1 绪论
1.1 研究背景及其意义
1.1.1 研究背景
通信是推动社会经济发展的重要产业，是国民经济的支柱性产业，更是促进经济技术发展的先导性产业。前瞻产业研究院[1]提出我国的通信行业的发展是比较积极的，总体趋势是平稳前进的势头，这主要是通过对我国通信行业 2020 年的市场状态以及未来发展情况总结而来。现在社会中 5G 商用建设不断地普及、以及通信数字化也逐渐进行转变。所以，我国通信基站数量迅速增长，截至 2020 年 3 月，中国移动、中国电信以及中国联通已经累计建成了 13.8 万个通信基站。5G 网络建设进展顺利。在许多城市，5G 网络已经在重点城区实现了持续的户外覆盖，为城市便利的信息化服务提供最基本的保障。据中国信通院预测，未来，各运营商会不断的加速基站建设。5G 网络建设将进入大规模的投资时期。
随着深化国家改革总体目标的提出和经济的快速发展，在我国规划和建设通信基站方面仍存在一些问题亟需解决，主要是反映在设计内容难以满足多专业协作的需求；基站建设标准不统一，难以实施；监督和施工质量难以保证导致频繁返工；防雷接地没有达到标准要求，通信基站存在巨大的安全隐患。只有切实解决这些问题才能提高通信的保障能力和服务水平。
目前，世界上各个国家的建筑行业都认为 BIM 技术可以很好的应用于工程建设。BIM技术可以为工程施工提供多维度可视化协同界面，满足施工参与者对工程解说的需求；BIM技术的 4D 施工模拟功能有助于施工人员掌握工程施工的关键节点，这是提高工程质量的一个很好的解决方案。BIM 技术在其他类型的工程建设中已经得到了很广泛的应用，然而，关于 BIM 技术在通信基站工程的应用研究，文献中却鲜有讨论。
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1.2 国内外研究现状与趋势
1.2.1 国外 BIM 研究现状
BIM 技术最初是由欧美发达国家发明提出，其应用能促进社会各界的发展，包括政府部门、企业公司、以及市场经济，因此随着该技术水平的不断成熟，其实践效益也越来越显著。不过也正是因为该技术的广泛应用以及快速普及，所以更需要相应的政策规则加以约束，以便于指导、监督 BIM 技术的实践。因此，各国发布了本国的国家、行业和企业级标准[2]，推动了该技术的飞速发展，走向成熟。
国外推动 BIM 技术发展，是以政府为基石推动进行的[3]。例如澳大利亚，通过颁布《国家 BIM 行动方案》[4]、以及“国家 BIM 蓝图”[5]规范该技术的实际应用，要通过对标准共享 3D 协同 BIM 式的信息流通 AEC 采购进行规范，以此促进该技术的进一步发展。英国为了更好的实现目标，发布了“政府建设战略”文件，为全面实现信息化管理和协同 BIM3D的总目标提供政策支持[6]。同时新加坡发布了《新加坡 BIM 发展规划路线》[7]，明确了普及 BIM 技术应用的总目标并提供了配套的行动指南。
Rafael Sacks[8]认为建筑模型的数字三维视图可以方便施工过程的操作，为施工过程提供背景参考，并且 BIM 视图可以反映对象与工作包的关系，还可以提供实时变化的情况，以上结论主要是 Rafael Sacks 结合工地的物理变化进行总结得出的。Hyounseok Moon 等[9]运用 BIM 技术中的四维计算机辅助设计，对施工过程进行模拟，并提出优化建议，同时以新研制的计算机系统指定的最佳施工进度，进行最小化重叠活动设计，以此提升施工工程的效益。Brad Hardin[10]等认为 BIM 是一种项目整合信息的数据库的 3D 工具。Park，Jaehyun[11]考虑到 4DBIM 存在信息不能共享的不足，又为实现施工过程中的信息共享，提出一种 Web 数据可视化共享的方法。
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2 BIM 技术和通信基站工程相关基本理论
2.1 BIM 技术相关理论
2.1.1 BIM 技术的概念
BIM 指的是建筑信息模型，全称是 Building Information Modeling，最初是由美国的三位学者，Charles Eastman (Chuck)、Jerry Laiserin 和 Phil G. Bernstein 定义并不断完善的[37]。BIM 的定义如下：
（1）BIM 是一个经由数字表现某个工程项目特征的模型。
（2）BIM 是一个结合了工程项目从开始运行到项目结束过程中各种信息的平台，其间的各种数据和信息将为工程决策提供依据。
（3）在工程的各个时间段，参与工程的各方组织都可以利用这一模型获取相关数据，这种模型的优势在于能够为管理人员的工作提供便利。Autodesk 于 2002 年正式提出这一模型的概念名称，与此同时，国内外开始广泛关注这一新出现的技术[38]。
采用现代化信息技术建构虚拟立体工程模型，并同时收集相关信息为这一模型创建一个特殊的、与工程实际吻合的信息资源库是 BIM 模型的核心。该信息库涵盖的信息种类丰富，具体细致到每个小建筑部件的属性和状态，除此之外还有一些非构建对象的具体信息，参与工程的各方可以充分利用这一包含各类信息立体模型，以便他们能够及时进行信息的沟通与共享，可以说，这一 3D 模型的出现将推动我国产业信息化迈上新台阶。但是，这一技术仍处于开始阶段，鉴于当前 BIM 技术的应用领域狭窄的现状，要想使得 BIM 技术获得长足发展，就必须继续健全各种数据并做好信息管理，这是非常重要的前提条件。可见，BIM 技术其实就是在 3D 模型的基础上对其他新信息进行统整，考虑到当前的施工现状，唯一可能影响施工进度的因素可能就是信息统整的程度。综上可知，BIM 既具有理论优势，又兼具实践优势，一方面它是一种现今建筑信息技术的新的理论补充，另一方面它能够为工程项目问题解决提供助力。
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2.2 通信基站工程的概念
2.2.1 通信基站组成
一个通信基站是需要不同的关键部分才能组成，具体的就是：通信中的电源系统、通讯传输系统、通信基站发射系统（BTS）、通信的线路设施、相关的监控设施、电机房以及通信铁塔等等[42]。一个通信项目要考虑的因素复杂多样，比如建设工期、建设条件等，因而在实际中，具备完整且专业科学的管制方法来处理通信基站建设过程中的各种问题。
2.2.2 通信基站建设施工流程
基站施工流程能为基站工程的推进提供理论依据。经过总结的大多施工经验不难发现，如果不按照施工流程进行施工即不被法律认可，也会导致最终项目失败。具体的基站建设施工流程如表 2-1 所示。
表2-1 基站建设流程表
3 基于 BIM 技术的通信基站工程施工管理的优势分析 ......................................... 14
3.1 通信基站工程施工中存在的问题 ................................. 14
3.1.1 成本控制问题 ............................ 14
3.1.2 进度管理问题 ........................................... 14
4 BIM 技术在通信基站工程施工中的应用 .................................... 20
4.1 基于 BIM 的通信基站工程全寿命期应用模型 .............................. 20
4.2 基于 BIM 的通信基站工程施工组织与流程设计 .......................................... 22
5 工程实证—以 H 通信基站工程为例...................................... 31
5.1 工程概况与施工重点 ........................................ 31
5.1.1 工程概况 ......................................... 31
5.1.2 工程施工重点 ........................................ 31
5 工程实证—以 H 通信基站工程为例
5.1 工程概况与施工重点
5.1.1 工程概况
H 通信基站建设的工程概况：79 米通信铁塔 1 座，60 米铁塔 5 座，通信机房 6 座。其中 79 米铁塔设计风压为 0.6KN/㎡，地面粗糙度 B 类。塔身高度 79m(不含避雷针），塔体共设 5 层平台，塔顶 79 米处设置监控安装平台以及监控安装支架。60 米铁塔塔身高度60m(不含避雷针），塔体共设 5 层平台 58m、53m，48m 分别设置平台（每层平台安装 6付天线和 6 个 RRU)，43m、38m 分别设置一层抱扞（每层平台安装 3 付天线和 3 个 RRU)。塔架基础采用机械群桩基础。机房为 5.0m（3.0）×8.0m 通用机房。计划总工期：6 个月。施工现场如图 5-1 所示。
图 5-1 施工现场
6 结论与展望
6.1 结论
本文的主要结论如下：
（1）本文分析了通信基站建设中存在的问题，包括成本、进度、质量和安全四个方面，质量是最为重要的问题也是四方面最为关键的部分。造成这些问题的主要因素有人员、机械、材料以及方法和环境。分析了 BIM 技术在解决这些问题的优势所在，得到必须使用BIM 技术的结论。
（2）分析基站建设的周期过程。经过对比分析发现，BIM 技术的引入对通信基站的全生命周期流程有显著的优化作用。建立了基于 BIM 的施工组织架构及应用流程，以该技术的具体应用与传统的施工管理进行对比说明，从而确定该技术确实可以优化通信基站工程的施工管理的结论。
（3）将 BIM 技术应用于 H 通信基站工程建设中，用 Revit 软件建立了通信基站的三维模型，然后进行碰撞检测以及 4D 施工模拟等实际具体的应用，通过工程实例从管理水平和技术水平上验证了应用 BIM 技术的有效性。
（4）随着社会的发展、建筑信息化速度的加快，传统的施工方法及管理将被社会慢慢淘汰。在 H 通信基站中应用 BIM 技术，创新使用了新的施工管理方法，为其他同类型的项目提供重要的参考意见，有一定理论及实践意义。
参考文献（略）