中设数字技术股份有限公司
一、基本情况
(一)案例简介
该案例是北京城市副中心以工程建设项目报建审批业务改革作为突破口,通过应用三维电子报建平台,实现在线报建和自动审批工作模式的实践。该平台在“多规合一”的基础上,开发了规划审查、工程项目审批、施工图审查、竣工验收备案、不动产登记等功能,对接北京城市副中心现有信息化系统,促进工程建设项目规划、设计、建设、管理、运营全周期一体联动,探索构建了全域全空间、全链条、全生命期的“规建管一体化”体系。
(二)申报单位简介
该平台由中设数字技术股份有限公司承担研发,该公司于2018年由中国建筑设计研究院有限公司、紫光集团有限公司、北京中设汉禾数字技术发展中心共同投资成立,依托中国建筑设计研究院有限公司CBIM技术优势和研发成果,借助紫光集团“从芯到云”的战略布局优势,共同组建以技术实践和滚动研发为核心,横跨工程建设行业、信息行业两大产业的创新型企业。
二、案例应用场景和技术产品特点
(一)案例技术方案要点
平台总体架构设计分为辅助设计软件功能(本地端)和智能审查系统功能(如图1所示),辅助设计软件的用户是建筑规划审批的申请单位,如设计单位、建设单位等;智能审查系统的用户是审查审批管理方。辅助设计软件和智能审查系统实现数据连通和对接,同时考虑标准引领工作和与其他系统的融合、对接。
图1平台总体架构
第一,软件系统的工作基础是标准体系。标准体系定义了BIM报建交付标准、数据标准、技术审查规范及建筑功能分类编码标准等(如图2所示)。标准是软件系统的基础规范,保证软件系统的正确性,决定软件系统过程和结果的完整性和一致性。
图2规划报建标准
第二,总体系统包含建筑工程辅助设计软件工具。基于主流BIM设计软件Revit研发BIM规划报建辅助设计软件,拥有4大功能模块,实现12项功能(如表1所示)。
规划报建辅助设计软件功能表 表1
功能模块 | 详细功能 | 功能描述 |
基础设置 | 文件名配置 | 一般情况自动从文件名称中提取建筑编号 支持特殊情况灵活配置,批量提取建筑编号 |
整体信息 | 地块、建筑的基本信息(编号、用地性质等) | |
总平数据 规整 |
总平属性赋值 | 针对总平构件赋值、规整,便于指标计算和审查 |
建筑单体 数据规整 |
标高映射 | 将设计模型中的标高与标准标高匹配(室外地坪、屋顶等)便于进行相关审查和自动计算。 |
标准层设置 | 设置标准层范围,数据规整完成一层,自动计算相关所有层 | |
面积视图 | 辅助生成面积视图,进行面积绘制 | |
单体属性赋值 | 针对面积轮廓完成属性赋值,便于指标自动计算 | |
质检与导出 | 格式质检 | 自动检查模型数据是否符合数据标准和审查要求 |
指标表单 | 三个标准表单自动计算及导出 | |
轻量化导出 | 一键导出轻量化模型 |
第三,通过智能审查系统进行审查。参考北京市相关规划管理规范进行指标梳理,形成6大模块,35个审查对象,21个指标,并根据审查规则实现的技术可行性,分为自动、人工审查两类,最大程度实现人机交互审查(如图3所示)。
图3 智能化审查平台
(二)适用范围及条件
本平台不仅适用于政府管理部门的建设规划审查审批过程,也适用于设计院审图专家的校审过程和设计过程中的自查自校。二三维兼容的审查平台,可以提升校审效率和设计质量:二维设计场景中,支持在线批注校审和留档;BIM设计场景中,支持BIM模型智能审查、自动比对和批注,包括规划指标审查、消防审查等专题。
(三)主要特点及指标
平台立足于工程建设项目成果交付,现阶段主要提供了针对设计成果自审、外审的相关功能,可供设计单位、建设单位与政府主管部门使用,是衔接前端设计至后续审查的统一平台。该平台具有以下主要特点:
一是采用国产自主数据格式,数据格式在IFC基础上自主定义,具有开放的特点,增加了平台数据兼容性(如图4所示);二是采用自主图形引擎,通过图形渲染与轻量化引擎的自主研发,为平台提供了有力支持;三是采用自主规则引擎,基于不同规范与地域要求的规则库,实现了建立在自主研发基础上的“云端驱动,灵活可配”;四是开发了智能审查业务模块,实现了BIM模型的自动审查,节省了审查时间,提升了审查质量;五是兼容二维和三维,二三维图纸均可查看,并为之提供了方便的批注工具,支持多种二三维格式。
图4 平台数据格式
(四)技术比较及应用情况
与同类的施工图审查平台相比,平台应用范围更加广泛,不仅可应用于政府主管部门,还可应用于设计企业和报审单位,提供审查审批全流程支持。
本平台作为标准化产品,应用于北京城市副中心、南京的BIM报建项目。其中,南京市BIM/CIM试点项目自系统上线以来,已经在主城四区、南部新城、江北新区核心区、紫东核心区以及9个新城新区试点启用,目前已累计完成16个工程项目报建手续,涵盖商业、产业园区、住宅、社区中心等多种建筑形式,规划许可总建筑面积累计近200万平方米;平台在北京城市副中心某工程、潞城全民健身中心(A4)_174地块、东方厂、周转房、复地五个项目开展了应用,规划许可总建筑面积累积超过276万平方米。南京市的系统上线后,从报建到发证,最快只需3个工作日就可全部完成,缩短了整个报建流程,提高了政府效能。用于北京城市副中心的系统,目前已完成试点项目的验证,预计在全面应用后,可达到与南京市相关系统相同的效率。基于试点项目总结形成的“特大城市CIM平台关键技术及示范应用”成果荣获“2021年国家地理信息科技进步一等奖”。
三、案例实施情况
(一)工程项目基本信息
北京城市副中心行政办公区某工程用地面积0.90公顷,总建筑面积约3.8万平米,主要功能包含综合办公、展示、接待、监控中心、食堂、会议等。本项目于2017年4月完成图纸设计,于2017年12月交付使用至今。
(二)应用过程
为推进副中心“规建管一体化”体系构建,北京城市副中心在“多规合一”的基础上,基于报建审查数据与交付标准,联合设计单位、建设单位协同开展工程建设项目三维电子报建工作:
1.设计环节
1)BIM协同设计。
建设单位依据北京城市副中心主管部门提出的规划设计条件、BIM规划报建应用要求及相关标准规范,组织设计单位开展BIM设计。设计单位借助“多客户端的BIM报建辅助设计软件(支持Revit、ArchiCAD多客户端)”,进行模型指标数据规整、模型自检并导出生成自主格式审查模型,保证设计端数据满足基本报建要求,提升报建通过率。
图5 BIM协同设计与轻量化审查模型
2)规划审查自校与送审
建设单位准备项目材料,包括BIM设计模型、轻量化审查模型、必要的来函公文及相关的附件,通过互联网登录北京市工程建设项目“互联网+多规合一”协同平台,提交多规合一申请。通过模型材料一致性验证后,进行立案。一致性验证保证BIM模型和轻量化模型的版本一致性,确保提交材料的合法性。
选择“BIM轻量化报审文件地址”和“原生文件夹地址”,进行一致性验证校审。验证通过后,导出表单,包含“建筑单体指标表单”和“总平面指标表单”,与提交的纸质材料进行比对。
图6 BIM规划审查送审
2.审查审批环节
通州区规划管理部门经办人员登录“北京城市副中心BIM规划报建云端智能化审查审批系统”,选择某工程项目及相关挂载的送审材料。
1)BIM规划审查审批
选择“一键审查”,对BIM模型进行用地强度指标、公共配套设施指标、地下空间及地坪标高、退让检测、停车配建指标、建筑单体尺寸审查等自动审查模块进行自动审查。自动审查直接生成结果后,可进入上述每个页面进行结果查看,同时可以点击数据进行对应位置模型的查看,确认审查结果无误。对中小学、场地等半自动和人工审查项,须对照审查要求同时模型查看、浏览、漫游、剖切、测量等进行人工核查,记录意见形成报告(如图7所示)。
完成全部审查后,经办人点击“审查报告”生成PDF报告。
图7北京城市副中心BIM规划审查审批
2)BIM施工图审查审批
对BIM模型先运行一键审查,得到对自动审查项的审查结果。施工图审查模块包含:建筑消防(防火分区、房间、疏散楼梯、场地等)、火灾自动报警系统审查、消防给水审查、消火栓审查、防烟系统审查、排烟系统审查等消防类审查;办公建筑审查、老年人照料设施审查、住宅建筑审查、中小学审查等建筑类型审查和装配式审查等专项审查。
每个模块中自动审查可以得到机审的结果建议,标红数据提示规范依据,点击数据可查看模型具体位置的设计情况,进行人为复核,可以针对自动审查的结果做出人为复核的判断。每个模块中的人工审查项可做出专题的审查要点提示,查看模型图纸后记录审查意见(如图8所示)。完成全部审查后,经办人点击“审查报告”生成PDF报告。
图8北京城市副中心BIM施工图审查审批
3. 数据入库环节
通州区规划管理部门按照建筑工程规划报批信息模型电子数据成果入库流程和要求,开展某建筑工程设计方案和建筑工程规划许可报建方案、施工图审查的二维电子数据和BIM报批数据进行入库管理工作。
四、应用成效
(一)解决的问题
1.解决了运用BIM系统实现工程建设项目电子化报建的问题。传统审查审批模式采用纸质介质,其缺点显而易见,例如采用物理传输,依托邮寄、人工送达等手段,传输过程漫长;物理存放,检索不便,日后调取费时费力;在审批过程中,一旦出现信息变更,需要补充材料的,需要经历完整的送达、归档、变更流程,耗时巨大;只能将图纸作为审批介质,无法承载BIM模型,且不能进行智能审批;对审批人员专业能力要求高,耗费大量宝贵的专业技术人员人力资源。运用BIM系统实现工程报建后,采用电子介质传输,传输速率高,检索调用过程简单,信息变更归档程序简单速度快;面对越来越多的BIM报建,电子介质可对模型进行直接传输和应用智能审批;降低了对审批人员的专业技能要求,节约了宝贵的人力资源。
2.实现BIM报建系统与项目审批办事服务平台衔接。打通了BIM报建系统与项目审批办事服务平台的数据,实现了平台间的纵向数据传递和横向数据共享,避免了以往因为数据格式不统一造成的数据信息丢失,数据不真实,不可靠的问题,实现了数据资产的真实、完整、可靠。
3.统一标准,健全制度,加强数据安全信息管理。传统模式下,审查审批过程中大量数据都已经在电子-纸质-电子的介质转换中灭失。平台结合副中心制度建设情况,围绕工程建设项目全生命周期业务办理要求与工作需要,实现系统数据良好管控,做好数据信息安全保密工作。坚持依法行政,保障新一代“规建管”平台的顺利运行。
(二)项目成效
一是审查智能高效,提升电子报建审查效率。审查系统涵盖建设工程审查核心要素205项,通过BIM轻量化审查模型,实现了对方案审查、模型完整性、模型图纸一致性等关键工作和既有规范进行自动的、定量化的校审,提升审查效率缩短审批周期。系统试运行阶段,从报建到发证,最快只需3个工作日就可全部完成。
二是标准格式统一。在统一数据标准、交付标准和格式的基础上,围绕规建管一体化,落实BIM模型从规划报建向施工图审查、竣工验收、运维的全流程管理,实现部门之间、系统之间BIM模型数据无缝无损流转和共享。促进信息流转沉淀数据资产。数字化交付模式为BIM进一步向智能运营等领域的业务延伸打下基础,推进工程项目数字资产沉淀。
三是安全自主可控。采用国际通用BIM数据标准(IFC)+自主格式,满足自主可控和与国际标准接轨的双重需求。该数据格式实现数据模型自主可控的同时,也为未来国产设计端预留接口,同时,基于自主BIM图形引擎,实施云端审查,便利用户安全易用。
执笔人:
中设数字技术股份有限公司(于洁、石磊、魏辰、韩智华、李志文)
审核专家:
魏来(中国建筑标准设计研究院,副总建筑师)
陈顺清(奥格科技股份有限公司,董事长、教授级高工)