基于建筑信息模型的民航工程全生命周期管理研究

基于建筑信息模型的民航工程全生命周期管理研究

吕金朋

新疆机场（集团）有限责任公司  830000

摘要：当前民航工程项目建设进程中面临诸多挑战，例如协同管理效率低下、信息孤岛现象严重、专业间交互障碍频发等。建筑信息模型(BIM)技术的应用为有效解决上述难题提供了新契机。本研究基于BIM技术，系统构建民航工程全生命周期管理框架，旨在实现项目各阶段无缝衔接、数据互联互通及协同高效。具体包括:1建立统一的数据标准及模型库;2搭建基于BIM的三维可视化协同平台;3开发满足各参与方需求的BIM应用工具;4形成覆盖全生命周期的技术标准与管理规范。上述措施有望显著提高民航工程建设管理的数字化和智能化水平，推进行业现代化进程，为相关领域提供借鉴经验。

关键词: 建筑信息模型 民航工程 全生命周期管理 数字化建造

1 绪论

1.1 研究背景与意义

近年来随着信息技术与建筑行业的深度融合，建筑信息模型(BIM)技术逐步推广应用，其全生命周期管理理念为民航工程项目的顺利实施提供了新的机遇与挑战。民航工程项目具有投资规模大，建设周期长，技术复杂等特点，引入BIM技术有助于提高民航工程项目全生命周期各阶段的管理水平和效率。

BIM技术作为新型数字化建筑技术，通过数字化模型集成建筑全生命周期数据为设计、施工、运维等各参与方提供协同工作平台。然而，由于民航工程项目涉及多学科多专业标准规范要求严BIM技术，在民航工程项目中的全生命周期应用仍面临诸多挑战。

1.2 国内外研究现状

建筑信息模型(BIM)的概念最早可追溯至1970年代，它通过集成建筑工程项目的几何信息、空间信息、设计信息等数字化信息。实现项目全生命周期的集成管理近年来 BIM技术在建筑行业得到了广泛应用，大量学者对BIM技术在各个领域的应用进行了探索性研究。

一些欧美国家在BIM技术的推广应用方面走在了前列。例如英国政府于2011年发布了”建筑策略”报告，要求到2016年所有政府建设项目必须采用3D BIM模型，同时制定了相关标准规范来规范BIM的应用美国也在政策层面大力推广BIM技术。

2 建筑信息模型理论及应用

2.1 建筑信息模型的概念与特点

建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)是一种新兴的建筑设计和施工管理理念，通过将建筑全生命周期的相关信息数字化并进行三维可视化集成，支持建筑项目从设计、施工到运维阶段的高效协作和信息共享。相较于传统的二维图纸,BIM模型中蕴含了丰富的几何、功能和属性信息，为跨专业、跨领域的工作协同提供了基础。

BIM具有以下显著特点:三维可视化 BIM模型基于参数化的三维设计，能直观地呈现建筑物的实体空间关系，方便设计者对方案进行优化。协同设计 基于统一数据源,BIM支持各专业之间的信息集成和协同工作，提高设计效率，减少错漏碰缺。模拟分析 BIM模型集成了工程信息，能进行碰撞检查、能耗分析等多种专业模拟分析，为决策提供依据。施工模拟 基于BIM,可提前排练施工工序，优化方案，避免现场返工，缩短工期，提高质量。

2.2 建筑信息模型在民航工程中的应用

建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)被认为是当前建筑行业中最具革命性的技术。民航工程作为一种特殊的建筑工程，具有投资规模大、工期长、复杂程度高等特点，引入BIM技术势在必行。

民航工程建设是一个涉及多个专业、多个阶段的复杂系统工程。从方案设计到施工实施，再到后期运维，涉及众多参与方。BIM通过数字化表达建筑物的物理和功能性状态，构建了一个虚拟信息模型，各专业可在此基础上进行协同设计。模型数据贯穿整个建设过程，实现了设计意图与施工实施之间的无缝对接。

应用BIM技术可以有效提高民航工程的设计质量和施工效率。

3 民航工程全生命周期管理体系

3.1 民航工程全生命周期管理的内容

民航工程作为一种特殊的基础设施建设项目，其全生命周期管理涵盖了规划、设计、施工、运营维护等多个阶段，具有周期长、投资大、复杂程度高等特点。民航工程全生命周期管理是指贯穿于工程项目全过程的一系列管理活动，旨在实现工程项目的目标并提高效率。

民航工程全生命周期管理的主要内容包括:规划管理: 根据区域经济发展需求和航空运输市场预测，科学制定民航基础设施建设规划，合理布局。设计管理: 严格遵守相关法规和技术标准，优化工程设计方案，确保设计质量和安全性。施工管理: 严格把控工程进度、质量和成本，采用先进的施工技术和管理手段，实现工期、投资和质量的动态平衡。

3.2 基于BIM的民航工程全生命周期管理框架

民航工程项目管理涉及全生命周期的各个阶段，包括规划、设计、施工、运营和维护等环节。传统的管理模式由于信息孤岛和沟通不畅等问题，导致各阶段之间缺乏有效的协调与衔接。建筑信息模型(BIM)技术的引入为实现工程全生命周期管理提供了新的解决方案。

基于BIM的民航工程全生命周期管理框架将不同阶段所涉及的多学科数据进行集成，从而形成了一个统一的信息平台。该平台涵盖了工程全生命周期管理所需的关键功能模块，主要包括:

数字化航线航站楼可视化模块：利用BIM技术建立起高保真数字化模型，充分体现航路走向、航站楼建筑布局等关键信息。

智能运维及大数据分析模块：借助BIM模型数据，结合无人机巡检、物联网等先进技术，实现设备故障诊断、预测性维修等智慧化运维。

   该框架深化了BIM技术在民航工程领域的应用，为项目全生命周期管理提供了系统性解决方案。

4 基于BIM的民航工程全生命周期管理技术

4.1 BIM在民航工程全生命周期管理中的应用

建筑信息模型(BIM)作为一种新兴的建筑设计与管理方法，已逐渐被应用于民航工程项目的全生命周期管理。 BIM技术通过建立参数化、关联性的三维数字模型，集成了工程项目所有相关数据信息，为各参与方提供了高效的协作环境与解决方案。

民航工程的运维管理是一个长期而复杂的过程，传统管理方式往往面临着数据分散、信息不对称等问题。 基于BIM的运维管理平台能够实现数据集成与共享，为航站楼、跑道、助航设施等运维管理提供有力支持。

4.2 BIM模型构建技术

BIM模型是全生命周期管理的基础，需要建立完整、精确、互操作的BIM模型。基于行业标准和规范，制定民航工程BIM模型构建技术规范，明确模型的几何精度、组织结构、编码规则和技术要求。通过三维参数化建模、渲染及仿真等技术手段，形成民航工程各专业模型，并进行模型检查、碰撞检测与优化。

4.2.1 基于BIM的协同设计技术

民航工程涉及多个专业，基于BIM的多专业协同设计技术可提高设计质量和效率。搭建BIM协同设计平台，各专业设计人员在统一的数据环境中进行模型创建、共享及各专业间的碰撞检测与协调。利用动态模拟等技术手段，对设计方案进行优化验证。通过协同机制实现设计变更的跟踪管理，保证设计深化过程中多专业模型的一致性。

4.2.2 BIM可视化技术在施工阶段的应用

在施工阶段，通过4D模拟技术将BIM模型与施工计划关联，直观模拟工程实施过程。基于增强现实(AR)和虚拟现实(VR)等可视化技术，实现现场作业指导和安全隐患预警。

4.2.3 BIM在运维阶段的应用

BIM技术可为民航工程运维管理提供必要的技术支撑。通过BIM模型整合工程设计、施工和验收等信息，形成设施数字化模型。利用移动终端设备，将BIM模型应用于设施巡查、维修及管理。结合物联网技术，对设施设备状态进行实时监控，为运维决策提供依据。

结语：综上所述，这些关键技术的研究与实现为民航工程项目的全生命周期管理夯实了技术基础，对推动行业管理模式的创新具有重要意义。随着BIM技术与云计算、大数据、人工智能等技术的融合发展，将为民航工程的数字化转型注入新动力。

参考文献

[1]曹靖，纪岚.基于BIM的机场航站楼工程计划管理系统开发研究[J].施工技术

[2]陈刚，刘安生，秦正孚.应用BIM技术在机场扩建工程中的研究与实践[J].西北工业大学学报

[3]葛宁，朱杨，汤晓华，等.基于BIM的短期超大施工集群成本分析与控制研究[J].施工技术