全程“智能 ”,住建部推荐一批建筑产业互联网平台实际应用案例

（一）案例简介

“筑享云”建筑产业互联网平台依托树根互联的工业互联网技术，打造了项目“全周期、全角色、全要素”的在线协同平台，可以为智能建造提供数字化整体解决方案。平台包含项目管理、深化设计管理、构件生产管理、现场施工管理、BIM数字孪生交付5个核心模块，支持用户进行平台策划、定制化设计、数字工厂自动化生产、数字工地智能化施工、一件一码孪生交付及数据化运营，有利于实现建筑产业链的互联互通。

图1 平台业务蓝图

平台在树根互联工业互联网平台的基础上，全面梳理装配式建筑的核心流程和关键场景，定义并设计为建筑工业化赋能的核心数字化产品，通过整合集成业内优秀软件应用，形成三一筑工数字化平台的整体技术架构（如图2所示），支撑项目全周期、全角色、全要素的在线协同，实时动态全局最优。

图2 平台技术架构

（二）产品技术特点及创新优势

1.基于物联网的装配式建筑行业应用

集成树根互联的物联网平台和工业互联网技术，对装配式建筑场景中的设备进行实时监控与算法分析（如图3所示）。如跟踪采集分析现场视频数据，智能抓拍并警示不规范作业行为；统计分析工厂和工地水、电、燃气等能源消耗数据，制定节能策略，助力实现“双碳”战略目标；机械设备之间互连互通，设备作业时长和运行效率得以线上化呈现与统计；环境监测设备动态记录空气质量、粉尘、噪音、温湿度等环境指数，针对性地改善施工条件。

图3 数字工厂驾驶舱

2.一件一码的构件全生命周期管理

平台启用一件一码标准化构件管理（如图4所示），构件的唯一编码贯穿设计图纸、销售订单、生产计划、构件生产、质量检验、堆场发运、施工吊装、阶段验收等环节，实现构件全生命周期的数字化交付。采用二维码和RFID技术，提高构件的信息采集效率。据统计，工厂排产、质检、发运等环节的作业效率提升1倍以上，效果显著。

图4构件一件一码卡片

3. BIM连通制造和施工

基于自主可控的BIM技术，平台提供装配式建筑设计的自动拆分、快速优化、合规计算、智能优化，一键输出三维模型、构件图纸、构件清单和物料清单。平台让设计工作更轻松，同时提升了物料需求统计、BIM施工模拟的工作效率。

4. 数据驱动生产

基于平台的构件生产流程（如图5所示），支持以数据驱动生产，融合混凝土预制技术、物联网技术、工业4.0思想，采用数字化、信息化的智能设备，严格按照JIT(Just in time)生产模式，实现混凝土构件从BIM图纸到成品的高效自动解析转化，提高了建筑标准化部品产线的自动化和智能化程度。

图5 基于平台的构件生产流程

5. 工厂和工地紧密协同

平台围绕构件的吊装施工过程，打通构件生产管理数据，在工地和工厂之间进行要货协同，可以跟踪运输车辆轨迹，自动触发车辆出发与到达提醒，方便安排现场施工。吊装员扫描构件二维码，基于数字化图纸进行安装定位，利用物联网设备实现一件一码施工记录，大幅提升构件生产和吊装施工的协同能力和效率。

平台借助工业互联网、物联网、卫星导航定位、数字孪生、云计算、大数据分析应用等技术，发挥软硬件的组合优势，以实际应用场景为落脚点，对业主方、总包方、建筑设计院、构件工厂、施工单位等角色精准赋能，促进高效在线协同。平台覆盖了投资策划、计划运营、深化设计、构件生产制造、吊装施工、孪生交付、数字运营等多种场景的智能化应用。

天津国家合成生物技术创新中心核心研发基地项目（以下简称天津项目），位于天津市滨海新区，总用地面积 8.4 万㎡，总建筑面积为 17.7 万㎡（如图6所示），由中建八局华北分公司承建。四栋新建公寓采用装配式混凝土预制构件，应用面积2.6 万㎡。本项目基于“筑享云”平台，进行全流程数字化管理，是典型的平台应用案例。

图6天津项目鸟瞰图

平台的数字化技术在天津项目中应用分为五个方面：项目管理、深化设计管理、构件生产管理、现场施工管理、BIM数字孪生交付。

天津项目应用平台的项目管理模块对项目计划进行编制和反馈，将文档成果与业务工作流程结合，使各参与方紧密联系，真正实现项目全周期、全要素、全角色的在线协同管理（如图7所示）。具体应用在如下几个方面：

图7 项目管理模块

（1）计划高效编制及项目建设进度实时共享。总包方编制项目整体计划，构件工厂和吊装施工单位分别编制构件生产和吊装施工专项计划。计划之间建立联动关系，生产计划和施工计划之间形成动态协同的能力。任务负责人每日反馈工作实际进展（如图8所示），平台将进展分发给相关单位，提高了计划协同效率。

图8项目计划管理移动应用

（2）项目数据和文档共享。总包方通过平台将BIM模型、构件清单等数据向所有协作单位进行分享，并且在平台上共享图纸、文件等文档资料。施工各方人员通过移动端应用，快速查询共享文件。

（3）全方面提示及预警功能

中建八局通过平台对里程碑、专项计划、任务进行监控，进度发生偏差时预警信息自动推送，提醒相关责任人关注并处理，有效提高了天津项目计划效率和管控能力，计划管理成为项目运营的重要引擎。

在天津项目中使用平台提供的深化设计工具，进行了模型创建、拆分设计、计算分析、配筋设计、预留预埋设计并输出了设计成果（如图9所示）。

图9 深化设计主要流程

设计院通过平台输出了三维模型、构件清单和图纸。吊装施工单位基于三维模型进行施工进度模拟测算，优化工艺工法。构件工厂使用结构化的构件清单和图纸，完成自动化的物料统计和构件供应能力估算。数字化的模型和图纸提升了施工单位和构件工厂的工作效率，降低了整体成本。

天津项目中输出的深化设计数据，同时积累到设计院的成果库中，丰富了深化设计成果案例，为后续的标准化成果选配提供了参考依据。

天津项目委托三一城建住工(禹城)有限公司（以下简称禹城工厂）生产构件，全程应用平台构件生产管理模块，实现构件在排产、生产、质检、堆场、运输的全过程管理，禹城工厂累计供应天津项目4235片构件。

（1）计划驱动，生产过程可监控

禹城工厂使用平台生产管理模块，针对项目构件清单编制每日生产计划，针对每一个生产环节，通过平台小程序进行检验和记录。生产情况和质量数据通过平台同步分享给天津项目，工厂和工地双方达成生产进度和质量在线跟踪。

（2）一件一码，全程数字孪生

禹城工厂在天津项目上，通过平台进行一件一码的构件管理，用二维码标签绑定每一块构件，数字构件与实体构件连接，实现虚实同步。

（3）数据驱动的自动化生产

禹城工厂在天津项目上，使用平台进行数字化图纸的解析，对生产工序自动排程，通过制造执行系统完成自动划线/拆/布模、布料、振捣、堆垛、养护、翻转、质检等主要环节（如图11所示）。生产线各设备智能互联互通，高效协调运行，实现构件生产节拍≤8min。

图10数据驱动的自动化生产流程

（4）自动报表，掌握工厂动态

天津项目通过平台可查阅生产管理、堆场管理和运输管理的看板数据，更好的掌握构件的生产供应情况，实时掌握工厂动态。

平台提供的施工管理数字化工具，大幅提高了天津项目现场施工效率。平台可基于单个构件的施工模拟，实现要货协同、进场验收、吊装施工、安装验收等施工全过程管理，实现构件全生命周期追踪溯源与BIM 孪生交付。

（1）要货协同与运输跟踪

天津项目施工员在每一层构件吊装之前进行要货。禹城工厂实时收到要货信息，根据要货计划安排发货，构件从禹城工厂发出，平台小程序智能识别运输车辆驶离工厂与驶入天津项目现场，自动改变运输单状态并及时通知有关人员。现场施工员实时查看运输车辆运输轨迹，合理安排人员机械准备卸车。当构件运输车辆到达工地附近，系统自动通知天津项目、禹城工厂双方。施工员收到通知后组织质量、物资人员和监理对构件进行进场验收（如图12所示）。

图11 要货协同与运输跟踪

（2）吊装计划安排

天津项目施工员根据现场施工进度，编排吊装计划。通过微信向吊装队下达吊装计划，根据计划吊装的时间安排施工人员，协调塔吊准备吊装（如图13）。

图12吊装计划在平台小程序的应用

（3）吊装协同施工

吊装时，吊装人员扫码识别数字图纸（如图14所示），指导楼面施工，直观定位构件待安装的位置。管理人员实时掌握该楼层的构件吊装进度，通过小程序统计吊装用时，不断分析吊装效率，改进吊装流程，减少外部因素的影响，从而逐步提高吊装速度。

图13楼面吊装数字化图纸

天津项目设计的BIM模型与构件生产、运输、施工等环节打通关联，实现了数字孪生交付目标。构件状态实时同步到BIM模型（如图15所示），将模型渲染不同的色彩，管理人员可据此实时掌控施工进度，合理安排工序穿插，提高施工交付效率。

图14天津项目BIM数字孪生交付

在天津项目的观摩活动中，数字孪生交付成果得到了中建八局和观摩来宾的认可（如图16所示）。

图15 天津项目观摩现场

传统建筑行业各阶段数据不互通，各参与方采用自有的软件系统，未基于统一的信息模型进行管理，数据在传递和应用过程中丢失或不对应的情况时有发生，影响整体的工作效率，最终影响构件的生产、施工质量，降低装配式建筑的品质。三一筑工“筑享云”建筑产业互联网平台，是拥有自主知识产权的系统性软件与数据平台，推进了工业互联网平台在建筑领域的融合应用，为建筑工业化转型和发展提供解决思路。

平台对项目进行跟踪记录，进行全周期的项目计划编制，全角色之间的在线协同，全要素的参与和监控，支持对项目进行全方位、平台化的管控。

一是国产设计软件。从底层图形引擎到BIM 平台均采用国产技术，解决被国外软件市场垄断和图形技术“卡脖子”等问题。

二是智能化程度高。软件内置结构体系的设计规则，使预制构件的建模、拆分设计、深化设计、图纸绘制等均可快速完成，有效提高设计效率。

三是数据上下游对接。软件上游可对接传统结构计算分析软件的模型数据，下游可导出对接工厂生产装备的加工数据以及用于生产、施工可视化管理的模型数据。

每块构件分配唯一编码贯穿生命周期始终，解决了构件生命周期中信息断层、口径不统一的问题。基于一件一码的构件清单，对设计成果、生产计划、质检数据、库存发运、吊装验收进行全过程管理和跟踪，使构件生产过程可控，交付进展可视。有效解决工厂、工地数据统计难、订单流转难、抢生产、堆场乱的痛点。

传统的要货环节通过打电话、发信息等方式进行，沟通与反馈不及时；吊装施工环节通过对讲机、线下图纸等方式进行沟通确认，作业效率低。通过启用平台施工管理模块，工厂和工地双向在线沟通，要货和发运实时跟踪反馈，地上和楼面信息同步，实现吊装过程在线协同，提高了作业效率和施工质量。

平台的数字化产品和功能，在天津项目中得到了广泛的应用。构件生产管理模块，对上承接设计成果，对下提供JIT构件交付，累计保障4235片构件的按时交付。平台赋能现场施工，实现装配式标准层施工2-3天一层，比传统灌浆套筒方式效率高1倍。

纵观装配式建筑产业链，平台支持地产项目同时在线对“人机料法环测”等项目数据的采集与应用。平台累计注册预制混凝土构件工厂近600家，累计触达项目2643个左右，月管理构件60万片。工厂年总产能提高42%，人均产能提高80%，堆场周转率提高60%，经营资金占用量降低40%，工地施工效率平均提升30%。

为更好的向建筑产业赋能，提高产业整体效率，平台放眼未来，积极探索构件工厂联盟和产能共享的模式，打造共享产业链互联网APP。一方面可以满足客户方的弹性需求，保证构件供应；另一方面通过产能共享，增加工厂获取订单的机会，充分利用闲置产能。通过预制构件共享，对产业链的利益进行再次分配，使整个产业链的经济效益最大化。

（一）案例简介

“铯镨”平台主要包括4个体系，一是从产品研发到以建筑产品模型体系为核心的建筑产品生产线，围绕建筑行业的纵向价值链实现数字化、平台化；二是地域经济系统，建立横向+纵向的地域资源供给网络，精准的进行地域资源匹配和服务供给；三是平台功能系统，通过平台数字技术建构数字孪生世界；四是社群在线服务系统，围绕数字化建筑产品体系，提供顶层设计、在线办公、智能企业管理等一站式经营管理服务。同时，平台搭载建谊集团研发的钢结构建筑产品技术体系，可以实现钢结构建筑的智能建造。

图1 “铯镨”平台主要功能模块

（一）应用场景

在方案策划阶段，由业主组织设计人员在平台选择或创建建筑产品，在实施阶段平台通过地域供给的功能给建筑产品适配部品生产厂商，并将建筑产品导入智慧施工系统进行应用。这种建造模式可以根据地域特征、建筑体量和规模以及业主方其他要求进行调整，满足标准化和个性化的双重需求，自由灵活。

（二）技术方案要点

图2 “铯镨”平台总体架构

“铯镨”平台由网络层、技术中台、业务中台、业务前台、用户层和客户层6部分组成。在网络层，平台主要由公有云提供基础网络设施，同时采用私有云和混合云作为辅助设施；在技术中台，采用大数据、AI和LOT（物联网）技术为不同的业务实现提供技术支持。此外平台自研的业务引擎和具有平台特色的API接口为建筑工程新模式的应用量身定制标准化服务；在业务中台，平台提供覆盖建筑工程全要素的业务功能模块，包括注册中心、订单中心、交易中心、结算中心等常规功能，最重要的是涵盖了模型设计中心、部品/构件库、供给中心、劳动资源中心、模型支付中心等平台特色功能模块；业务前台包括共性服务层、特性产品服务层和前端交互层三部分内容，其中共性服务层包括平台公共服务、店铺服务和认证服务等常规服务。特性产品服务层则是平台业务前台的核心，包括了模型建造服务、协同设计服务、部品供应服务、智慧工地管理服务、资源配置服务、运维数据监控服务等建筑全要素服务。前端交互层由建筑产品、平台工厂、智慧施工前台、金融支付、地域经济、智慧运维等网关组成；平台用户包括设计方、施工方、供给方、运维方、行业组织和其他业务团队，客户则是由投资机构、中小地产开放者、土地拥有者和小业主组成，用户利用平台提供的功能和服务为平台客户创造建筑工程价值，客户也可实时把控建筑工程服务的进度，并在合规范围内提出个性化需求。

（三）产品创新点

1. 平台搭载建谊集团装配式钢结构建筑产品技术体系

图3 装配式钢结构建筑产品技术体系

整个体系分为4个层级：

第一级为完整的产品独立模型，它集合地基基础模型、结构模型、外围护模型、机电模型、装饰装修模型、市政园林模型6大功能模型，是平台的核心产品模型，是一整套装配式建筑解决方案。

第二级即功能模型，按照建筑的专业组成划分出不同类别的功能模型，地基基础模型、主体结构模型、外围护模型、MEP模型、装饰装修模型、市政园林模型。

第三级称之为族模组，由特定施工工艺的部品部件组合而成，并在数据结构上满足施工管理的需求，可以精确提取施工中人、材、机和可计量措施的消耗量，是平台中的最小产品单元。

最后一级为部品部件模型，是由对于真实部品厂家的标准化的产品所建造的数字化的部品模型，是平台中最小的操作单元。

2. BIM与互联网平台技术的融合

建筑产品由BIM作为载体创建并展示，但又不完全依赖BIM软件的数据格式。一方面“铯镨”平台可以实现常用软件数据格式的无损转换。另外一方面，平台构建了覆盖建筑全生命周期的数据库，建筑产品通过平台的数模分离技术应用于施工前台，实施过程中反馈的信息经过筛选再进入平台数据库。

3. 一套数据贯穿始终

从项目设计阶段（数据生产阶段）开始，“铯镨”平台就通过社群资源赋予了建筑产品部品供给、施工管理信息，真正实现建筑工程全流程、全要素的“正向设计”。在项目推进过程中，通过数据的传输与比对进行实时监控、反馈和修正，最终形成满足智慧运维需求的竣工模型。

（一）工程项目基本信息

项目位于白俄罗斯明斯克州斯莫列维奇区中白工业园，建筑层数为地上4层，地下1层，按照白俄标准进行设计，选用白俄标准规格材料，是一带一路上首个装配式钢结构项目。项目最终确定采用钢框架的结构形式，并在2020年初竣工正式投入使用。

（二）应用过程

1. 运用平台“建筑产品”模块功能进行正向设计

平台上搭载拥有自主知识产权的，覆盖建筑设计、部品供应和智能建造全生命周期BIM集成软件，该软件在设计阶段覆盖建筑设计、结构设计、MEP和装饰装修全专业设计功能。中国与白俄罗斯两国设计师通过调用部品族和族模组快速完成模型适配选型，同时使用软件参数化建模功能，在软件中输入基础参数，系统快速完成模型创建。对于不同的使用习惯，两国设计师通过平台上的兼容数据格式实现数据的转化。

平台上的软件提供给用户云端协同设计的功能，不同专业的设计师、项目决策者通过获取权限的方式对同一个模型进行设计和讨论。云端协同设计功能具有以下特点：首先，多人同时在一个文件操作，工作中每个人都可以获得最新设计信息，充分利用云端优势，避免复制替换的低效率工作方式。另外通过可见性来控制模型的加载内容，实现数据实时刷新和传输，不依赖本地计算机硬件性能。在云端快速调用平台中内置的族模型，平台工厂中部品族拥有唯一ID与之关联，避免建模过程中的重复，大大提升设计效率。在本项目设计管理中，平台的应用主要有以下几个方面：

项目实施前，通过权限设置为各专业设计团队，项目决策者和项目管理者赋予不同的权限范围。规范项目实施流程，保证过程中的有序组织。项目实施过程中，通过轻量化的3D视图查看模型的变更，分析模型变更引起的工程量变化，及时获得变更反馈，及时调整工作计划。设计成果内置工程管理信息，在进行BIM模型搭建的同时，施工人员在模型上协同创建工程管理模型，使设计方案与施工部署无缝贴合。

图4 正向设计成果

通过这些应用，在本项目设计阶段构建了面向全生命周期的、基于BIM协同的、二维/三维的、多专业的设计协同体系，通过单一的工程数据源为跨专业、跨部门和跨企业的协同设计提供及时、准确、可追溯、统一的工程信息服务。

图5 全专业设计协同体系

各专业设计人员以建筑产品智慧模型体系为核心，以BIM模型为载体，通过协同设计平台进行数据化的协同设计与管理工作。协同设计平台采用云管理模式进行精细化的权限管理，设计参与人员可以随时随地管理模型档案，设计过程中遇到问题可进行在线批注，直观展示问题所在，相关人员围绕批注开展点对点、点对面的沟通。

图6 全专业协同设计场景

2. “平台工厂”供需体系

图7 平台工厂供需体系

在实施过程中，项目执行者利用“平台工厂”供需体系将建筑产业链中的供应商聚合到供需平台上，供应商将产品与服务提供到平台上，并形成三维化与数据化的产品，为项目匹配对应的部品部件。在本项目中，“平台工厂”主要发挥了以下作用：

1）以本项目钢结构建筑产品的配套部品部件为中心，实现部品部件的三维模型化和三维模型的数据化，以部品部件为纽带对接生产、加工、销售、运输物流企业，并将部品部件厂商资源聚合到平台上。

2）平台将部品部件厂商资源、部品部件三维模型、部品部件数据信息、部品部件选型订货、生产加工与运输装卸跟踪等全过程资源聚合并在线实施。

3）在平台上，部品部件供应与本项目建筑工程实施优化相互配合，部品部件满足建筑产品的工艺工法、质量标准、施工安装、价格成本、运输装卸等要求，并与建筑产品形成技术融合与工艺优化的协同交互模式。

3. “智慧前台”智能建造管理系统

图8 “智慧前台”工程管理

“智慧前台”工程管理体系是在建谊第三代装配式钢结构体系的基础上构建起来的，这个模块涵盖了工艺工法管理、工程质量管理、HSE管理、造价成本管理和工程进度管理五大功能，覆盖了安装现场全要素、全方位和全过程管控。在本例中，“智慧前台”主要发挥了以下作用：

1）以本项目钢结构建筑产品的配套族模组为中心，实现族模组的三维模型化和三维模型的数据化，同时挂接工程管理模型信息。以族模组为纽带对接设计、加工、施工、专业分包企业。

2）在平台上整合包含族模组、厂商资源、劳动力、检测试验室、物流运输等建筑产业链上的各种资源。实现多方的协同工作与数据传递，形成完善的智能建造系统与网络协同基础。

3）族模组及其挂接的工程管理信息是本项目建筑产品中最小的实施单元，通过远程传感技术采集的信息与模型对比进行工程进度的管控，及时纠偏调正。通过点云扫描技术与施工模型进行比对实现工艺工法、工程质量与HSE的实时管控。除此之外，成本可以在进度和质量管控的基础上进行线上监控，实时调整。出资方在线上根据施工进度进行模型支付，具有快捷、安全、可控的优势。

一是 解决两国协同设计的障碍。 设计工作由中方设计师和白俄罗斯设计师合力进行，由于两国相距较远，并且语言交流存在障碍，在进行正向设计时就采用平台线上协同的形式进行设计。两国设计师均使用平台功能以及平台上的设计软件进行实时协同，既实现了无障碍的语言沟通，又能及时查看模型变更，各专业无缝协作完成设计。最终实现一次设计，无需转化，标准统一与融合。

图9 中白设计协同工作场景

二是 缩短建造周期，按期交付使用。 该项目仅用时3个月就同白俄罗斯国家设计院完成设计一次出图，不需转换。解决困扰中白工业园推进全面建设的标准转换“老长难”等问题。该项目定轧型材生产及加工用时仅一个月。主体结构原计划半年的施工周期仅用时2个月，为加快推进一带一路的明珠—中白工业园探索出一条基于平台协同的智能建造和智能制造相结合的新型数字化建设模式，刷新一带一路工程建设新纪录。

图10 项目施工场景

三是 优化构件种类。 通过平台“建筑产品”与“平台工厂”模块的功能，分析优化了原方案的构件种类，节省了用钢，提高了加工效率，钢材供应周期由原先的3个月缩短到1个月，为项目快速实施提供了保证。

图11 构件种类优化

（一）案例简介

为实现城市轨道交通全生命期管理，上海市隧道工程轨道交通设计研究院开发了基于BIM技术的城市轨道交通全生命期信息管理平台。该平台以BIM模型为数据基础，在设计阶段实现跨地域、跨单位、跨专业的三维协同设计，服务设计全过程的数字化协同管理，并提供建模效率工具包提升设计效率。在建设阶段，平台集成工程进度、质量、成本、安全等动态数据，结合标准化管理流程和职责对项目建设进行协同管理。在运维阶段，平台继承竣工数据和数字资产，通过自动化数据集成形成运维数据库，以数据驱动标准化车站运维管理业务流程，提升运维管理智能化水平。

（一）技术方案要点

基于BIM技术的城市轨道交通全生命期信息管理平台分为设计、建设、运维三大版块，共同服务于城市轨道交通工程全生命期管理，平台架构如图1所示：

图1 平台架构图

关键技术要点包括：

1.轻量化/跨平台图形显示技术：为保证建立起的信息模型能在各类终端进行访问，需对信息模型进行轻量化处理，在保留模型精细度、外观材质的基础上保证模型的流畅展示。

2.可视化精细管理技术：将模型进行深化拆分，集成各类设计、施工、运维数据，实现可视化展示、精细化把控、协同化管理。

3.多系统数据集成技术：提供标准化数据接口，支持对多个系统数据的集成，实现统一平台协同工作，解决城市轨道交通全过程数据量大、参与方多、信息系统多而杂的问题。

4.物联网技术：利用物联网技术的特点，将各种设施设备运行的相关信息集中到本平台，实现车站可视化动态管理，实现城市轨道交通信息由获取、传输到分析、综合应用的整个过程。

5.大数据分析技术：利用大数据分析技术正确解读、综合分析轨道交通工程全过程多源异构的数据，并从中挖掘潜在的、事先未知的有用信息，让管理更加精细化。

6.移动应用技术：通过移动应用技术实现数据采集、数据共享、流程流转，优化工作流及任务管理，让协同与沟通更高效。

7.室内定位技术：采用室内定位技术对人员进行定位，实现轨迹查询、巡检打卡、重点区域出入监控、排班布岗等功能，提升人员管理水平。

（二）关键技术经济指标

基于BIM技术的城市轨道交通全生命期信息管理平台在CPU使用率、内存使用率、系统响应时间、应用报表响应、模型加载时间等方面具备较好的性能参数。

1.CPU使用率性能指标

在使用负荷最多时，应用服务器的CPU最大使用率小于70%，内存最大使用率小于70%。

2.内存使用率指标

为确保系统各项应用功能正常，服务器内存使用率小于80%，数据库内存使用率小于90%，数据库活跃连接数小于90%。

3.系统响应时间指标

系统响应时间小于5s，在用户心理所能承受的范围内。无论是客户端还是管理端，当用户登陆，进行任何操作的时候，系统均及时进行反映，且系统可自行检测出各种非正常情况，并及时提示用户。

4.应用报表响应时间指标

每个图表显示耗时最多不大于15s。

5.模型加载响应时间指标

1）BIM模型承载力≥10GB。

2）构件数≥100万个。

3）模型加载时间≤5秒，大体量模型≤10秒。

（三）创新点

1.跨平台的轻量化三维图形界面。平台对信息模型进行轻量化处理，为各业务板块调用BIM模型数据成为可能，实现对三维模型的可视化浏览、业务数据的结构化展示及存储。同时，平台具备跨平台的功能，用户可以通过任意的终端、浏览器访问、查看模型。

2.可自定义的业务流程及标准化表单。平台提供可自定义的流程，便于灵活快速搭建操作、审核、管理等流程，并提供标准化表单，实现数据自动管理、统计报表自动生成等功能。

3.丰富的系统数据接口。平台提供丰富的数据接口及统一的开发协议，结合各阶段不同等级的BIM模型数据和属性信息，可对既有的、异构的、分布的多个数据库系统进行统一集成，满足信息化自主可持续发展要求。

4.物联网数据自动化集成及可视化。对物联网数据进行获取、表示及其内在联系进行综合处理和优化，并与BIM模型数据的融合，实现不同应用场景的可视化表达。

5.高效的项目数字化解决方案能力。平台基于BIM模型数据，紧密结合城市轨道交通全过程管理需求，全面提升数字化交付能力，是一套面向城市轨道交通全生命期信息化管理的解决方案。

（四）与国内外同类先进技术的比较

1.适用范围不同。国内的同类产品仅适用于一般民用建设项目，不能完全满足城市轨道交通工程的需求，本成果适用于城市轨道交通项目，匹配轨道交通的工程特点。

2.面向的用户群体不同。在设计阶段，实现跨地域、跨单位、跨专业BIM设计协同；在建设阶段，国内同类产品主要服务于施工单位的现场管理，本成果主要服务于项目建设方，侧重于管理者对项目的整体把控；在运维阶段，国内很少有面向城轨运营单位需求，结合BIM数据的车站运维管理平台。

3.BIM与城市轨道交通业务需求结合。本平台经过多年的实际项目应用，已经把BIM技术与城市轨道交通企业的管理模式、业务流程进行了深度整合，形成一套完善的平台应用及项目管理模式。

（五）市场应用总体情况

基于BIM技术的城市轨道交通全生命期信息管理平台自2016年1月以来，在上海在建地铁全面推广，包括17/14/18/13号线西延伸线等，同时推广至全国各地城市地铁项目，包括苏州S1/6/7/8线、南通1号线、福州6号线、重庆15号线/27号线/璧铜线等。

本项目成果服务于城市轨道交通工程全生命期管理，在设计、建设、运维阶段分别满足不同的管理需求，探索了不同的技术路线和创新方法，案例实施情况如下：

（一）设计阶段

以苏州轨道交通6、7、8、S1线为应用案例说明实施情况。一是，以BIM设计协同管理平台为核心，着眼于设计行为和设计成果的标准、规范管理，对传统设计管理流程中的痛点进行研究和梳理，打通从设计—施工—运维全过程数据协同传递，完成了BIM技术应用在设计管理的流程再造。二是，平台围绕BIM设计软件体系，进行二次自主开发，参建人员可以从任意电脑浏览器或手机、PAD在线查看三维轻量化模型，并进行批注等操作，批注意见实现同步线上流程表单，实现广域网跨单位协同设计，如图2所示。

图2 网页轻量化模型浏览审核

三是，为提升BIM技术本土化管理的现实需求，保证设计成果数据安全性，在既有协同设计产品的基础上进行二次开发优化，实现了轨道交通设计领域领先的分级授权管理。

平台从2020年3月启动需求调研，2020年6月15日正式在S1线开展试运行，2020年9月16日正式在6、7、8三条线路中投入运行使用，实现了企业级多线路广域网协同办公、轻量化审阅的应用目标。

（二）建设阶段

南通轨道交通1号线一期工程借助建设协同管理平台，建设单位、设计单位、施工单位等多方单位在统一的可视化施工平台内发现、协调、解决现场问题。在土建施工阶段形成了一套以模型为基础，WBS拆分为导向，现场进度、照片、视频数据为结果的土建实施阶段数据资产库，如图3所示。

图3 施工进度对比模拟

福州轨道交通6号线工程注重对现场情况的及时把控、对工程进度的快速统计等方面的功能，要求参建方全员配备移动端app，实时掌握现场进度情况，如图4所示。

图4 移动端施工进度

重庆铁路集团注重对综合业务的程序化管理、工程资料的规范化管理，通过定制规范的投资管理流程、进度管理流程，将数字资产采集移交作为平台的主要应用目标，开展无纸化协同办公模式，如图5所示。

图5 前期报建流程管理

苏州轨道交通项目利用建管平台GIS地图、结合BIM技术模型，展示全线站点和区间的施工进度信息、预警信息，及时掌握施工情况；高效开展施工图模型深化工作，对BIM模型进行版本管理，并从模型获取分部分项工程信息结构树，实现土建施工和机电安装模拟仿真、分析与进度预警；采集监理单位日常工作信息，记录和跟踪质量整改过程，把控现场施工质量。

（三）运维阶段

以上海轨道交通18号线项目为应用案例说明实施情况。

一是平台将运维管理需求前置，以实际业务和管理需求为出发点，设计系统功能架构、数据结构等，提前完成了系统功能开发；同时，通过相关专业落实了系统方案设计，并在建设过程中落实平台硬件和网络环境条件的建设，最终移交到运维阶段。

二是，通过数据接口直接与建设协同管理平台进行数据对接，实现数字资产信息从建设期到运维期的无缝传递，保证数据来源唯一性、准确性及可用性，避免以往线路利用移动存储设备移交资料出现的数据遗失、数据格式不通用等问题。

三是，利用自动化集成技术，整合设备运行状态、视频监控、人员定位、客流、资产、设施设备资料、故障工单等动态数据，形成运维数据库，初步实现了“数字孪生”。平台以数据驱动设备管理、人员管理、事件管理、站务管理和统计分析等业务流程，辅助一线运维人员作业和协同管理，为车站运维管理提质增效，如图6、7、8所示。

图6 设备运行状态可视化查看

图7 人员可视化管理

图8 移动端故障上报

本项目成果为城市轨道交通工程全生命期管理全过程中提供了实际生产和管理工具， 解决了轨交数字化转型的诸多技术问题，提高了人均效能，实现了提质增效。

（一）设计阶段

设计协同管理平台于2020年初在苏州轨道交通集团上线运行，克服疫情影响，来自9座城市、约34家设计单位、约978位设计人员参与协同设计，形成以下突破：一是实现广域网环境下跨阶段、跨单位、跨专业的设计协同一体化；二是打通了设计全过程管理，实现了BIM协同设计与工程项目管理一体化；三是打通从设计—施工—运营全过程数据协同传递，实现了全生命期BIM数据一体化；四是实现协同建模权限管理，进行平台权限管理功能完善与研发；五是整合BIM设计施工管理流程，完成无纸化管理流程再造，数据可追溯，形成数字化档案。

（二）建设阶段

建设协同管理平台为项目各参建方提供了基于BIM技术的在线协同工作环境，实现了在管理过程中进度、成本、质量、安全的精细化、可视化管控，主要特色包括：

1.充分利用BIM模型数字资产开展三维可视化、数字化的建设管理，支持在线审查、优化施工管线布置及施工方案，实现了施工前“所见即所得”。

2.利用三维场景，辅助工程进度直观展示，支持在模型中对工程量进行统计复核。

3.对设施设备产品模型进行了在线收集、审核、归档，并自动同步至运维管理平台，为运维管理提供了数字资产服务。

4.提供了轻量化竣工模型的管理功能，辅助竣工验收及移交运营。

5.为工程建设参建各方提供了协同工作工具，有效地提高了项目管理水平。

（三）运维阶段

智慧运维管理平台为BIM技术在轨道交通车站运维管理中的应用提供明确的解决方案，通过在上海地铁18号线的全线推广应用，取得以下应用成效：

1.建设了基于BIM + IoT的轨道交通数字孪生底座。平台将轨道交通车站的各类静态、动态数据进行集成、共享和三维可视化展示，初步形成覆盖地铁车站各专业系统、设施设备的数字孪生底座。

2.形成了数据驱动的标准化运维管理模式。平台在数字底座基础上，搭载设备管理、客运管理、人员管理、数据分析等核心应用，实现了轨道交通车站运维的办公电子化、管理精细化、数据一体化和分析智慧化，对管理模式有所创新。

3.实现了基于统一数据标准的全业务链数据深度融合。平台制定了设备供应商数据交付技术指导要求，打通制造业数据与BIM数据的深度融合；同时与综合监控系统、视频监控系统、定位系统等多个外部系统进行了数据对接，形成了项目适用的标准数据接口，实现全业务链数据深度融合。

4.促进了数字资产与实物资产的同步移交。在18号线同步推进了实物资产移交和数字资产移交，两个移交流程实现初步整合，从资产管理层面保证数字孪生的虚实数据的统一性。

综上所述，基于BIM技术的城市轨道交通全生命期信息管理平台从顶层设计进行了整体的战略定位及统筹规划，促进了轨道交通BIM模型数据在项目全生命期各阶段的有效传递、项目各参与方间的有效共享,为轨道交通工程规划设计、施工、运维提供了可靠的数据支撑，取得了较为显著的应用成效，为城市轨道交通数字化转型探索了可行的技术路线。