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Frontier Technology Education Workshop

BIM技术在民航机场协同管理的应用研究

作者

周龙

上海机场建设指挥部,201207

1. 机场协同管理核心特征与挑战

民航机场作为超大型综合基础设施,其协同管理具有显著的复杂性特征。一是多专业交叉融合,涵盖建筑、结构、机电、民航特种设施(行李处理系统、助航灯光、空管工程等)、市政交通等专业领域,各系统界面衔接复杂,传统二维图纸难以精准表达空间关系与系统逻辑。二是全周期信息割裂,规划、设计、施工、运维阶段信息独立存储,数据传递损耗明显,导致后期返工率居高不下,传统机场项目设计变更现象普遍存在。三是参与方多元分散,涉及业主单位、设计机构、施工企业、民航专业顾问等数十家主体,沟通协调成本占项目管理总成本比例较高。

2. BIM 技术的协同管理价值

BIM 技术通过数字化建模与信息集成,为破解机场协同管理难题提供了有效解决方案。其一,实现全要素数据集成,依托标准整合信息、属性信息、流程信息,构建机场“数字孪生”模型,实现全专业数据同源共享。其二,提升跨阶段协同效率,设计阶段通过碰撞检测可显著减少管线冲突;施工阶段实现进度、成本、质量实时联动,显著缩减设计变更响应周期。其三,支撑可视化决策,利用数值模拟技术,将旅客流线、行李分拣路径等相关参数纳入运营场景,优化客流、物流吞吐效率,优化能源使用效率,进而实现民航机场的高效管理。

二、 民航机场 BIM 协同管理核心挑战

1. 技术标准与数据共享壁垒

一是行业标准碎片化问题突出。缺乏统一的BIM 构件分类编码体系,民航特种设施设备编码与建筑工程编码体系存在脱节现象,不同软件间数据互导信息丢失问题明显。二是协同平台兼容性不足。各参与方可能使用不同的软件、数据接口,导致模型整合过程中需大量人工修复,影响协同效率。

2. 全生命周期协同机制缺失

一是设计与施工阶段存在信息断层。由于设计模型侧重概念表达,缺乏对施工所需的加工参数的精确解释,导致施工阶段需二次建模深化,可能导致其设计耗时较传统模式明显增加。二是施工与运维阶段数据传递不畅。由于运维阶段急需的设备运行参数、保修记录等信息,而在施工阶段可能难以全面地传递至BIM 模型中,导致运维初期可能仍需要依赖其它档案资料,进而制约智慧运维发展。

3. 组织管理与人才短板

一是协同管理流程不规范,传统项目管理以非统一的纸质或电子文件流转为主,使得BIM 模型的变更、追溯缺乏制度化支撑,因流程混乱导致模型版本冲突现象突出。二是复合型人才严重稀缺,既精通民航业务又熟练掌握BIM 技术的专业人才缺口较大,企业内部专项培训成本高昂,单个项目培训费用普遍较高。

三、 BIM 协同管理关键策略与实施路径

1. 从“各自为战”到“协同有序”,加快标准化体系构建

首先,应加快全行业标准整合,加快推进民用机场 BIM 应用标准统一,明确模型精度等级、编码规则,如将行李分拣机、助航灯光等民航专用设备纳入分类体系,为行业标准制定提供实践参考。其次,搭建数据交互平台,基于云技术构建通用数据环境,支持多软件模型轻量化上传与权限精细化管理,利用 BIM 平台集成模型文件,实现设计、施工、运维三方实时数据同步共享。

2. 打破阶段壁垒,实现全周期协同机制创新首先,设计阶段推行协同设计,建立“专业主导+全局协调”工作机制,组建跨专业联合设计团队,实现关键结构、组件等的参数化联动,大幅减少专业间冲突。其次,引入数字化评审工具,进行全专业检测、单项目检测,提前规避施工风险。其次,施工阶段实施动态管控,开发BIM 管理平台关联进度计划与资源配置,开发施工进度可视化管理,推行“按模施工”与质量追溯机制,利用数字化技术开展关联构件的模块化验收,提升质量合格率。最后,运维阶段深化数字孪生应用,构建运维专用 BIM 模型,集成设备台账、巡检记录、能耗数据,开发应急模拟功能,基于 BIM 模型推演火灾疏散路径,提升机场安全保障能力。

3. 构建协同生态,完善组织与人才保障

其一,优化管理架构,设立专职 BIM 管理部门,统筹各参与方工作,明确各方数据提交标准与责任边界。其二,加快完善“模型即合同”,将 BIM 模型作为计量计价依据,通过模型直接提取工程量。其三,加强人才培养与技术赋能,联合高校开设“民航BIM”专业方向,培养兼具机场工艺知识与模型应用能力的复合型人才,鄂州机场与华中科技大学共建实训基地,累计输送专业人才 200 余名。建立企业内训体系,针对设计、施工、运维不同岗位开发专项课程,北京大兴机场项目团队通过3 个月集中培训,BIM工具应用熟练度显著提升。

四、 结论

BIM 技术通过数据集成、流程优化、组织协同,有效破解了民航机场多专业割裂、全周期信息断层等管理难题,显著提升了项目管理效率与建设质量。实践表明,BIM 协同管理可显著缩短工期、降低成本,已成为智慧机场建设的核心驱动力。

为了进一步推动 BIM 技术在民航机场协同管理中的广泛应用,一是加快出台“智慧机场 BIM 应用标准指南”,明确 BIM 技术在机场建设和运营各阶段的标准,使各参与方有章可循。二是制定示范工程标准,给予资金支持、政策优惠等奖励,以激发相关企业应用 BIM 技术的积极性和主动性。三是支持龙头企业牵头建立技术联盟,促进设计单位、施工企业、设备厂商等产业链各环节的深度协作,推动软件厂商开发民航专用模块,如空管系统接口、行李处理系统模拟工具等,以满足民航机场建设和运营的特殊需求。四是通过建立 BIM 构件库、案例库、人才库共享平台,实现资源的共享和互补,提高整个产业链的协同效率和创新能力,推动产业生态的健康发展。五是鼓励龙头企业需要加大自主可控技术的研发力度,提高模型运行和使用效率,保护核心技术数据的安全性,确保数据的真实性和可靠性,为项目的审计和纠纷解决提供有力依据。

未来,随着5G、数字孪生等技术的深度融合,BIM 将从单纯的“工具应用”升级为“生态赋能”,助力民航机场实现从“建设协同”到“运营智能”的跨越式发展,为打造安全、绿色、高效的现代化航空枢纽提供有力支撑。

参考文献

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周龙,男,汉族,1976 年 6 月,上海信息弱电建设管理及运维管理,学士,高级工程师。