陳宏偉，楊 琳，沈國(guó)華

（1.武漢交通職業(yè)學(xué)院，武漢 430065；2.武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，武漢 430073）

1 引言

隨著我國(guó)國(guó)際貿(mào)易的快速發(fā)展，水路交通物流貨運(yùn)量逐年攀升。我國(guó)提出的“一帶一路”倡議使沿線各國(guó)通過(guò)合作加強(qiáng)了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?；A(chǔ)設(shè)施聯(lián)通則是“一帶一路”建設(shè)的優(yōu)先領(lǐng)域，港口碼頭作為水路運(yùn)輸?shù)闹匾獦屑~，其建設(shè)規(guī)模和建設(shè)投資也隨之不斷擴(kuò)大和提高。目前我國(guó)港口已與世界200 多個(gè)國(guó)家、600多個(gè)主要港口建立航線聯(lián)系，海運(yùn)互聯(lián)互通指數(shù)保持全球第一。[1]

港口工程自身具有聯(lián)接水路運(yùn)輸和地面運(yùn)輸?shù)奶厥庑?，具有施工技術(shù)難度較為復(fù)雜，投資成本相對(duì)較高的特征。因此著眼于港口建設(shè)工程的造價(jià)控制，提高投資資金的有效利用率有助于促進(jìn)港口工程建設(shè)的發(fā)展，帶動(dòng)港口城市當(dāng)?shù)氐木蜆I(yè)，更好的完善港口周邊的配套設(shè)施服務(wù)品質(zhì)，助力水路交通運(yùn)輸?shù)膮f(xié)調(diào)發(fā)展，也為國(guó)家一帶一路政策的水上絲綢之路建設(shè)提供支撐作用。目前工程建設(shè)行業(yè)在重點(diǎn)項(xiàng)目中逐步在推廣使用信息化技術(shù)，本文擬從港口工程全過(guò)程造價(jià)控制研究入手，闡述和探討使用BIM 信息化手段提升港口工程全過(guò)程造價(jià)管理的若干方法，以提升港口工程精細(xì)化造價(jià)管理水平。

2 全壽命周期信息化技術(shù)手段

港口工程建設(shè)項(xiàng)目大多是政府或國(guó)有企事業(yè)單位作為投資主體。由于代理人制度的先天不足，加之在港口工程造價(jià)管理中過(guò)于注重投標(biāo)報(bào)價(jià)、工程結(jié)算和決算等事前和事后控制而缺乏體系化的事中造價(jià)管理，估算編制缺乏詳實(shí)可靠的數(shù)據(jù)支撐等原因，屢屢出現(xiàn)竣工決算超預(yù)算、預(yù)算超概算、概算超估算的“三超”現(xiàn)象。隨著精細(xì)化造價(jià)管理概念的提出，加上近年來(lái)BIM 技術(shù)的推廣應(yīng)用，這些問(wèn)題得到了一定程度的改善，給港口工程建設(shè)項(xiàng)目全壽命周期成本控制提供了新的思路。

2.1 精細(xì)化造價(jià)管理概念

工程建設(shè)領(lǐng)域造價(jià)管理工作提倡的“精細(xì)化造價(jià)管理”理念，即以“精、準(zhǔn)、細(xì)、嚴(yán)”為條件，將造價(jià)管理衍生細(xì)化至項(xiàng)目的各個(gè)階段，強(qiáng)化階段性的成本造價(jià)管理[2]。建設(shè)項(xiàng)目工程造價(jià)精細(xì)化管理活動(dòng)覆蓋建設(shè)工程的前期決策及實(shí)施的各個(gè)階段，包括施工圖設(shè)計(jì)、招投標(biāo)、合同實(shí)施和竣工驗(yàn)收交付等階段[3]。根據(jù)從項(xiàng)目立項(xiàng)到竣工驗(yàn)收各階段造價(jià)管理參與主體與工程造價(jià)的形成框圖（圖1），在建設(shè)工程全過(guò)程造價(jià)控制過(guò)程中，涉及到建設(shè)、投資、設(shè)計(jì)、施工、咨詢、監(jiān)理等多方主體，建設(shè)周期長(zhǎng)。工程造價(jià)的影響因素和不確定因素較多，其中需要重復(fù)調(diào)用和不斷修正更新的項(xiàng)目信息資料，可以采用信息化技術(shù)手段達(dá)到實(shí)時(shí)、完整、準(zhǔn)確的記錄、分析和調(diào)用，從而有助于降低項(xiàng)目各方的溝通成本，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控制建設(shè)項(xiàng)目工程造價(jià)的目的。

圖1 工程造價(jià)管理的內(nèi)容及造價(jià)的形成

2.2 BIM 技術(shù)

目前關(guān)于BIM（Building Information Modeling）的定義有很多，一般認(rèn)為美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)給出的定義更為準(zhǔn)確。BIM技術(shù)使用標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備可讀的信息模型為每個(gè)建筑部件和設(shè)備建模，該模型包含各種數(shù)字化信息：如獨(dú)立創(chuàng)建和收集的能夠在建筑的全生命周期使用的建筑部件及設(shè)備信息[4]，包括構(gòu)件的空間位置信息、材質(zhì)材料信息、物理力學(xué)性能、相關(guān)部位的關(guān)聯(lián)性、成品半成品預(yù)制構(gòu)件的供應(yīng)信息等。

根據(jù)BIM技術(shù)特征（表1），對(duì)接標(biāo)準(zhǔn)的BIM模型可以在最大程度上保證建設(shè)項(xiàng)目信息的完整性，建模中對(duì)不同的抽象層次上的產(chǎn)品信息進(jìn)行描述和組織，應(yīng)用時(shí)根據(jù)不同的需要提取所需的信息，生成相應(yīng)的應(yīng)用模型，且能靈活添加新的信息到模型中，保證信息的可重復(fù)調(diào)用和建模標(biāo)準(zhǔn)的一致性。BIM技術(shù)使工程管理各階段的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，在一定程度上打破了之前由于實(shí)施主體多樣化造成的各階段數(shù)據(jù)不連續(xù)，各環(huán)節(jié)之間協(xié)同共享存在障礙，導(dǎo)致得工程信息不對(duì)稱、管理要求與市場(chǎng)脫節(jié)、精細(xì)化管理瓶頸、數(shù)據(jù)維護(hù)滯后等弊端，在建設(shè)項(xiàng)目精細(xì)化管理中的應(yīng)用值得推廣。

表1 BIM 技術(shù)特征

2.3 港口工程BIM 模型構(gòu)建

目前利用Revit、Bentley Power Civil等BIM建模軟件已基本能實(shí)現(xiàn)港口工程的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)，表現(xiàn)成果為三維線框模型，包含點(diǎn)、線、面及基本屬性信息。要想形成可供全生命周期信息流轉(zhuǎn)的有效信息則需建立一套包含幾何模型轉(zhuǎn)換與對(duì)應(yīng)構(gòu)件信息相匹配的建模體系（圖2），在此基礎(chǔ)上建立的BIM 模型可以方便的在應(yīng)用和項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程中添加材質(zhì)、施工、管理等附加信息。

圖2 港口工程BIM 模型構(gòu)建體系框圖

3 基于BIM 信息技術(shù)的港口工程精細(xì)化造價(jià)控制

3.1 設(shè)計(jì)階段造價(jià)控制

目前我國(guó)港口工程項(xiàng)目的建設(shè)要求更加專業(yè)，施工范圍趨向綜合化、大型化發(fā)展，作業(yè)深度也日趨深水化，岸線利用率越來(lái)越高，港口建設(shè)面臨不得不轉(zhuǎn)入自然條件更加復(fù)雜多變的水域范圍，所以在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，需要認(rèn)真細(xì)致評(píng)估港口工程施工環(huán)境、水上作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、不確定性影響因素，同時(shí)物理自然條件、地貌、地質(zhì)基礎(chǔ)對(duì)港口工程造價(jià)影響頗大，它決定了港口碼頭的結(jié)構(gòu)形式和位置，應(yīng)針對(duì)性做出科學(xué)合理的港口工程設(shè)計(jì)。

港口工程設(shè)計(jì)階段的主要內(nèi)容包含初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段。此階段控制工程造價(jià)的主要手段有：優(yōu)選比較設(shè)計(jì)方案、推廣限額設(shè)計(jì)、強(qiáng)化設(shè)計(jì)概算和施工圖預(yù)算的管理、審批等。

BIM 作為數(shù)字形式的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，具有可視性及參數(shù)化的特征，可采用以港口工程對(duì)象為基礎(chǔ)的建筑模型，在建筑模型中包含豐富的對(duì)象屬性數(shù)據(jù)，能實(shí)現(xiàn)三維立體空間的工程設(shè)計(jì)內(nèi)容表現(xiàn)。在項(xiàng)目動(dòng)工前，作為業(yè)主的建設(shè)單位即可了解港口工程的整體虛擬形態(tài)，這樣也有助于建設(shè)單位向設(shè)計(jì)單位溝通項(xiàng)目的建設(shè)意圖，同時(shí)也使得招投標(biāo)階段造價(jià)控制工作重心前移成為可能。將BIM 模型應(yīng)用于優(yōu)選比較設(shè)計(jì)方案，可以更好的多方案比選設(shè)計(jì)方案，同時(shí)將各個(gè)設(shè)計(jì)方案用3D 空間設(shè)計(jì)的方式，采用建筑漫游的形式可以直觀的感受、分析、比較各方案的優(yōu)劣，通過(guò)BIM 模型及時(shí)檢查并發(fā)現(xiàn)沖突和不合理的構(gòu)件，不同單位和專業(yè)設(shè)計(jì)人員可及時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)協(xié)調(diào)、溝通、確認(rèn)，以參數(shù)驅(qū)動(dòng)的方式修改項(xiàng)目數(shù)字化模型，從而在很大程度上規(guī)避后期的設(shè)計(jì)變更風(fēng)險(xiǎn)。項(xiàng)目動(dòng)工前，BIM 信息模型能使多方實(shí)現(xiàn)信息對(duì)稱，為估計(jì)和預(yù)測(cè)后期的施工實(shí)施狀態(tài)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)精細(xì)化工程造價(jià)管理的重要基石。經(jīng)過(guò)BIM 建模的港口工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案確定后，其設(shè)計(jì)概算更趨于精細(xì)化，可以較好地保證項(xiàng)目建設(shè)成本受控于投資估算。當(dāng)然，對(duì)施工圖預(yù)算金額的控制則需要依據(jù)施工圖紙及有關(guān)合同文件、工程規(guī)范等深入細(xì)化確定，利用標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)接口建立的BIM 模型可以較為方便的輸出對(duì)應(yīng)的工程量，可以快速確定預(yù)算價(jià)格。

3.2 招投標(biāo)階段造價(jià)控制

此階段是投標(biāo)單位結(jié)合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力綜合投標(biāo)的過(guò)程。建設(shè)單位宜自己或委托相關(guān)造價(jià)專業(yè)機(jī)構(gòu)先編制標(biāo)底，設(shè)置適宜的投標(biāo)控制價(jià)。投標(biāo)控制價(jià)主要取決于清單工程量、材料價(jià)格、施工方案等。

針對(duì)清單工程量，BIM 信息模型技術(shù)有天然的優(yōu)勢(shì)。建設(shè)單位可直接依據(jù)設(shè)計(jì)單位的BIM 建筑信息模型調(diào)出實(shí)物工程量信息（建議在此前支持虛擬建造/ 沖突檢測(cè)等，有效規(guī)避設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、施工方案選擇、工程量錯(cuò)項(xiàng)和漏項(xiàng)）并列出實(shí)物工程量清單，作為招標(biāo)文件的組成部分。建設(shè)單位在發(fā)售招標(biāo)文件之時(shí)，將BIM 模型（含實(shí)物工程量清單）一并提供給投標(biāo)單位。投標(biāo)單位更易于在此基礎(chǔ)上進(jìn)行投標(biāo)報(bào)價(jià)。建設(shè)單位可依設(shè)計(jì)單位確認(rèn)的BIM 建筑信息模型導(dǎo)出實(shí)物工程量信息，依照導(dǎo)出的實(shí)物工程量清單，計(jì)算錯(cuò)誤與漏項(xiàng)等狀況可被有效規(guī)避，從而有助于招標(biāo)工作順利展開(kāi)。

BIM 作為數(shù)字形式的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，在建筑模型中包含豐富的對(duì)象屬性數(shù)據(jù)，每一條實(shí)物工程量清單的信息都與相應(yīng)的BIM 模型的建筑構(gòu)件、空間位置等一一對(duì)應(yīng)。因此投標(biāo)單位共享了BIM 建筑信息模型的數(shù)據(jù)，可以依據(jù)該模型迅速確定和核實(shí)招標(biāo)文件內(nèi)工程量清單的精準(zhǔn)性、選擇適宜的施工規(guī)劃大綱。在后續(xù)的評(píng)標(biāo)過(guò)程中，商務(wù)組評(píng)標(biāo)專家不僅可以比較投標(biāo)總價(jià)，還可以更進(jìn)一步的比較各投標(biāo)方的分部工程的投標(biāo)價(jià)和差異，做出更加深入的方案比選。技術(shù)組專家可結(jié)合BIM 建筑信息模型的虛擬建造評(píng)估各投標(biāo)單位的施工方案。從而更有助于招標(biāo)單位和投標(biāo)單位關(guān)于競(jìng)標(biāo)項(xiàng)目的信息對(duì)稱，減少項(xiàng)目征詢、答疑、解釋等工作量，有效控制招投標(biāo)工作的進(jìn)度。

3.3 合同實(shí)施階段造價(jià)控制

港口工程具有一般水運(yùn)建設(shè)工程的建設(shè)周期長(zhǎng)、規(guī)模大、投資額度高、水中施工作業(yè)難度大等特征。其中施工階段是投入資金最多的階段，約占投資的70%左右，同時(shí)該階段也是各種狀況發(fā)生最多的階段，這是由于兩點(diǎn)原因決定的：其一，港口建設(shè)區(qū)多選址在瀕?；蚪涌谔?，自然環(huán)境較普通房屋建筑周邊環(huán)境更為復(fù)雜多變，需要考慮港口地區(qū)土質(zhì)、海陸交界處因氣候而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力變化、海水侵襲等諸多因素；其二，港口建設(shè)工程包含室內(nèi)外作業(yè)，施工工種繁多，船舶機(jī)械復(fù)雜，需要兼顧海運(yùn)河運(yùn)的需求，進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)和整體規(guī)劃。

合同實(shí)施階段即施工階段的BIM 建筑信息模型的造價(jià)控制手段主要有：圍繞建筑模型提供智能化功能、建筑模型用于建筑設(shè)備的管理、維護(hù)并更新BIM 模型、數(shù)據(jù)信息化管理提供工程計(jì)量、工程變更、索賠管理、工程月進(jìn)度款支付等費(fèi)用管理、支持虛擬建造、沖突檢測(cè)等信息化技術(shù)手段。針對(duì)工程變更管理，BIM 建筑信息模型可以按照實(shí)際工程進(jìn)度，考慮已經(jīng)發(fā)生的設(shè)計(jì)變更、施工變更，調(diào)整變更后的實(shí)際數(shù)據(jù)，及時(shí)更新BIM建筑信息模型的數(shù)據(jù)庫(kù)，并實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目多方數(shù)據(jù)共享，省卻大量的變更管理的協(xié)調(diào)、確認(rèn)、簽收、檔案整理等工作，從而大幅降低管理成本。針對(duì)工程月進(jìn)度款支付等工作，可選取已經(jīng)完成的施工面或者某一時(shí)間節(jié)點(diǎn)的工程量信息編寫工程量匯總表，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)BIM 建筑信息模型的數(shù)據(jù)共享，可提升月結(jié)算支付的工作效率，減輕施工方的現(xiàn)金流壓力，從而更好地保證施工進(jìn)度和質(zhì)量，各方工程師也可以及時(shí)全面的掌握項(xiàng)目的工程進(jìn)度。

3.4 竣工驗(yàn)收階段造價(jià)控制

工程造價(jià)管理進(jìn)入竣工收尾階段，其主要工作是確定建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際造價(jià)，即確定項(xiàng)目的結(jié)算和決算價(jià)格，編寫竣工決算文件、按時(shí)移交項(xiàng)目，港口項(xiàng)目因含有設(shè)備的運(yùn)營(yíng)，還需要加入試運(yùn)行等工作。

在最后的工程竣工驗(yàn)收階段，就項(xiàng)目的工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)利益等問(wèn)題，建設(shè)單位和施工單位極有可能會(huì)集中多種矛盾和沖突，增加了項(xiàng)目工程總造價(jià)的不可控性，因此需要從以下兩個(gè)方面著手。

其一，加強(qiáng)合同的動(dòng)態(tài)管理。合同是甲乙雙方約定權(quán)利和義務(wù)的重要依據(jù)，據(jù)合同處理糾紛可極大的降低建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、施工方、咨詢方糾紛發(fā)生的概率，因此需要委派專人以專業(yè)的態(tài)度開(kāi)展合同文件的管理工作，并建立連續(xù)的全生命周期的技術(shù)檔案，動(dòng)態(tài)分析合同執(zhí)行情況，采用主動(dòng)控制的方式對(duì)合同的執(zhí)行情況進(jìn)行跟蹤管理。BIM 建筑信息模型可采用3D 和視角鳥(niǎo)瞰的方式，檢查和核算工程量。較之前的2D 圖紙不斷的進(jìn)行紙質(zhì)圖紙的變更、蓋章，簽字這樣繁瑣的手續(xù)節(jié)約了時(shí)間。并可以從空間、時(shí)間、施工方案等角度出發(fā)，動(dòng)態(tài)掌握合同的執(zhí)行情況。而在傳統(tǒng)模式下，工程量的核算工作，建設(shè)單位和施工承包單位的造價(jià)工程師需要依據(jù)各自的工程量計(jì)算書逐條進(jìn)行比對(duì)、核算，無(wú)疑需要占用更多的資源，消耗更長(zhǎng)的時(shí)間。

其二，注重動(dòng)態(tài)成本控制，竣工結(jié)算時(shí)基于一致的BIM 建筑模型共享數(shù)據(jù)。BIM 模型中包含豐富的對(duì)象屬性數(shù)據(jù)，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的BIM 模型所具有的參數(shù)化特質(zhì)，讓每個(gè)構(gòu)件在具有幾何屬性的同時(shí)，還具有物理屬性，比如“空間關(guān)系、工程量數(shù)據(jù)、地理信息、成本信息、材料詳細(xì)清單信息、建筑元素信息、項(xiàng)目進(jìn)度信息、成品半成品供應(yīng)商信息”等。隨著項(xiàng)目建設(shè)不斷推進(jìn)，標(biāo)準(zhǔn)化的BIM 模型不斷完善，設(shè)計(jì)變更與現(xiàn)場(chǎng)簽證等信息的持續(xù)更新、錄入，至竣工交付時(shí)，其信息量已然補(bǔ)充完整，能準(zhǔn)確的展現(xiàn)實(shí)際竣工工程的所有信息。再基于此，逐一的進(jìn)行核對(duì)工程量，針對(duì)出入偏差較大的部分，可使用" 搜索構(gòu)件信息" 的工程量的方式，直觀進(jìn)行比對(duì)，快速便捷，提升了工程結(jié)算的效率與正確率。

4 結(jié)束語(yǔ)

BIM 技術(shù)是科技進(jìn)步的產(chǎn)物，同時(shí)它又反過(guò)來(lái)推動(dòng)著建設(shè)行業(yè)的科技進(jìn)步和發(fā)展。港口工程設(shè)計(jì)、施工具有自身的特點(diǎn)和難度，控制港口工程造價(jià)，需要結(jié)合BIM 建筑信息模型的技術(shù)特征，分別從設(shè)計(jì)階段、招標(biāo)階段、合同實(shí)施階段及竣工驗(yàn)收階段等全過(guò)程進(jìn)行精細(xì)化造價(jià)管理，迅速提升企業(yè)的管理水平和技術(shù)水平，將工程造價(jià)控制在合理水平，以實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)配置組合，提高工程質(zhì)量和效率，增強(qiáng)港口建設(shè)企業(yè)在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力。