（四川良友建设咨询有限公司，四川 成都 610041）

   摘  要：随着国家信息化、数据化的建设要求：“加快信息化发展，构建统一开放的数字市场体系”，数字化、信息化等是未来的发展方向，而建筑作为经济大体，建设信息化变得尤为重要。成都天府国际机场作为大型国际机场，项目信息化、数据化可有效提高项目决策、项目管理及项目运营等工作效率。以成都天府国际机场国航项目为例，简述BIM技术在项目实施过程中、项目运营管理中的应用与研究，同时思考如何构建机场货站项目的数据信息化建设。

   关键词：建筑信息化；机场货运站；BIM技术；项目管理

   0 引言

   近年来，随着我国经济与民用航空业的不断发展，国内许多大型民用航空机场从单一飞行场所逐渐发展为包括了飞机、汽车、轨道的大型综合航空交通枢纽。而由停机坪、进货区、理货区、集装货区、办公区、陆侧停车区等组成的机场货运站更是机场发展中重要的一环。

   成都天府国际机场，位于中国四川省成都简阳市，北距成都市中心50千米，为丝绸之路经济带中等级最高的航空港之一。其航空货运站面积12.2万平方米，可满足2025年货邮吞吐量70万吨的使用需求，其中国内49万吨，国际21万吨。

   国航货运站是成都天府国际机场航空货站的重要组成部分之一，其建设目标紧跟“以航兴城、以城促航、产城融合”的整体发展格局，是“一带一路”的重要国际货运枢纽之一。作为国内外货物重要的集散和运输中心，货运站的建设和信息化技术的结合应用可谓是必要之举。

   我国目前BIM技术逐渐发展成为了新一代智慧城市建设的必要技术手段和新时代国家信息化战略下建筑业发展的重要技术支撑。在中国民用航空局发布的《民用运输机场建筑信息模型应用统一标准》中指出，应推动建筑信息模型在民用运输机场工程建设中的应用，全面提高民用运输机场工程建设、设计、施工、运维等单位的BIM应用能力。在机场这类大型工程项目中，BIM技术更是发挥自身的优势，将机场建设规模大、周期长、专业多、质量要求高等困难最大化地充分解决。

   因此，在国航货站的建设中，为解决机场货站在建设中的实际问题，采用了信息化技术进行项目管理：如基于BIM模型的建筑性能模拟分析、虚拟运营模拟设计优化、土石方工程优化、净高分析优化、精装修深化设计、钢结构深化设计等。通过BIM这种全新的建筑理念和技术，将国航货站从建筑规划到运维进行了一次全面的技术改革。机场或者建设者们将信息化与建筑结合的技术创新，不仅是现实意义上建筑业的发展趋势，更是机场货站行业可持续健康发展的有力支撑。

   1 BIM技术下的项目全过程建设 

   成都天府国际机场国航基地工程建筑总面积为69366㎡，包括国内货运区、国际货运区、国际货代区三个主要区域。工程存在工期紧、建筑体量大、组织难度大、钢结构难点工序等建设重难点，为了解决各项工程难点，使项目保质保量地完工，采用了BIM技术与建筑结合的方式。通过BIM技术，在可视化环境下，进行虚拟建造，提高设计质量和项目管理水平，最大程度实现科学建造，保障项目顺利实施，同时提供各项数据，助力项目运维管理。

   1.1 设计阶段BIM技术应用分析

   1.1.1 建筑性能模拟分析

   1.1.1.1 日照分析优化

   目前，我国对于机场货运站的工程建设标准不完善,民航局发布的《民用机场工程项目建设标准》中也仅仅是在机场货运站示范区建设中的第43条和第44条这两条中直接涉及民用机场的货运站建设工程。由于货运站的建设标准粗略,导致了机场的货运站在进行工程设计时对实际的情况、运行安全,甚至可以说是对空防安全的考虑都不太全面，往往会出现室内采光不充足、饰面材质与货站整体不协调等实际使用问题。

   因此，在项目规划之际，通过BIM进行日照模拟分析、视线模拟分析等建筑性能的分析，对机场货站前期建设的整体工程细节及后期设计和使用的感受细节都进行优化以及调整。例如自然采光效果模拟:通过分析天府机场国航货运站相关设计方案、所在地区及建筑群体位置规划等（如图1）,综合该项目实际情况对室内主体的布局、饰面材料、围护结构等的自然可见光强度和透射比等进行调整（如图2）,改善室内自然采光的效果等。对此,不但能够有效改善室内自然采光的环境，还能提高国航货运站环境和建筑的品质,确保天府国际机场国航货运站建设的高标准及高质量。

 

图1 项目位置设定图

  

图2 材料物理性能图

   1.1.1.2 建筑能耗模拟分析优化

   运营的成本一直是决定着机场货运站收入的重大指标。早期建设机场货站,在其建筑的成本能耗合理性、空间的综合利用率等诸多方面都没有进行充分的研究和考虑，这就导致现在有的机场货运站虽然建设有大冷库,可以同时接收易腐需冷藏的大型货物。但在早期建设时没有充分考虑将冷库的设备分区进行控制,即使一点点货物也要把冷库的设备全部打开,结果大多数的时候利润都不够支付电费等开支。

   对于机场的货运站来说,能耗的控制尤为重要。传统的能源消耗模拟工具大部分都开始于建筑施工图设计阶段,分析工具选取十分困难，对能源消耗模拟结果的准确性、节能设计的质量和经济性分析都略有欠缺，并不能以项目实际出发，达到经济利益最大化。而基于BIM的建筑能耗模拟分析可进行更全面的建筑性能评估和分析（如图3），实现可视化的建筑节能设计,并且通过设计阶段就已经开始的建筑能耗模拟，更早地帮助业主发现实际存在的能耗问题,以便及时有效的解决,减少不必要的损失。

 

图3 建筑能量分析图

   BIM能耗分析的工具不仅是计算功能的强大,更是包含建筑材料和数据信息等的综合建筑数据库，将能耗模拟分析的建筑设计结果和数据作为依据,与货站的建筑选材热工能耗参数结合,对货运站进行建筑空间的设置与功能分区,根据货站的货运量和所需的照明及其电力负荷等参数，计算得出理论上各使用阶段货站所需的能耗（如图4）,并进行综合设计和利用。

  

图4 建筑能耗模拟图

   1.1.2 虚拟运营模拟设计优化

   机场库区货站的建设流程主要是按照机场货物运输各个主要业务模块的作业流程和要求体系来设计和进行的。机场货站不仅需要方便货品的收取、仓储及装卸,还要做到快捷便利，这一点知之非难，却行之不易。货运工作用房分布是否合理、货运车辆运输线路是否通畅、监控设备及人员应如何合理配备及布局等等都非常有可能直接影响货运站作业管理流程的正常运行。所以，对于在建设中的天府国际机场国航货运站来说,虚拟运营是尤为重要的。

   在货运站施工前,利用BIM技术在电脑或VR中对机场货站进行模拟运行,可提前发现在建设时不易察觉的使用安全问题。通过虚拟运营提前对国航货站进行优化,确保在天府国际机场通航之后,国航货站的正常运行，避免出现安检通道窄、地磅称重量小、叉车使用不便等影响货站运行的问题；通过三维模型与gis的结合,还可对机场货站的流程进行模拟（如图5、图6）,模拟机场货站的实际物流路径、实际货运量和货物的处理量,确保国航货站的实际货运处理能力达到天府国际机场对货站的要求。

  

图5 模拟流程图一

  

图6 模拟流程图二

   其次，在国航货运站建成运行之后,虚拟运营可通过当前的货运量对未来货运量、航量、货运分类量进行预测。通过预测数据,对国航货站运营情况及时进行相应的调整,保证货站高效有序地运行。

   1.1.3 基于土方经济测算的土石方设计优化

   在传统工程项目中，土石方量的核算不管是在工程预算还是在工程结算中，都是争议的焦点。为了减少误差，在国航项目中，在依托初勘图纸和无人机航拍的基础上，运用BIM分别建立原始地表及设计地表模型，并对土石方的开挖与回填进行直观的动画模拟，让土石方的挖运分析和计算直观明了，将土方测算的误差大大降低，做到精细准确。

  

图7 现场三维地形模型图

表1 挖填方概要表

  

   通过BIM进行土方测算，不仅弥补了传统方法中计算量大、精度低、数据错漏多的问题，还提高了土方计算的精准性。基于BIM的土石方优化在为项目本身提供土地平整的数据依据的同时，还对填挖方区域进行分析并设计最优土方调配方案，从而降低工程费用支出。

   1.1.4 净高分析优化

   随着国民经济的进一步发展,我国对于机场环境建设的技术要求也越来越高,对机场建筑以及环境的各个功能方面都提出了全新的要求。因此,为了有效避免在建设时的技术或能力不足导致的机场货运站在设计和运营的过程中可能出现的潜藏风险,在天府机场国航货运站设计阶段时,充分利用BIM进行全专业三维模型的还原搭建,将单一的二维图纸提升到三维的立体模型，在三维的模型中进行设计图的校审与优化。各构件之间的空间碰撞关系清晰明了,通过在三维模型中的空间检查分析（如图8）,可以清晰地查找图纸问题，并快速修改优化，在货运站施工之前就及时发现设计偏差问题,有效地避免了各专业施工的反复,极大地节约了工期及材料等成本。

  

图8 国航货运站净高分析图

   此外，在货运站的三维模型中进行视频漫游,不仅可以以第一视角对模型内部进行漫游检查，及时对管线的排布情况进行优化和处理（如图9）；还可以制作漫游视频，提前浏览货站的建筑全貌，为之后货运站的日常维护以及使用的便利性提供了基础。

  

图9 管线综合优化图

   1.2 施工阶段BIM技术的虚拟建造应用

   1.2.1 精装深化设计

   在精装修设计施工中，往往也面对诸多问题。一是CAD图纸的表达能力、个人的工作经验及图纸的深化程度等会造成精装修工作的不确定性；二是由于精装修设计和原本的建筑结构设计不是同一家单位，会出现信息传递的失误、施工配合环节产生偏差；三是在传统的施工模式下，管道、设备、吊顶位置等由于施工误差造成与设计图纸不一，可能导致精装方案需临时变更。

   为避免此类精装问题，在国航货站项目中，采用BIM来进行精装深化。首先是通过全专业的三维模型（如图10），快速方便地查找专业之间的碰撞问题；其次是精准预制化，对于幕墙、石材等生成精准的三维图纸及数据表格进行预加工，不仅保证了设计的完整性，还降低了施工难度还保证了工期；最后是方案比选（如图11、图12），在BIM模型中配合精装设计，快速渲染效果图、统计工程量、计算装修成本等，方便建设单位进行精装方案可视化比选。

  

图10 精装修视频漫游图

  

图11 精装修方案比选图一

  

图12 精装修方案比选图二

   通过BIM技术对精装修深化设计，不仅提高了设计图纸的成果质量，更是通过其可视化、快速出图等特点解决了施工过程中的一系列难题，在保证工期的同时，还降低了项目成本。

   1.2.2 钢结构深化设计

   随着BIM技术在建筑业的广泛推广应用，BIM与钢结构的结合也逐渐兴起。众所周知，钢结构工程在整个项目中都是较为复杂的一个工序，往往需要在工厂进行加工生产，再到施工现场进行安装。这就要求钢结构在前期设计中需要非常精准、工厂加工时需要严控误差、施工拼装时需要准确无误等，那么BIM技术的应用无疑为钢结构工程带来了许多实质性的帮助。

   在国航货站项目中，BIM技术在钢结构施工中的应用主要体现在钢结构深化预制。通过BIM搭建三维实体模型（如图13），与土建、机电、幕墙等专业配合，确保钢结构留洞和洞口加固的准确，以此为基础来进行钢结构节点深化，在遵守相关设计规范和图纸的规定下，将构件布置、构件截面、主要节点构造进行深化完善（如图14），并进行精准下料预制加工。

  

图13 钢结构深化模型图

  

图14 钢结构深化模型图

   通过BIM进行钢结构预制加工，一方面不仅能优化加工下料表、将损耗减至最低；另一方面能及时生成各项相关数据（如构件清单、工程量表、材料清单等），辅助加工和安装的同时还能降低施工难度、提高工作效率、减少因人员交底不清导致的质量问题。

表2 钢结构构件清单表

  

   2 BIM技术在机场类项目的应用总结与展望

   2.1 项目全过程BIM应用总结

   国航货运站项目将BIM技术贯穿于设计、施工等阶段，解决了图纸问题、辅助了方案优化、提供了可视化决策的环境等，从而有效地降低了项目建造成本，提升了项目的管理能力，增强了企业的核心竞争力。

   同时，项目信息数据化是智慧运维、智慧城市的基础，而如何基于项目数据模型进行运维管理是我们下一阶段研究的重要工作。

   2.2 BIM+技术的应用展望

   2.2.1项目数据化建设

   面对机场如此庞大的工程项目，其本身的数据也是十分壮观的。一方面，从管理方的角度来说，和项目相关的数据在各项成本报表、财务报表等都有清晰的体现；另一方面，从基层数据来说，相关联的数据（如每天工人数量、窝工情况、材料用量等）更是多不胜数。

   如何对这些庞大的数据进行管理和统计，这对于整个行业来说都是非常大的挑战。对于机场项目来说，其规模越来越大，其中的管理数据跨度也会越来越广，难度也随之成倍增长。而且随着项目的开展，经常会出现数据丢失、数据错误等现象，同一项数据，在不同的工作人员中信息不共享的情况更是屡见不鲜。所以，在这个过程中，利用项目数据化来管理项目、服务项目是一个必要且有效的方式。例如，通过将作业标准数据化（如建模标准、装配标准、钢筋绑扎标准等），根据项目实际情况，建立统一的相关标准要求（如表3），使得在项目开展的过程中各参与方都用同一个标准去管理项目，简化项目管理流程、提高项目管理效率。

表3 建模精度标准表

  

   利用BIM三维模型来简化纸质数据。需要注意的是，在机场这种大型项目中，加工详图的数量远远大于施工图的数量，往往记录一个钢结构设计就需要几十张施工图以及成百上千张加工详图。可想而知，各个环节的人员工作量有多么巨大。但是利用数据化的建设，将所有钢结构有关的图形都统一导入标准数据中，便能快速准确地使用相关图形。

   2.2.2 BIM+技术下的项目运营

   2.2.2.1 运营流程信息化建设       

   运营流程是一个项目管理的重要要素之一，但仅仅依靠传统的运营管理手段和方法，是很难建设、管理好机场这类庞大的网络群体和信息工程，也许利用信息技术等先进的方式进行信息化管理，才能提升项目的管理水平和其竞争力。

   对于成都天府国际机场此类大型国际机场的货站来说,共享货运信息是一个相对必要的发展趋势,将货代协同管理信息、货物收发、储存及配送等信息以及机场货物进出港查询信息等与各货主公示，都将提升机场货站的运营质量。通过流程信息化的建立,货运管理人员及时将适用于相关航班的货品进行装配和拉卸的有关动态信息进行公布,货站的管理人员、货主及代理人都可以随时查询并掌握货物进出港的各种动态和信息,还可以及时与机场的货运管理人员进行了交流,共同营造一个公开透明的机场货运管理环境,提高天府国际机场货运站的服务管理质量。

  

图15 运营流程信息化图

   2.2.2.2 基于物联网的项目运营

   物联网，即万物相连的互联网，其核心和基础仍然是互联网，但其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网作为新兴技术之一，正改造着项目的筋骨，为智慧城市建设注入更多的新鲜血脉。借助物联网，项目运营者可以将影响项目的各类因素纳入统一的管理系统中，高效、及时且全面地进行项目材料统计、出入车辆信息采集、高危工序等工作，从而将项目管理由点及面地推开。

   基于物联网，将机场这类大型项目打造成智慧工地，不仅可以对物资进行全过程实时监督跟踪，实现统一编码管理、各个运输环节进行终端扫描、相关节点控制等，还可以在平台中进行实时信息更新，将项目管理落到实处，达到数据集成共享的目标。

  

图16 物联网与建筑发展图

   3 结语

   在国内外电商快速崛起和对航空运输需求的迅速增长下，对航空货运运输也提出了新的高要求，其转型升级更是大势所趋，而作为航空运输最重要的载体和场所的机场货站更是应该与时俱进。BIM这项新兴的理念和技术的出现，不仅为机场货站的建设提供了全新的思路和方式，更是为我国机场的发展插上了结实有力的巨翅。对于BIM与航空结合发展的机场货运来说，不仅是提升航空物流的服务品质，更是实现经济结构转型升级、加快推进民航强国建设的坚定基础。

   参考文献：

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