图纸审核利用bim模型的优点（破译BIM信息密码钢管拱式桥构件信息分类编码技术研究）

信息分类与编码是各类信息系统中，实现信息表达、交换、管理和集成的基础，是信息系统相互沟通的桥梁和纽带。随着企业对信息化建设及管理的日益重视，许多制造企业都开展了信息分类编码工作。但对于大多数建筑企业而言，都是在建设项目完成后进行建设过程中相关信息采集、收集和整理，在这个过程中难免会出现信息采集困难、信息采集资料不完整等问题。另外，为满足系统功能需求而设计的相互孤立的信息分类编码标准，是产生信息孤岛的原因之一。如果能基于同一数据源和统一的信息分类编码标准，建立全面、准确和实时的钢管拱式桥构件信息编码数据库，将为各种钢管拱式桥梁管理信息系统的推广和应用奠定一定的基础。

桥梁信息化侧重于建立桥梁工程三维模型及可视化的信息管理平台。统一的信息分类编码标准是实现桥梁信息化的基础。经过对国内外工程建设行业分类与编码体系的了解，还没有适用于我国桥梁行业的分类与编码体系。为了保证BIM技术在桥梁工程建设项目全生命周期中的应用和管理，需要在国际标准的框架下，结合我国桥梁工程的特点与全生命周期的应用需求，建立具有科学性、可扩展性和实用性的桥梁工程分类与编码标准体系。

本文以EBS为信息分类编码依据，提出一种适合于拱式桥梁构件信息分类编码规则，并成功应用于团结特大桥建设项目的构件信息分类编码工作，建立了全面准确的设备信息编码数据库。

利于桥梁全过程管理的EBS编码

工程系统分解结构（EBS）是大型工程项目管理的基础。桥梁工程，尤其是特大型桥梁工程是一个复杂的系统工程，大型复杂工程项目管理的第一步不应直接进行工作结构分解（WBS），而是应通过分析工程系统的结构及其特征，在工程系统分解的基础上进行工作结构分解，继而将工作结构分解成果作为项目计划、控制和运行的基础。EBS分解通常采用结构化分解方法，任何项目系统都有它的结构，都可以进行结构分解，分解的结果通常为树形结构图。工程系统结构分解的总体思路是：以工程目标体系为主导，以工程技术系统范围和项目的环境系统为依据，由上而下、由粗到细、由整体到局部地进行。

一般工程系统分解结构模型

EBS不同于WBS，在PMBOK中，WBS被定义为一种面向可交付成果的项目元素分组，以可交付成果为导向的工作层级分解，其分解对象的项目团队为实现项目目标、提交所需可交付成果而实施的工作。WBS在工程中的应用有如下不足之处：WBS分解只需针对工程的建设过程，虽然分解过程中也会考虑工程系统的结构（硬件、软件、服务和资料），但其重点和结果是工程活动；WBS作为项目管理的工具，适用于工程项目（主要为工程的建设过程）的组织、计划和控制，并不适用于工程的运行维护和健康管理；在一个工程领域，甚至对一个具体的工程项目，WBS没有统一的规则，也无法标准化。分解结果因管理者的具体情况、工程实施组织方式（承发包方式和管理模式）的不同而异。如对同一个工程，项目管理单位的WBS与工程承包单位（或施工单位）的WBS不同。然而，EBS是一个渐进的过程，它随着项目设计、规划、详细设计和计划工作的进展而逐渐细化，不同于WBS主要适用于实施阶段。EBS不仅适用于建设过程，而且可以延伸到运行维护过程，可以作为功能优化、工程分标、进一步设计和计划、运营维护管理的依据，适用于工程全生命周期各阶段。

EBS除了工程扩建、更新改造，在工程全生命期中是不变的，所以对一个领域的工程的全生命周期管理各方面有很大影响，如信息管理、成本管理、标准化等。EBS是一个动态发展的过程。EBS从项目构思开始就产生了，它在整个工程全生命周期的各个阶段的形态是呈动态变化的，而正是EBS的这种动态变化性，使它在项目的全生命周期中发挥着作用。作为大型工程项目管理的基础性工作，EBS旨在根据工程系统组成的一般规律，提出工程系统的标准化分解，工程系统分解结构合理与否，在很大程度上决定了整个项目管理工作的绩效水平。因此，如何对工程系统进行有效的分解，并以此为依据建立编码体系，并将其有效地应用到项目管理工作中，是值得研究和思考的问题。

钢管拱式桥中的EBS编码体系

复杂严谨的编码规则

编码规则是实现信息系统的关键技术，也是一个复杂严谨的过程。所谓编码就是将事物或概念（编码对象）赋予具有一定规律、易于计算机和人识别处理的符号，由一个或者一组有序的代码来表示这些符号。编码应该反映数据的分类，体现顺序性、层次性和科学性。同时，编码是一项非常专业和困难的工作，如果编码不当，不但影响整个数字化系统的开发进度，更会影响系统的运行效率，甚至因无法运行而返工。特别是桥梁工程规模大、外部控制条件多，涉及的工程实体也就繁杂多变。例如桥梁桥墩就包含桩基、承台、承台系梁、墩柱、柱间系梁、盖梁及挡板等分项工程，面对如此庞大的实体，需要参照一定的编码规则。下面介绍一些编码的基本规则：

1.构件编码体系要包括一个构件拥有一个唯一性编码，用于唯一识别某一具体构件。

2.构件编码应具有层次清晰、易用、科学和可拓展性等特征，对庞大复杂的工程体系进行分解，必须要层次清晰，再结合相应的原则才能达到便于使用的要求。另外，在整个桥梁信息化模型中，桥梁全生命周期的管理信息化主要依靠EBS编码体系，需要有一定的拓展性和科学性，才能满足桥梁工程建设的工作需要。

3.构件编码的位数要尽可能的简短但也要够用，编码段的含义要尽可能易于理解和操作，方便使用。

4.编码应满足桥梁工程建设信息化管理需求，即编码应具有稳定性、可追溯性、可兼容性。EBS编码的最终目的是为了满足桥梁工程从设计、施工、后期的运营维护全生命周期的信息化管理工作，万变不离其宗，不管对EBS编码如何分解细化，始终围绕这一目的。

5.需要符合桥梁设计的传统思维习惯。这套分解编码要想尽快地运用于实际钢管拱式桥梁工程建设项目中，则应顺应既有的钢管拱式桥设计、施工的传统思维习惯，易于分解、整理、核实、实施，只有这样才能尽快发挥编码本身的信息化作用。

6.编码的格式包括数字、字母、数字与字母组合编码三种格式，项目管理者可根据需要，对桥梁任意构件按要求选用一种格式或几种格式进行自由组合。

EBS编码示意

依层级分类的编码方法

EBS编码一般按照系统结构分解图，根据分项的复杂程度，编码的层次也不同，即EBS编码根据不一样层级的分类为根本，把需要编码的个体定制成为持续而且依次增加的类别。较高层级上的每一个组合类都包含并且只能包含它下面的较低层级的全部组合类。每个层面的编码均可使用相应的字母、数字或两者的组合依次进行设置。层与层之间采用1：n的线性结构，即一个上位类可以对应多个下位类，每个下位类仅对应一个上位类。依据ISO提出的工程项目信息分类体系，EBS编码体系设定的原则是：设施层（功能面） 空间层 分布层 专业系统层（子系统）。例如某建设工程系统编码为01，则下层系统的各功能面是在工程系统的编码后加标志码，即0101、0102、0103、0104等，功能面0101的分解单元则分别可用010101、010102、010103等来表示。从一个编码中可“读”出它所代表的全部信息，例如010303代表该工程建设系统01的第三个工作面下的第3个专业子系统。

相对于系统结构编码体系，管理职能的编码体系，如质量编码、费用编码、风险编码等，均可在EBS编码的基础上通过扩展而得，通常在EBS编码的段首或者段尾增加代码，如质量编码可以是“Q EBS编码”或者“EBS编码 Q”。

编码体系贯穿项目全生命周期

EBS编码体系是项目全生命周期的一条“链子”，将全生命周期的规划、设计、施工和运维各个阶段串联在一起，形成集成化的项目管理系统。在项目全生命周期中单独的一个构件可能存在着海量的信息，这个构件是依靠着自身的唯一识别码，通过这个独立唯一的识别码，实现信息的采集、传递和集成。EBS编码体系可以实现对工程全方位的信息描述，是联系工程组织编码体系与各职能编码体系等方面的纽带，在项目管理系统中可以充当共同的信息交换语言。在EBS编码体系的基础上，为实现各项管理功能，可建立组织编码体系和WBS编码体系，基于WBS的组织过程则又为组织编码体系的完善提供条件。

在建筑信息化过程中，EBS编码是数据库建立的基础，通过EBS编码体系唯一确定的编码，是数据库代码识别该构件的唯一标志符号，后台数据库通过该标志符号对相应的构件进行收集和信息关联。在对不同专业的信息化系统集成时，不同专业系统之间的编码差异导致集成困难，EBS编码可以作为“中间编码”，不同的专业编码和“中间编码”形成一对一的映射关系。

团结特大桥中的应用分析

团结特大桥左幅跨径组合为（22×40m 410m 3×40m），起止桩号为（ZK20 385～ZK21 833.5），桥梁全长1448.5m；右幅跨径组合为（21×40m 410m 3×40m），起止桩号为（YK20 402.789～YK21 808.489），桥梁全长1405.7m的预应力混凝土先简支后结构连续T形梁及上承式钢管混凝土拱。起点岸及终点岸桥台均为重力式桥台，扩大基础；桥墩采用钢筋混凝土圆形双柱式墩、薄壁墩和钢管拱三种形式，上部主梁采用250cm高预应力混凝土T形梁及210cm高钢—混叠合梁。

基于层次码的编码设定

编码的设定可以采用层次码的形式，即按分类对象的从属、层次关系为排列顺序的一种代码。它是将初始的分类对象（即被划分的事物或概念），按所选定的若干个属性或特征（作为分类的划分基础），逐次地分成相应的若干个层级的类目，并排成一个有层次的，逐渐展开的分类体系。在这个分类体系中，同位类类目之间存在着并列关系；下位类与上位类类目之间存在着隶属关系 ；同位类类目不重复、不交叉。编码时将代码分成若干层级并与分类对象的分类层级相对应，代码自左至右，表示的层级由高到低，代码的左端为最高层级的代码，代码的右端为最低层级的代码，每个层级的代码可按相关规则进行设定。

EBS层次码一般结构图

“父码 子码”的编码方法

团结特大桥编码体系的设定，既考虑了桥梁设计的传统思维习惯，也考虑了工程结构分解的结果。以两者为基础，按层次码的形式，采用“父码 子码”的方法进行编制，按照分项的复杂程度编码的层次不同。“父码”与“子码”均可使用阿拉伯数字、字母或两者的组合形式，“子码”下面可以再设多级“子码”。

编码体系的设定采用的原则是：桥梁类型 结构物 子结构物。其编码方法为：首先，将团结特大桥分为两岸引桥和主桥两部分。针对主桥部分，因为团结特大桥为上承式钢管混凝土拱桥，按原则，第一层为拱式桥，第二层为上部结构，第三层为主拱圈。根据上下游的规定从小里程向大里程方向观看，左手边为下游，右手边为上游，第四层可设为上游拱圈或下游拱圈；第五层为节段X（其中x为阿拉伯数字，从小里程向大里程方向，由阿拉伯数字1开始依次递增）；每个节段都包括左侧片体、右侧片体、剪力撑以及横撑，即为第六层；左、右侧片体下包含有上弦杆、下弦杆、腹杆，可设为第七层；依次往下类推分到最细的构件即可停止。具体每一层用哪个编码来表示，以及相应的编码所代表的含义，各层级编码之间可使用“-”进行连接。此处需要特别说明的是，从小里程向大里程方向观看，左手边即为左，右手边即为右。由于运输条件的限制，每个节段的上、下主弦杆需分两批才能运到现场进行拼接，则把每一个片体的上、下弦管又分为了上弦杆1、上弦杆2、下弦杆1、下弦杆2，每个节段下的腹杆编号由拱脚向拱顶依次递增。

根据上面所阐述的方法，我们制定了团结特大桥主桥部分的编码体系，由于篇幅有限仅列出部分编码。例如GSQ-SB-GQ-SY-JD1-ZPT-SXG-SXG1代表拱式桥上部结构上游主拱圈第1节段左侧片体上弦管1；GSQ-SB-GQ-SY-JD1-ZPT-FG-FG1代表拱式桥上部结构上游主拱圈第1节段左侧片体腹杆1。

编码含义示意图

杆件编码体系示意图（部分）

借助EBS编码体系 实现协同管理

EBS编码可以直接挂接各构筑物的具体部位，直接与现场施工相关联，基于EBS编码体系，研发团结特大桥BIM协同管理平台。对于钢管拱式桥而言，拱肋节段在工厂制造完成后必须进行预拼，检验合格后，拆分成散件用汽车运至桥位。在现场，主拱圈复拼分为片体卧拼及节段立拼，先将散件卧拼成片体，验收合格后进行立拼成吊装节段。现在我们已经对主拱圈的每一个建筑部位即构件进行了编码，可以及时收集工厂和现场动态数据，将收集到的数据或资料，及时上传至我们开发的协同管理平台（PC端、Web端、手机端）。管理者可以不用去施工现场，只需点开手机或打开电脑就能及时了解每一个构件的情况，例如属性、成长过程（包含了杆件的生产状态、现场照片、质检资料、施工技术交底等资料），以及相应图纸管理。有利于建设、监理、勘察设计和施工单位对工程施工阶段的质量和进度进行监督、管理和控制，真正地实现桥梁信息化建设和数字化管理。

EBS编码的应用

桥梁工程行业目前正处于信息化发展阶段，向信息化应用化阶段的过渡时期。EBS编码作为过渡时期信息化产物之一，具备承上启下的作用。EBS编码体系为桥梁工程建设管理提供新的基础概念，对提高项目管理水平起到关键作用。拱式桥构件EBS编码的规范，使拱式桥工程管理各应用系统有了信息交换的统一标准，有助于避免在工程建设过程中信息的流失。

通过对钢管拱式桥主桥部分EBS编码的研究，并详细阐述了EBS编码体系的设计规则和过程，初步建立了一套拱式桥梁工程信息模型分类与编码体系。现在，我国仍然没有桥梁工程编码方面的行业标准，编码在团结特大桥上的成功应用，为拱式桥梁在后期进一步开展相关EBS编码体系的标准、指南、规定的编制工作奠定一定的基础，甚至，可以为今后制定国家行业标准提供一定的参考。在后续的具体应用过程中，要结合桥梁建设实际情况，按照相关编码原则及注意事项进行科学规划，确保为信息系统提供一套准确、唯一、有效、可行的EBS编码。通过有效的手段将施工现场的信息及时、准确地反馈给相关信息管理平台。在施工信息化管理过程中，也可减少和避免一些工作失误，提高管理成果的质量，可有效预防在桥梁施工中出现的不合理的情况。

建立统一信息分类和编码体系任重而道远，需要在不断摸索和实践中总结和改进。

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​本文刊载 /《桥梁 · BIM视界》杂志 2020年 第1期 总第12期

作者 / 郑鹏 闫振海 程鹏

作者单位 / 中路高科交通检测检验认证有限公司

贵州桥梁建设集团有限责任公司

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