大价值也就在于后期根据不同的需求对相应的参数进行提取及整理。
（2）各个参数之间的联动性。
BIM模型是将整个工程项目作为一个整体来考虑的，其中的各个参数之间并不是孤立存在的，而是具有一定的相关性。
例如在平面图中修改一扇窗的尺寸，同时这个改变在立面图中就立刻反应出来。
4.公路行业全过程造价管理概述
4.1公路行业全过程造价概念
改革开放之后，我国逐步由计划经济时代迈向市场经济时代，传统的工程造价管理体系已无法适应建筑业的快速发展，随着建设项目法人制制度的制定和实施，项目法人对项目工程造价的管理职责越来越大，对投资效益和投资管理的要求也日益提高。
美国在上世纪九十年代提出了全面造价管理（TCM——TotalCostManagement）的理念，即工程造价管理需贯穿建设工程项目的全过程，涉及建设工程项目的所有要素，涉及所有参与方的利益以及各个参与方之间的关系。
全过程造价管理是全面造价管理的一个方面，强调对建设工程项目进行全过程造价管理，从项目投资决策开始，到建设工程竣工验收完毕，以达到在项目建设期有效控制项目投资总额的目的。
借用工程造价的概念，工程造价是指一个建设工程项目在建造过程中的所有费用，即从一个建设工程项目确定投资和建设意向开始，至竣工验收结束为止的全过程中所有发生的费用总和。
工程造价是确保一个建设工程项目顺利实施并完成的关键因素，是建设工程项目管理的重要部分。
工程造价在不同的角度具有不同的涵义，对业主而言，其选择并投资了项目，目的是为了获取相应的收益，从工程的投资决策开始，到工程招标开始建设，到最后竣工验收交付使用，所有的固定资产和无形资产都包括在这一过程中，其投资于该过程中的所有资金便是工程造价。
对施工单位而言，其通过投标获得该项目的建设，在此过程中，所有发生的建筑安装工程费用，加上土地征用费用、材料设备采购费用、技术设计费用、劳务费用等总和，称之为工程造价。
建设工程造价管理是指通过相应的科学手段和技术措施，合理确定建设工程的造价并在过程中对其进行有效控制，这里的造价是指工程从投资决策到竣工验收所花费的全部费用。
建设工程全过程造价管理是指从项目投资决策开始，经过设计、招投标、施工、竣工验收，最后到项目试运行投产，在整个工程建设周期内进行动态的造价管理和控制，其有效地衔接了建设过程中的各个阶段，从而达到有效控制建设工程总造价、提高投资效益的效果。
4.2建设工程全过程造价管理阶段划分及目标概述
根据建设工程实施的先后顺序以及实施内容和管理重点的差异，建设工程全过程可以划分为投资决策阶段、设计阶段、招投标阶段、施工阶段、竣工验收阶段。
只有确保每个阶段的造价管理都能有效实施，才能实现真正的工程项目“全过程”造价管理,即有公式如下:
其中：
C是建设工程的总造价；
C1是投资决策阶段的建设工程造价；
C2是设计阶段的建设工程造价；
C3是招投标阶段的建设工程造价；
C4是施工阶段的建设工程造价;
C5是竣工验收阶段的建设工程造价。
由于各个阶段的重点工作和侧重点不同，相应地，各个阶段的控制内容及目
标也不尽相同，以下是对建设工程全过程各阶段的造价控制目标。
4.3BIM应用于公路行业全过程造价的适宜性
建设工程全过程造价管理是一种全面、系统的管理方法，其强调对建设工程造价进行全方位、全过程的动态管理，在做好各个阶段造价管理工作的基础上，建立各个阶段之间的动态联系，形成造价信息链条，从建设工程项目的开工至结束，有效地控制全过程的造价，节约投资，提高生产率。
然而，单纯依靠现有的工程项目管理制度，很难实现全过程的信息共享和交流及各阶段之间的无缝衔接，难以从全过程的角度出发对各个阶段的造价管理工作形成积极的影响。
要想实现建设工程全过程造价管理，必须做到以下两点：
一是建立一个信息交流机制及共享平台，所有项目参与方在不同阶段都可以进行充分的信息沟通和交流，所有的建设工程信息规范、透明，从而保证造价管理信息在上下不同阶段之间的传递；二是建设单位或者业主需要利用一个工具，从项目的投资决策阶段开始便对项目保持动态的造价管理监控，从全方位、全过程的角度合理地控制和管理各个阶段的造价管理工作，从而实现建设工程项目整体造价最优。
显然，这个最合适的工具便是BIM，BIM是现代信息技术在建筑业中的应用，通过数据信息与建筑模型之间的相通，建立一个贯穿建设工程全过程、连接所有项目参与方的信息共享平台，基于BIM信息平台，各参与方可以在建设工程全过程进行信息的有效交流及完全共享，在项目早期便做出最合理、最有效的决策，确保工程造价估算、概算、预算合理，确保造价管理信息在各个阶段之间传递畅通，各个阶段之间的造价管理无缝搭接。
同时，各参与方在早期便介入到项目中来，基于BIM的可视化和模拟性，可以对后续工程建设过程进行模拟，在建设过程中也可保持对项目的动态掌控，将发生的实际值与目标值进行动态对比，保持对工程造价的动态监控，合理地设定各个阶段的造价管理目标，从建设工程项目总体出发，从建设工程全过程出发，有效控制造价，使全过程造价管理得以顺利实施。
因此，将BIM与建设工程全过程造价管理结合，充分利用BIM的优势特点，可有效提升各个阶段的造价管理工作效率，丰富造价管理工作措施及手段，同时建立各个阶段造价管理之间的动态联系，有效地控制建设工程总造价。
可以说，BIM与建设工程全过程造价管理的结合，使二者互相影响，相互作用，BIM可以在建设工程领域发挥出更大的应用价值，全过程造价管理则能更加简便、高效、顺利地实施。
5.我国公路工程全过程造价管理现状分析
5.1现状
目前我国是以标准定额管理为主导的工程造价管理方法，按项目建设的阶段
分别对工程造价进行管理。
近年来，随着招投标制度的完善以及定额标准的不断发展，我国建筑业的造价管理水平得到显著提高，造价咨询也已成为一个相对比较成熟的专业。
然而，我国建设工程造价管理水平仍然与发达国家具有较大差距，我国建设工程造价管理的现状并不容乐观。
当前的建筑市场中，建设工程各参与方都仅仅关注于自身利益，从自身利益角度出发，同时由于信息不对称、透明度较低，当前的建筑市场存在着许多失信行为：
建设单位不按工程建设标准程序进行立项、报建及招标，为利于发包而肆意分解工程，强行要求施工单位垫资，引发工程款拖欠等；施工单位恶意竞争，低价中标，或采取不正当手段竞争招标，更有甚者将中标工程非法“转包”赚取差额，亦或低价中标后为维持成本而在施工过程中偷工减料，此类行为导致工程质量低下，安全事故频发，影响社会公共利益的同时增加了大量附加成本；政府和中介机构办事不公，随意设定收费标准，虚假报价，引发腐败行为，一定程度上推升了工程造价成本。
此外，很多企业的工程造价管理观念陈旧、经营手段落后、信息收集欠缺，无法建立大量丰富的资料依据。
在信息收集的过程中，没有及时对信息进行整理和分析，也没有制定标准的程序对其进行审核，导致工程造价管理过程中的信息资源匮乏，缺乏科学性、合理性。
一般而言，在工程建设中出现的各种错误、变更、超出的预算，以及后期高费用的设施运营和维护管理等，往往主要由业主承担，导致建设工程项目投资失控的现象广泛存在，“三超”现象严重——概算超估算，预算超概算，决算超预算。
5.2存在问题
5.2.1信息管理问题
建设工程全过程造价管理需要在做好各个阶段造价管理工作的基础上，实现各个阶段之间无缝搭接，相应的造价信息需要在建设工程全过程不同阶段之间传递、共享、交流。
然而，当前建设工程全过程造价管理实施过程中，信息交流不畅、信息无法完全共享、无效信息、信息传递成本较大等成为了阻碍全过程造价管理顺利实施的最大问题。
①信息不能有效共享。
在传统的建设工程项目管理模式下，各个阶段的项目参与方都以本阶段的造价管理目标为主，项目信息的使用和共享具有阶段性，并没有从全过程角度出发，进而导致各阶段之间缺乏有效的信息交流，造成造价信息支离破碎，形成“信息孤岛”。
例如设计阶段的信息主要服务于设计人员，对后续施工、竣工验收阶段的应用则相对较少；决策、设计和施工阶段的很多对运营管理很有价值的信息往往不能在运营维护阶段使用，造成大量信息资源的浪费。
②信息流失严重。
由于建设工程项目建造过程的分离特点和传统的阶段性管理方式，使得各参与方在介入项目前并没有直接的、充分的沟通与交流，因此当一个阶段工作结束，下一个阶段工作开始时，就会有新的参与方介入到项目中来。
因此，建设项目信息在全过程的不同阶段之间、不同参与方之间的流动和传递，必然会导致在过渡期、在衔接处大量的流失，降低了造价管理的工作效率。
另外基于纸质文档的信息传递方式，使得很多信息都需要重新输入到相应的应用软件中。
每一阶段都会有大量的人工的重复录入，不可避免的要产生信息的流失和错误。
即使目前图纸等信息可以使用电子文档进行相应的数据传递，但是由于不同应用软件之间的数据形式的兼容性问题，很难保证信息传递的效率，导致了大量的信息流失。
③信息沟通方式落后。
目前的信息沟通方式如纸介质、快递、项目协调会议、邮件、传真等，既增加了沟通的成本，又需要花费大量人力进行沟通和协调，不可避免的在信息发布和传达过程中发生遗漏和失误问题，给后续的项目管理带来更多困难。
并且对于建设过程中，成百上千次的工程变更，不可能保证每个变更都能及时传递至所有的项目参与方。
在设计阶段，涉及到建筑、结构、水电、暖通等多个专业
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