(1.華中科技大學(xué) a．土木工程與力學(xué)學(xué)院； b．湖北省數(shù)字建造與安全工程技術(shù)研究中心，武漢 430074；2.武漢天興洲道橋投資開發(fā)有限公司，武漢 430074)

1 引言

黨的十九大報(bào)告中提到，在過去的五年，“我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得重大成就，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)快速推進(jìn)”。并指出，要支持傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，“加強(qiáng)水利、鐵路、公路、水運(yùn)、航空、管道、電網(wǎng)、信息、物流等基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)”?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)，特別是大型基礎(chǔ)設(shè)施，是社會建設(shè)與發(fā)展中不可或缺的重要部分，由于其投資規(guī)模大、建設(shè)周期長、施工運(yùn)行管理難度大、成本回收周期長，必然會牽涉到各參與方的利益，出現(xiàn)各種需要統(tǒng)籌、規(guī)劃、協(xié)調(diào)、管理的問題。其中尤為突出的是征地拆遷管理問題。拆遷管理是否科學(xué)、準(zhǔn)確、高效，對業(yè)主來說是項(xiàng)目能否如期開展、順利推進(jìn)、成功建設(shè)的關(guān)鍵。

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《2016～2020年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》指出，要推進(jìn)普及項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)，開展施工階段的BIM基礎(chǔ)應(yīng)用。當(dāng)前在大型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)過程中，還較少有相應(yīng)的技術(shù)手段來解決房屋拆遷分析、協(xié)調(diào)和管理工作。而在建設(shè)項(xiàng)目中，從勘察設(shè)計(jì)到竣工驗(yàn)收階段，房屋拆遷的進(jìn)度、數(shù)量、面積等信息往往出現(xiàn)差異，這對于工程的投資管理、工期控制、拆遷補(bǔ)償?shù)裙ぷ鞫紩a(chǎn)生較大的影響。運(yùn)用信息化的解決方案，搭建拆遷管理平臺，使建設(shè)單位、拆遷公司以及評估機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)線上高效便捷地采集、錄入、查詢和統(tǒng)計(jì)相關(guān)信息，從而加強(qiáng)了建設(shè)方對各單位的組織和協(xié)調(diào)能力，整體提升了拆遷管理工作的規(guī)范程度和實(shí)施效率，推進(jìn)了建筑工程項(xiàng)目管理的精益化和信息化。

2 拆遷管理

現(xiàn)有的對拆遷管理問題的研究，多從政策制度、法律法規(guī)、社會穩(wěn)定、公共管理等角度，對行政主管部門、司法部門、執(zhí)法部門等有關(guān)單位提出了較為宏觀層面的分析和建議。也有研究從建設(shè)單位的角度，分析拆遷管理的重難點(diǎn)，給出具體對策。由于工程建設(shè)中房屋的產(chǎn)權(quán)、屬性、管理資料等問題，拆遷管理呈現(xiàn)出復(fù)雜性、多樣性、嚴(yán)峻性。大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中復(fù)雜區(qū)域的房屋拆遷，涉及拆遷費(fèi)用高、權(quán)屬單位眾多、協(xié)調(diào)工作難度大等問題，如何排除困難、減少干擾，做好工程建設(shè)的成本控制，保障工程的有序開展，是拆遷管理面臨的主要問題。

2.1 基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中拆遷管理的特點(diǎn)

(1)涉及范圍廣，影響單位多

在大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)活動中，所涉及的對象包括：個人及家庭住戶、村民集體、民營企業(yè)、國營企業(yè)、事業(yè)單位等，只要有土地、建筑物或土地附屬物等財(cái)產(chǎn)權(quán)益在基礎(chǔ)設(shè)施征地拆遷的范圍內(nèi)，就會受到影響，就是拆遷管理工作的對象。

(2)跨行政區(qū)域建設(shè)，交通狀況復(fù)雜

基礎(chǔ)設(shè)施中的橋梁項(xiàng)目，如長江及其支流上的大型橋梁，普遍跨度較大，河流兩岸多為不同的行政區(qū)域，比如不同的縣區(qū)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)，如圖1所示。基礎(chǔ)設(shè)施中的高速公路項(xiàng)目，更有長達(dá)上百公里，途徑多個縣市區(qū)甚至多個省份。自然環(huán)境多樣，交通狀況復(fù)雜，給拆遷管理帶來了較大難度。

圖1 武漢市11座長江大橋示意圖

(3)各方參與程度不一，交流不及時(shí)

建設(shè)單位主要工作為統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，并保證依法建設(shè)。對于拆遷管理工作，尤其是溝通和協(xié)調(diào)，則要依靠地方政府的主管部門。施工方則需要直接面對當(dāng)?shù)氐恼腿罕?，避免發(fā)生沖突和影響附近居民生活的行為。所以相關(guān)各方的及時(shí)交流、信息對稱，也是拆遷管理工作順利進(jìn)行的關(guān)鍵。

2.2 拆遷管理現(xiàn)狀

大多數(shù)拆遷公司目前管理拆遷業(yè)務(wù)還采用的一般傳統(tǒng)的管理模式，即主要以手工管理。這種管理模式不僅耗費(fèi)大量的人力物力，容易出錯，還管理效率低下，容易出現(xiàn)混亂，是一種很不理想的管理模式，嚴(yán)重阻礙了公司的發(fā)展。不過在有些一線的發(fā)達(dá)城市，由于住房面積小而人口多，傳統(tǒng)的拆遷管理模式應(yīng)付不了龐大的拆遷業(yè)務(wù)，因此也采用了房屋拆遷管理系統(tǒng)使用完全自動化管理房屋的拆遷，這不但大大提高了拆遷效率，還使管理也更加有序。

然而，在這方面還是有很多不成熟的地方，主要有以下幾方面的不足：

(1)管理自動化體系還不完善，還存在一些弊端；

(2)拆遷程序不規(guī)范，沒有形成一致的管理；

(3)管理機(jī)制缺乏創(chuàng)新，而且系統(tǒng)的管理模式單一；

(4)檔案更新不及時(shí)，檔案保存不完善。

2.3 拆遷管理業(yè)務(wù)分析

房屋拆遷管理系統(tǒng)可以由以下七項(xiàng)主要業(yè)務(wù)流程組成：

(1)用戶管理業(yè)務(wù)

用戶管理業(yè)務(wù)是對使用此系統(tǒng)的用戶的管理，涉及到使用該系統(tǒng)的管理權(quán)限問題。

(2)拆遷項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)

拆遷項(xiàng)目管理是普通用戶對拆遷項(xiàng)目的管理，包括對項(xiàng)目的登記、刪除、修改。

(3)拆遷審核登記管理業(yè)務(wù)

拆遷審核登記是拆遷部門獲得拆遷人的信息，主要包括戶主信息、房屋基本情況、地上附屬物等。

(4)安置管理業(yè)務(wù)

在拆遷公司拆遷房屋的同時(shí)，也需要對房屋的屋主進(jìn)行相應(yīng)的安置，這就是安置管理。

(5)協(xié)議管理業(yè)務(wù)

協(xié)議管理是雙方對協(xié)議進(jìn)行簽訂確認(rèn)。協(xié)議的主要內(nèi)容包括安置方式、安置明細(xì)等基本的安置信息。

(6)結(jié)算管理業(yè)務(wù)

被拆遷人申請領(lǐng)取補(bǔ)償資金后，普通用戶將補(bǔ)償金額以及領(lǐng)取時(shí)間等一些信息錄入系統(tǒng)。

(7)檔案管理業(yè)務(wù)

檔案管理包含檔案的保存、檔案的查詢、檔案的銷毀三個業(yè)務(wù)。歸入檔案保存的主要信息有被拆遷戶信息、安置信息、辦理時(shí)間、拆遷人等信息，以及還有簽訂的相關(guān)協(xié)議。

根據(jù)相關(guān)單位的實(shí)際需要，拆遷管理業(yè)務(wù)在此基礎(chǔ)上可進(jìn)行相應(yīng)的修改和增刪。

3 拆遷管理信息系統(tǒng)

BIM的涵義是建筑信息模型，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，包括模擬基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的拆遷地塊信息。這樣生成的信息模型就是一種對建筑及其周邊環(huán)境的智能和參數(shù)化的數(shù)字表示。開發(fā)基于BIM的房屋拆遷管理信息系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對房屋拆遷信息進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)等功能，從而更好地開展基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中復(fù)雜區(qū)域房屋拆遷管理工作。

3.1 系統(tǒng)目標(biāo)

基于BIM的房屋拆遷管理，就是應(yīng)用BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)房屋拆遷管理工作過程中的各種功能，滿足拆遷管理工作的各種需求。針對房屋拆遷的管理業(yè)務(wù)，充分利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢，建立三維可視化房屋拆遷管理系統(tǒng)，整合航拍影像、分部分項(xiàng)工程施工方案、房屋模型、房屋拆遷分布圖以及現(xiàn)場施工項(xiàng)目部提交報(bào)表等數(shù)據(jù)，輔助進(jìn)行房屋拆遷管理工作。

該系統(tǒng)的應(yīng)用核心在于在虛擬場景中對被拆遷范圍內(nèi)的建筑和地塊進(jìn)行模擬，并快速核實(shí)房屋拆遷面積和房屋屬性，對比分析各方提供的房屋拆遷量的差異，輔助業(yè)主對施工過程中房屋拆遷工作進(jìn)行管理，保障工程建設(shè)的有序開展，從而服務(wù)于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中房屋拆遷管理、賠償?shù)裙ぷ鳌?/p>

3.2 系統(tǒng)建設(shè)

(1)航拍影像獲取及處理

根據(jù)有關(guān)監(jiān)管主管部門的規(guī)定，辦理好無人機(jī)的登記和使用手續(xù)，按照預(yù)定的航線實(shí)施航拍。航拍所獲得的未加工的圖像數(shù)據(jù)需要經(jīng)過失真校正，減少或消除由傳感器設(shè)備引起的圖像數(shù)據(jù)誤差。運(yùn)用Photoshop、Matlab等專業(yè)的圖像數(shù)據(jù)處理軟件獲得數(shù)字地面環(huán)境模型、圖像拼接以及三維房屋模型。

(2)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)

進(jìn)行現(xiàn)場檢查和注冊信息查詢，將無人機(jī)獲取影像中的房屋高度、數(shù)量、占地面積等信息提取并輸入到數(shù)據(jù)庫中； 在施工圖設(shè)計(jì)階段，將勘察設(shè)計(jì)單位提供的房屋拆遷信息進(jìn)行分類整理并存入數(shù)據(jù)庫。在施工中，施工單位提供現(xiàn)場拆遷信息，并進(jìn)行分類整理后存入數(shù)據(jù)庫。

(3)系統(tǒng)建設(shè)的主要內(nèi)容

主要包含以下內(nèi)容：

①系統(tǒng)管理。包含對用戶登陸的權(quán)限管理； 實(shí)現(xiàn)施工單位定期填報(bào)數(shù)據(jù)的更新和維護(hù)； 記錄用戶的操作過程及報(bào)錯信息。

②三維可視化展示。對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)拆遷范圍內(nèi)的三維房屋模型、航空影像、數(shù)字高程模型等數(shù)據(jù)的展示。

③房屋信息查詢。對集體、個人、企事業(yè)單位等多權(quán)屬房屋信息屬性查詢。

④拆遷狀態(tài)展示。對房屋拆遷的狀態(tài)進(jìn)行展示和及時(shí)更新，并支持對房屋拆遷狀態(tài)的回溯。

⑤房屋信息統(tǒng)計(jì)。對多源房屋信息統(tǒng)計(jì)，并能根據(jù)拆遷費(fèi)用計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行房屋拆遷費(fèi)用統(tǒng)計(jì)。

⑥系統(tǒng)基本工具。包括在三維場景中常用的量測、分析工具。

3.3 系統(tǒng)架構(gòu)

基于BIM的拆遷管理信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)分為前端應(yīng)用層、核心業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層(如圖2所示)。其中前端應(yīng)用層面向用戶，核心業(yè)務(wù)層包含了主要的信息管理模塊，數(shù)據(jù)層是信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲方式和內(nèi)容。

圖2 拆遷管理信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

4 楊泗港長江大橋拆遷管理信息系統(tǒng)

4.1 工程概況

武漢楊泗港長江大橋工程，是國內(nèi)最大、世界第二大跨度的雙層懸索橋，是長江上首座雙層公路大橋。位置距下游鸚鵡洲大橋約3.2km，距上游白沙洲大橋約3.0km，總長度4 134m。線路走向從漢陽國博立交，沿漢新大道跨鸚鵡大道、濱江大道過江，武昌岸跨過八鋪街、武金堤至八坦立交。工程總投資約80.34億元，工期約54個月。

為了按計(jì)劃實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)管理目標(biāo)，業(yè)主方與華中科技大學(xué)工程管理研究所合作，采用項(xiàng)目總控模式，開發(fā)了楊泗港長江大橋數(shù)字化管理系統(tǒng)，其中包括基于BIM的拆遷管理信息系統(tǒng)，很好地應(yīng)用信息化工具解決大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中復(fù)雜區(qū)域拆遷管理的問題。

圖3 拆遷管理信息系統(tǒng)主界面

圖4 拆遷BIM模型

4.2 系統(tǒng)簡介

楊泗港長江大橋拆遷管理信息系統(tǒng)主界面如圖3所示。本系統(tǒng)的主要功能是在普通管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了BIM模型，用戶可查看楊泗港大橋整體項(xiàng)目的BIM模型，通過BIM模型中不同顏色的標(biāo)識，了解整體項(xiàng)目的拆遷、進(jìn)度信息，展示方式明顯優(yōu)于文字信息?；谠朴?jì)算技術(shù)，對構(gòu)建的數(shù)字化管理平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，分析用戶的行為，以提供一個智能化的橋梁建設(shè)區(qū)域拆遷管理平臺。

通過拆遷總覽，可以查看地塊拆遷情況的BIM模型，如圖4所示。

當(dāng)用戶查看BIM模型中的某一個地塊，該地塊顯示相應(yīng)的顏色表明目前處于哪一種拆遷狀況，綠色表示已拆遷，紅色表示正拆遷，同時(shí)會自動顯示該地塊的信息框，內(nèi)容包括地塊區(qū)域、負(fù)責(zé)人、完成情況、房屋數(shù)量、已拆遷房屋數(shù)量、未拆遷房屋數(shù)量等，如圖5所示。

圖5 拆遷信息概覽

4.3 拆遷管理

(1)地塊庫管理

地塊庫管理是在拆遷管理模塊中，用戶用以查詢、新增、編輯、刪改和查看拆遷地塊的詳細(xì)信息的功能選項(xiàng)。其包含的主要內(nèi)容有：地塊名稱、地塊編號、地塊面積、土地性質(zhì)、施工標(biāo)段、負(fù)責(zé)人等，如圖6所示。

在“詳細(xì)”中可以查看地塊的更多信息，如拆遷開始和完成日期，具體位置，關(guān)聯(lián)權(quán)屬單位，權(quán)屬面積等等，如圖7所示。

圖6 地塊庫管理

圖7 地塊庫—詳細(xì)信息

(2)權(quán)屬單位庫管理

權(quán)屬單位庫管理是在拆遷管理系統(tǒng)中，用戶用以查詢、新增、編輯、刪改和查看拆遷地塊的權(quán)屬單位的功能選項(xiàng)。其包含的主要內(nèi)容有：權(quán)屬單位名稱、權(quán)屬面積、土地性質(zhì)、施工標(biāo)段、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人等。如圖8所示。

圖8 權(quán)屬單位庫管理

(3)房屋基本信息

房屋基本信息是在拆遷管理系統(tǒng)中，用戶用來查詢、新增、編輯、刪改和查看拆遷房屋的基本信息的功能選項(xiàng)。其包含的主要內(nèi)容有：地塊名稱、權(quán)屬單位名稱、房屋類型、建筑面積、是否拆遷等。如圖9所示。

圖9 房屋基本信息

(4)地塊拆遷情況

地塊拆遷情況是在拆遷管理中，用戶用來查詢、新增、編輯、刪改和查看指定的拆遷地塊的進(jìn)度信息的功能選項(xiàng)。其包含的主要內(nèi)容有：拆遷進(jìn)展情況、實(shí)際拆遷開始日期、實(shí)際拆遷結(jié)束日期、移交日期、跟蹤日期等。如圖10所示。

圖10 地塊拆遷情況

在“詳細(xì)中”可以查看更詳細(xì)的拆遷進(jìn)展情況，施工情況和解決辦法等。如圖11所示。

圖13 拆遷工作進(jìn)展分析

圖11 地塊拆遷情況—詳細(xì)

(5)地塊拆遷統(tǒng)計(jì)

地塊拆遷統(tǒng)計(jì)是在拆遷管理模塊中，用戶用來查詢指定的拆遷地塊的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的功能選項(xiàng)。其包含的主要內(nèi)容有：拆遷完成百分比、房屋數(shù)量、已拆遷房屋數(shù)量、未拆遷房屋數(shù)量、權(quán)屬單位等。如圖12所示。

圖12 地塊拆遷統(tǒng)計(jì)

詳細(xì)進(jìn)展分析展示了不同產(chǎn)權(quán)、釘子戶等各類情況的拆遷完成程度的分析，如圖13所示。

5 結(jié)語

楊泗港大橋拆遷管理信息系統(tǒng)在BIM模型的基礎(chǔ)上，主要包括可視化拆遷展示及拆遷數(shù)據(jù)分析兩部分。目前能夠?qū)崿F(xiàn)以下幾方面的應(yīng)用：

(1)能夠在BIM模型上直觀、形象地展示出項(xiàng)目地塊未拆、已拆及釘子戶情況，通過模型可視化展示，能夠迅速的了解項(xiàng)目的拆遷情況；

(2)對于各地塊模型，均集成了該地塊拆遷所包含的基本信息，包括拆遷完成情況、房屋數(shù)量、釘子戶數(shù)量占比、施工情況、解決辦法等，有利于項(xiàng)目管理人員迅速了解各拆遷區(qū)域的工作詳細(xì)進(jìn)展情況；

(3)能夠?qū)?xiàng)目整體拆遷情況進(jìn)行全面、系統(tǒng)的分析，便于項(xiàng)目管理類人員了解拆遷工作的整體進(jìn)展情況，如釘子戶拆遷進(jìn)展圖、拆遷面積情況等。

本文通過對基于BIM的房屋拆遷管理分析，結(jié)合楊泗港長江大橋拆遷管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，研究了拆遷管理信息化的主要內(nèi)容和手段，解決了拆遷管理過程中信息冗雜、易缺易漏、展示形式單一的問題，對BIM技術(shù)應(yīng)用于大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，涉及復(fù)雜區(qū)域的拆遷管理工作具有參考價(jià)值。

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