基于BIM与数字孪生驱动的老旧小区改造项目全生命周期协同管理模式研究

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

高永胜

1306**********1677

摘要

随着“十四五”时期城市更新行动的推进,老旧小区改造项目作为城市更新的重要组成部分,已成为各地政府的重点工作。随着BIM、数字孪生技术的快速发展,老旧小区改造项目管理模式也逐步从传统项目管理向数字化、信息化、智能化方向发展。本文以老旧小区改造项目为例,分析了BIM与数字孪生技术在老旧小区改造项目中的应用价值,建立了基于BIM与数字孪生的老旧小区改造项目全生命周期协同管理模式,并结合某老旧小区改造项目案例,研究了BIM与数字孪生技术在老旧小区改造项目中的协同应用方案,以期为我国老旧小区改造项目全生命周期协同管理提供参考。


关键词

BIM与数字孪生驱动;老旧小区改造项目;全生命周期;协同管理模式

正文

引言:随着我国经济社会快速发展,城市建设取得了长足进步,但仍存在一些问题,其中老旧小区改造作为城市更新的重要内容,在提升城市品质、改善人居环境等方面发挥着重要作用。老旧小区改造项目作为一项复杂的系统工程,涉及多个利益主体、管理要素与管理流程等,项目管理难度大、风险高,且因涉及大量的信息资料与数据,导致项目管理的效率较低。因此,老旧小区改造项目管理模式亟需变革。本文以BIM和数字孪生技术为支撑,构建了一种基于BIM与数字孪生的老旧小区改造项目全生命周期协同管理模式,以提高老旧小区改造项目的管理效率。

一、理论基础与关键技术

BIM与数字孪生技术均是信息化时代的产物,二者具有一致性和互补性,能够为老旧小区改造项目全生命周期管理提供支撑。BIM是一种基于三维模型的建筑信息集成管理模式,能够对工程项目的设计、施工、运营等进行全方位、全生命周期管理;数字孪生技术是一种虚拟仿真技术,能够通过计算机生成一个虚拟对象,对物理对象进行仿真模拟。BIM和数字孪生技术在老旧小区改造项目全生命周期中的应用能够有效提高项目管理效率,实现信息协同共享、资源优化配置、进度实时掌控和风险智能管控。

二、基于BIM与数字孪生的老旧小区改造项目全生命周期模型构建

1.项目规划阶段的BIM与数字孪生应用

项目规划阶段的BIM与数字孪生应用主要是将老旧小区改造项目设计方案中的建筑物、构筑物、管线等信息通过BIM技术进行建模,并通过BIM软件进行碰撞检查,检查出设计图纸中的错误信息和冲突信息,根据数据的准确性来提高设计方案的可行性。在此阶段,建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)与数字孪生技术被广泛应用于老旧小区改造项目中。一方面,数字孪生技术可以帮助BIM进行建筑模型优化设计,使其更加符合实际情况;另一方面,通过数字孪生技术可以实现建筑模型的仿真模拟,并实现与BIM模型的交互。

2.设计阶段的协同管理流程

基于BIM与数字孪生的老旧小区改造项目设计阶段的协同管理流程主要包括三个阶段:项目规划设计阶段、施工和运维阶段。项目规划设计阶段主要是通过对项目周边环境、区域交通条件等信息进行分析,明确各建筑物的功能定位,为老旧小区改造工程设计提供科学依据;设计阶段是对老旧小区改造工程设计进行深化,对初步设计方案进行细化和完善,并对老旧小区改造工程项目的方案、投资等进行经济分析;施工和运维阶段主要是在设计模型的基础上,以实现与物联网系统相连接的数字孪生模型为载体,实现对改造项目的运维管理[3]

3.施工阶段数字孪生实时监控与反馈机制

施工阶段是整个项目的重中之重,需要对施工现场进行有效地管理,对项目质量、进度和成本进行有效地控制。通过BIM与数字孪生技术,可以实时监测施工现场的各种数据,为工程管理提供技术支持,为项目的质量、进度和成本提供控制依据。将BIM与数字孪生技术运用到老旧小区改造项目中,可以实现施工全过程的远程监控和管理,通过将施工现场的各种数据实时传输到数字孪生平台中,使数字孪生平台能够对施工现场进行实时监控。同时,也可以通过对施工过程中产生的数据进行统计分析,及时发现施工中存在的问题和潜在风险,提高工作效率。

三、基于BIM与数字孪生的协同管理模式设计

1.多主体协同机制构建

在老旧小区改造项目全生命周期内,涉及政府、施工企业、业主、监理企业等多个主体,各主体在参与老旧小区改造项目过程中的职责定位不同,导致在管理过程中存在诸多问题,例如项目建设管理问题、施工企业管理问题、监理企业管理问题等。为了解决老旧小区改造项目全生命周期内的管理难题,在考虑多主体协同效应的基础上,构建基于BIM与数字孪生驱动的老旧小区改造项目协同管理模式,实现全生命周期内各参与方的协同联动,从政府层面协调各方关系,明确各主体权责;从施工企业层面协调各方关系,优化资源配置;从监理企业层面协调各方关系,促进全生命周期管理。

2.信息交互与数据管理策略

老旧小区改造项目涉及多方主体,需解决的主要问题包括:项目信息的整合、组织机构间信息传递与反馈、多方需求与供给之间的协同、项目数据管理与决策支持等。一方面,基于BIM的项目信息管理与共享是老旧小区改造项目协同管理的基础,是项目协同机制得以发挥作用的关键。另一方面,在老旧小区改造项目全生命周期中,不同主体间存在着较强的利益冲突,需要通过信息交互和数据管理策略进行协调。基于BIM和数字孪生的老旧小区改造项目协同管理模式主要通过以下三个层面的信息交互和数据管理策略来实现协同效应。

3.决策支持系统设计

基于BIM与数字孪生的决策支持系统,能够为决策者提供实时的信息交互,有助于提高决策效率。基于BIM与数字孪生的决策支持系统包括智能分析、智能预警和智能决策3个部分,其中,智能分析是指根据历史数据建立模型,并采用深度学习算法进行模型训练;智能预警是指采用大数据、人工智能等技术,对工程全生命周期过程中可能出现的问题进行预测预警;智能决策是指通过BIM、数字孪生等技术建立模型,采用人工智能算法对工程全生命周期进行决策。其核心功能包括工程数据管理、风险预警、质量检测与控制等。

结语

本文通过分析BIM与数字孪生技术在老旧小区改造项目中的应用价值,建立了一种基于BIM与数字孪生的老旧小区改造项目全生命周期协同管理模式,并以某老旧小区改造项目为例进行了案例研究。该管理模式将BIM和数字孪生技术运用到项目前期策划、方案设计、施工准备、施工过程等阶段,实现了项目管理的可视化和精细化,显著提高了老旧小区改造项目管理效率。下一步,应进一步完善基于BIM和数字孪生技术的老旧小区改造项目协同管理模式,优化资源配置,提高工程质量与效率,促进老旧小区改造项目的可持续发展。

参考文献

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