面向数据底座的图模实一致性研究与探索

1行业图模实一致性现状

图模实一致性主要指建筑工程所涉及图纸、BIM模型、与现场竣工实际情况的匹配程度，即模型能否真实完整反映出图纸内容，以及与现场实际竣工状况是否一致。现阶段行业正逐步认识到图模实一致的重要性，并开展相关应用探索，但在过程中仍存在一系列实施难点有待解决。

1.1图模一致性现状分析

目前行业内在工程设计阶段，虽一直大力推广BIM设计，即直接采用BIM模型出具施工图纸[4]，但此类工作模式只存在于少数试点类项目中，且尚处于探索阶段。其余大多数、项目在设计阶段仍采用先绘制CAD图纸，后进行翻模的工作模式，这就导致在翻模过程中，因图纸版本众多、人为操作因素等导致模型出现较多错误，无法与设计图纸相匹配。而在施工阶段，现阶段国内工程施工周期普遍紧张，图纸版本及设计变更较多，易出现模型维护速度滞后的情况，进而导致最终交付模型与竣工图纸不符，未能将设计变更内容真正反映至模型之中。

因此在现阶段施工单位承接设计模型时，以及在模型竣工交付时开展图纸、模型的一致性核查工作显得尤为重要，通过核查可极大程度上避免模型错误与遗漏，使其完整反映图纸设计内容。在未能实现全部项目采用BIM设计模式的理想状态之前，图模一致性核查工作仍不可或缺，而此项工作难点在于需将全部图纸与模型进行同步比对核查，传统核查手段耗费时间较多，人力投入较大。目前项目实施中虽普遍会开展上述工作，但整体会因为缺少较为有效的流程方法及工具支撑，并且各方缺乏较为有效的监管手段，导致最终效果并不理想。

1.2模实一致性现状分析

工程项目在实际施工阶段，因现场各类不确定性因素，经常会出现现场实际施工情况与BIM模型及设计图纸存在偏差，导致模型并不能完全反映现场实际情况。如想实现BIM模型真正传递至运维阶段使用，则必须要开展模实一致性审查工作，发掘模型与现场实物不一致的位置并逐一进行调整。

现阶段行业内常用的核查方式主要通过现场巡查、拍照记录方式，或是利用轻量化平台，结合移动端设备将模型带到现场进行同步比对。上述核查方式在实施过程中需投入大量人力，且工作效率较低，给施工单位带来的工作压力普遍较大，因此目前行业内仅有极少数项目能够真正做到有效的模式一致性核查，绝大部分项目所交付的模型与实物在一致性方面仍存在较多问题。

对于有基于模型进行后期运维及设备资产管理的项目来说，所交付BIM模型的精细度、参数信息完整性同样至关重要。运维管理阶段对模型精细度要求并非越高越好，通常精度过高且存在大量冗余构件的模型数据体量较为庞大，会影响后期使用效果。且不同使用单位在运维阶段所关注的重点也不尽相同，大多数单位的关注主要集中在大型重点设备方面。因此多数情况下用于运维阶段的模型仍需进行一定轻量化处理，将重要设备参数信息完整录入或关联后，方可交付使用。综上所述在进行模实一致性核查工作时，项目应结合模型后期使用阶段所关注的要点，有针对性地开展核查及优化工作，从而在一定程度上减少不必要的工作量投入。

2图模实一致性手段探索

图模实一致性作为建设城市数据底座的重要前置条件，已愈发被行业所重视。而随着智能建造理念的不断推广，各类信息技术手段与智能设备开始在行业内逐渐普及，这也为真正实现图模实一致性提供了更多有效手段。

2.1图模一致性手段探索

在图模一致性方面，传统核查手段主要通过人工比对，即将图纸与模型构件进行逐一比对核查，此类方法通常投入人力时间较长，且较容易出现疏漏等问题。在现阶段，行业人员开始尝试通过自主研发插件的方式，逐步实现部分模型与图纸问题的自动校核，从一定程度上提升图模审核工作效率及审查准确性。但现阶段尚无法实现全专业、全构件范围的自动审核工作，大部分工作仍需依靠人工完成，相信随着此项研发探索不断深入，图模自动化审核将愈加全面，审核效率也将进一步提升。

在手动进行图模审查工作时，通常情况下较大部分时间被耗费在模型与图纸位置查找匹配，软件间界面切换等内容上。为解决这一难点，目前行业内已有图模联动审核类软件，该类软件通过一定的二次开发技术，将图纸与模型进行自动匹配，实现在同一操作界面下的图纸模型同步浏览审查，平面位置自动匹配等功能（图1），使审查效率及准确性有较大幅度的提升。

图1图模联动审查”类软件界面

（计算机截图）

在确保图模一致性的过程中，除做好模型交付阶段的全方位审查工作外，模型在日常阶段的更新维护工作同样重要。工程建造过程中通常会有大量图纸变更情况出现，如变更内容未能及时反馈至模型中，则会在交付阶段堆积大量的修改工作，十分不利于交付质量与时间节点的把控。因此，确保图模一致性的另一个有效手段就是在实施过程中明确模型更新维护的主体责任单位并落实监督审查机制。例如在施工阶段可由总包单位派专人负责对模型进行实时维护，同时定期报送至建设、设计、监理单位相关负责人进行审核，形成图模一致性的动态审查管理模式，从而减少模型移交阶段的压力。

2.2模实一致性手段探索

2.2.1三维激光扫描辅助模实一致性探索

模实一致性核查工作一般主要集中在主体结构完工后以及模型竣工交付前期。主体结构施工完成后，因现场施工因素导致的结构构件偏差情况较为普遍，因此进行BIM模型与现场实际的核查工作尤为重要。此项工作既能够提升模型与现场实物匹配程度，同时也能够为后续工序施工提供参考依据。现阶段，随着三维激光扫描技术逐渐普及，为核查工作提供了更加有效的智能化手段。项目人员在主体施工完成后可通过开展覆盖整体区域的三维激光扫描应用，将扫描成果处理后所生成的点云模型与BIM模型进行比对（图2），形成偏差分析报告并辅助结构施工尺寸偏差校核。

图2点云模型与BIM模型比对分析示意

项目人员后期基于偏差报告对结构模型进行调整，使其最大程度上匹配现场实际情况，确保竣工交付模型的准确性。经调整后的结构模型也可为后续机电管线、精装修等深化设计工作提供尺寸及定位依据，进而有效避免大量因结构尺寸偏差所导致的返工拆改情况。

2.2.2全景数据采集辅助模实一致性探索

在模型竣工交付阶段，模实一致性工作的重点应放在机电管线、大型设备及末端点位的数量及空间位置核查上，上述几项均是建设单位及物业单位在运维阶段所关注的重点，亦是模型在运维阶段最能发挥价值的地方。前文提到的三维激光扫描手段也可用于辅助此阶段的核查工作，但整体投入较高，给项目造成的成本压力较大。考虑到运维阶段对于机电管线、大型设备及末端点位模型的诉求更大程度上在于构件数量及各类参数是否准确，而在空间位置上通常情况满足基本一致即可，无需达到极高的精度。因此借助全景数据采集设备辅助模实一致性核查也可达到较为理想的效果。

通过采用智能全景数据采集设备，可分阶段对采集现场实景（图3），之后将每个采集点位的影像数据与平面图纸进行关联，以便于项目人员在进行模实一致性核查时可通过调取各个点位全景影像资料来获取现场实际情况（图4），进而对竣工模型作出比对及调整。此方法可极大程度上提升核查效率，降低成本投入，同时经整理后的全景影像资料也可作为竣工交付档案的一部分移交建设单位及物业单位使用，实现电子化竣工档案交付及查阅。

图3全景相机辅助实景数据采集

图4全景影像数据与平面图纸关联

2.2.3数模分离管理模式探索

对于模型构件中所包含的参数信息核查工作，传统方式需人工逐一进行核对，此方式工作量十分巨大且修改工作烦琐。现阶段通过采用“数模分离”的方式进行信息数据管理，则可有效减轻管理人员工作负担。项目运维阶段所需要的设备资产信息，可采用数据库或表单形式进行单独存储，通过模型构件中的独立编码，可快速实现模型与信息数据之间的关联。同时基于参数化编程方式，也可实现清单中的资产信息数据自动录入至模型构件之中（图5），大幅提升工作效率与准确性。

图5基于参数化编程的资产信息录入示意

（计算机截图）

通过上述工作模式，管理人员仅需定期对数据库或表单中数据进行维护即可，模型中数据可同步进行更新匹配，极大程度上减轻数据核查工作负担，实现提质增效目的。

3结束语

现阶段城市级数据底座建设趋势正逐步加速，但距离真正实现理想状态仍需大量探索与实践性工作的支持。随着建筑行业信息化手段不断丰富、智能化设备持续更新，这为实现城市数据底座建设目标提供了有力保障。研究目前通过各项信息技术综合应用，在辅助图模实一致性工作中已取得了一定进展，且与传统方式相比在成果质量、工作效率、成本投入等方面均有显著性提升。但在实施过程中仍需改进、完善，一些实施难点仍需进一步探索及实践。相信随着行业相关制度标准不断完善，BIM设计持续推广及各类智能化手段的更新与进步，图模实一致性工作将取得更多突破性进展，从而为实现智能建造及智慧城市建设赋能。