孟丹 沈静 曾文杰
摘 要：本文检索了2010—2020年近11年知网上发表的BIM技术相关论文以及佰腾网上申请的BIM技术相关专利，基于文献计量的研究方法以及通过VOSviewer数据可视化软件对数据进行分析研究，得出中国BIM技术研究与应用正处在十分迅速发展的阶段，近11年BIM技术研究热点，主要集中在建筑设计、可视化、工程造价、装配式建筑、三维模型、施工管理、项目管理等领域，并在许多新兴领域也有极大的研究前景。同时也发现BIM技术目前在一些领域研究的不足之处，BIM技术在建筑施工全生命周期的应用也存在发展不全面的问题，应在设计及管理阶段加强对BIM技术的应用。
关键词：BIM技术 研究热点 应用情况 VOSviewer
中图分类号：TU71 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2021）04（c）-0130-05
Analysis on the Research Hotspot and Application of BIM Technology in China
MENG Dan SHEN Jing ZENG Wenjie
（Jiangsu University of Science and Technology， Zhenjiang， Jiangsu Province， 212000 China）
Abstract： based on Bibliometric research methods and data analysis by VOSviewer data visualization software， this paper searches the BIM Technology related papers published on CNKI from 2010 to 2020 and the BIM Technology related patents applied by Baiteng. It concludes that China's BIM Technology Research and application is in a very rapid development stage， and BIM Technology research hotspots in recent 11 years， It mainly focuses on architectural design， visualization， engineering cost， prefabricated building， three-dimensional model， construction management， project management and other fields， and has great research prospects in many emerging fields. At the same time， it also finds the deficiencies of BIM Technology in some areas， and the application of BIM Technology in the whole life cycle of construction also has the problem of incomplete development. We should strengthen the application of BIM Technology in the design and management stage.
Key Words： BIM Technology; Research hotspot; Application; VOSviewer
BIM全稱为Building Information Modeling，早期由建筑行业提出，后逐渐拓展到工程建设全领域。BIM技术作为近年来工程建设行业极为热门的研究发展领域，越来越多的从业者开始关注BIM技术的相关发展情况。本文想通过对BIM技术2010—2020年相关论文发表情况以及相关专利申请情况的整理分析，从而了解近年来BIM技术相关研究热点及发展趋势，为该领域今后的理论研究及实际应用提供一点的参考。
1 相关论文发表情况研究
1.1 总体发展趋势概述
以“BIM技术”作为关键词在知网（https：//www.cnki.net/）上对2010—2020年发表的论文进行检索，搜集论文数据并整理，结果如图1所示。并以关键词为重点，使用VOSviewer数据可视化软件对论文数据进行处理，结果如图2所示。
从图1可以看出，BIM技术相关研究的发展十分迅速，近10年有关研究论文数量每年都增长，增幅越来越大且仍成上升趋势。BIM主要是通过计算机软件进行建筑三维建模模拟的土木工程工具，它的发展自然和计算机以及有关软件的开发密不可分。信息技术的进步，为BIM的研究提供了更加方便、高效的外部环境，从而在近10年有关论文的发表数量上有了大幅提升。研究的主题主要集中在BIM和BIM技术，但随着时间的推移，有关BIM的研究也不断深入，建筑信息模型、全生命周期、工程管理、造价管理、施工管理、绿色建筑、装配式等词的出现频率也在不断增高。可以看出，研究从最初的关注BIM技术自身的研究向实践应用深入，BIM在诸多的工程实例中已经发挥了作用。但还都主要集中在建筑行业内部的简单应用。而约从2017年开始，关于BIM的研究又有了进一步的深入和拓展。三维激光扫描、虚拟碰撞检测、GIS、VR、AR、模拟仿真、智慧化、信息化等词开始与BIM关联，有关论文也有发表。在信息化不断发展，技术革命不断加快的背景下，多种技术的相互交织，联合应用也愈发成为常态。这也在很大程度上增强了BIM技术的适用性，不仅在传统的建筑体系下有着重要作用，在促进建筑方式创新和改变设计理念方面也成为了重要工具。未来有关BIM的研究论文肯定还处于上升趋势，而与其他外部技术和信息化的联结也会更紧密。
通过对2010—2020年知网上BIM技术相关论文高频关键词的分析，发现BIM技术近10年来在建筑设计、可视化、工程造价、装配式建筑、三维模型、施工管理、项目管理等领域中不仅相关研究较多，而且一直呈现出较快的发展趋势，这些领域无疑是近年来BIM研究的热点方向。本文接下来着重对可视化、工程造价、装配式建筑进行分析。
1.2 可视化
如图3所示，可视化是利用计算机图形学和图像处理技术，将数据转换成图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术。目前正在飞速发展的虚拟现实技术也是以图形图像的可视化技术为依托，建筑工程项目可视化将各种信息有机整合成一个整体，并通过多维度、可视化的立体模型展示。大型工程项目多存在管理混乱、信息繁杂、标准不统一等问题，近几年通过引入BIM技术，实现了信息整合，建立了施工项目的五维模型（三维、进度、造价等），实现了整体项目的全生命周期可视化。参建各方共享与该模型，从而实现信息互通、标准统一、精细、高效管理。近几年其发展趋势一直处于良好的状态，不仅在建筑工程中的应用率较高，相关研究论文发表数量也在逐年增加，核心研究主要集中在水利、风电、铁路及隧道等大型工程项目中[1]。
1.3 工程造价
如图4所示，BIM技术关于信息分析和数据整合处理等方面的优势，使其在工程造价方面的应用越来越广泛并保持着持续快速发展，相关研究也在不断深入。工程项目建设存在着诸多不确定性，在造价方面尤为严重，传统的造价管理体制落后，方法不完善，技术不先进，导致成本控制比较困难[2]。BIM技术通过自身先进技术，为工程建设项目建立起了贯穿全生命周期的庞大信息库，提前进行项目成本的分析控制，并实施监控项目的动态成本，解决造价管理中的“三超”问题，帮助实现工程造价“精细化管理”[3-4]。
1.4 装配式建筑
如图5所示，装配式建筑成为如今建筑行业研究及应用热点。装配式建筑的应用最依赖于整個工程建设项目高度集成一体化。建设项目全生命周期管理 （building lifecycle management， BLM）便是实现工程建设项目全过程集成一体化的有效管理方式，而BIM 技术作为BLM理念的核心技术，被应用到装配式建筑全生命周期中，在设计、生产、施工建造及后期运营维护等环节中提供了极大的技术支持，在装配式建筑研究及应用中占据了及其重要的地位，并且对未来装配式建筑的发展也有着不可忽视的影响[5-6]。
1.5 新兴领域发展趋势展望
如图6所示，BIM作为一门新兴的信息化建筑技术，已经由最初的概念阶段向实施和推广阶段转变，并依靠其优势，引领着未来建筑行业发展的新趋势。近年来，BIM技术中也出现了许多新兴领域的研究，主要包括绿色建筑、预制构件、大数据、物联网、集成应用、智慧工地和人工智能等。其中，绿色建筑和预制构件近两年的热度不断升高，未来发展趋势较好，也将会是未来研究发展的重点方向[7]。
1.6 BIM技术目前存在的不足之处
1.6.1 核心技术缺乏
BIM技术主要以ArchiCAD、Revit建筑、Bentley建筑等建模软件为核心，主要核心技术基本掌握在国外相关工程建设部门和企业中，国内相关核心技术缺乏，要进行更深入研究存在一定的局限性。
1.6.2 优秀人才储备不足
BIM技术在国内起步较晚，相关人才教育培训体系还不成熟，因此BIM技术方面的高端人才匮乏。
2 相关专利申请情况研究
以“BIM技术”为关键词在佰腾网（https：//www.baiten.cn/）上检索2010—2020年申请的相关专利，收集专利数据，如图7、图8所示。
由图7可以看出，近年来BIM技术相关专利申请数量逐年增加，对BIM技术应用的正处在蓬勃发展的阶段。中国依旧处在急速发展的时期，建筑工程项目市场依旧在不断扩张，建设工程的主体的体量以及难度在不断增加，在建设方面产生的问题也在逐渐增多，BIM技术已经成为完善我国建筑工程建设体系，优化建筑行业产业结构，是促进建筑工业化进程必不可少的存在。BIM技术在中国的应用依旧处在发展时期，并且有着及其巨大的发展前景，尤其2017年以来，随着政府相关扶持文件的出台，BIM技术将在政府部门的主导下为中国建筑行业贡献巨大的作用。
BIM技术在中国持续发展的同时，也暴露出了一些问题，从图8可以看出，在申请的BIM技术相关专利中，施工阶段的专利数在总专利数占比将近一半，说明我国对于BIM技术的应用重点依旧在施工阶段，在设计及管理阶段的应用相对较少。而BIM技术作为应用面极广的综合性技术，在工程建设全生命周期都能发挥极大的作用。在设计阶段，BIM技术可以进行施工模拟及分析、碰撞检查以及工程预算，可以在设计阶段解决大部分施工问题，提高施工效率，节约成本;BIM技术还可以在管理阶段提供高效的空间管理、设施管理、应急管理、节能减排管理等，确保相关信息在沟通过程中的完整性及准确性，减少管理问题的出现。中国未来的BIM技术在继续深化施工阶段应用的同时，应加大力度拓展BIM技术在设计及管理阶段的应用。
3 结语
本文通过对知网上2010—2020年BIM技术相关论文发表情况的整理分析，总结出BIM技术相关研究的发展十分迅速，近11年有关研究论文数量在逐年增长，增幅越来越大且上升趋势明显。通过VOSviewer数据可视化软件对论文数据进行处理，发现近11年BIM技术研究热点主要集中在建筑设计、可视化、工程造价、装配式建筑、三维模型、施工管理、项目管理等领域，并随着互联网技术的发展，在绿色建筑、预制构件、大数据、物联网、集成应用、智慧工地和人工智能等新兴领域也逐渐展露热点趋势，并有着极大的发展前景。同时也发现现有阶段BIM技术依旧存在一些核心技术不成熟、研究不深入、人才不足等问题。
综上所述，本文通过对佰腾网上2010—2020年BIM技术相关专利申请情况的整理分析，近年来BIM技术相关专利申请数量逐年增加，BIM技术应用正处在蓬勃发展的阶段，同时发现BIM技术在建筑工程全生命周期应用发展存在不全面的问题，应在设计及管理阶段加深对BIM技术的应用。
参考文献
[1] 魏锐，张广辉.浅析BIM技术在水利工程施工中的应用[J].人民黄河，2020，42（S2）：173-174.
[2] 王德均.现阶段建筑工程造价中的BIM技术应用[J].四川水泥，2020（12）：231-232.
[3] 储燕.土建工程造价控制中的BIM技术应用[J].居舍，2021（3）：52-53.
[4] 方芳，刘月君，李艳芳，等.基于BIM的工程造价精细化管理研究[J].建筑经济，2014，35（6）：59-62.
[5] 姜琳，乔如渊，潘辉.装配式建筑全寿命周期BIM技术应用问题及应对措施研究[J].建筑结构，2019，49（S2）：558-561.
[6] 徐鹏飞，李晋，孙继东.基于BIM技术的装配式建筑施工全过程研究和应用[J].建筑结构，2020， 50（S1）：654-657.
[7] 潘妍蓓，陈佳佳，沈艳玲，等.BIM技术在绿色建筑中的应用研究[J].四川水泥，2021（1）：83-84.
