本文是一篇道路桥梁与渡河工程论文，本论文研究方向为 BIM 技术在 M 桥梁工程成本管理中的应用，并结合 BP 神经网络预测的价格进行直接成本预测。本文所涉及的成本管理是指施工中的成本管理，未包括运维阶段。
1 绪论
1.1 研究目的与意义
1.1.1 研究背景
桥梁工程作为交通枢纽工程，是国家交通基础设施的关键性工程，无论是公路工程、铁路工程还是海上施工都有涉及，因此关系到区域经济和综合交通运输的发展。2019年 9 月，中共中央和国务院在《交通强国建设纲要》中强调，我国到 2035 年要基本建成交通强国的目标，主要围绕“人民满意、保障有力和世界前列”的交通强国基本内涵，重点营造“安全、高效、便捷、绿色、经济”的交通环境，着力打造“设施、技术、管理、服务”均一流的标准，达到发达国家综合交通运输的发展水平，基本形成“全国 123出行交通圈”和“全球 123 快货物流圈”[1]。基于此，桥梁这个枢纽工程可谓至关重要，不得不承认从现在到 2035 年，可谓是我国桥梁工程领域飞速发展的重要机遇期和关键转型期。
鉴于桥梁工程施工中遇到的不可控因素太多，导致成本预测金额低于建设期工程施工实际发生费用较多，给施工项目造成巨大的资金压力，也给施工现场管理造成许多麻烦，对于成本预测，施工企业通常根据设计图纸或者是通过已完工程的类似相关成本资料，大致的对拟建工程的施工成本进行预测，而且成本预测主要依靠以往的施工经验，欠缺周全。因此，若要提高施工企业在建筑行业中的核心竞争力，获取更多的收益，首先需要合理的成本预测，实现事前主动控制，然后进行成本计划、成本控制、成本核算和分析，最后进行成本考核。
1.1.2 研究目的与意义
随着我国桥梁数量，跨度的不断增加，桥梁工程技术的发展也三番五次地颠覆着人们的认知，令全世界为之惊奇赞叹，但是在建设过程中，随着人们认知水平的提高，需求指数也越来越高，因而越来越多的问题被暴露出来。王江宁在《道路与桥梁工程的发展与创新》中指出，桥梁施工不仅要考虑材料的抗腐蚀性能，还要考虑桥梁承受自蓄水、污水排水和洪水等其他自然灾害的能力；并且桥梁工程的建设还需要尽量避免占用耕地、不污染河流、不破坏水资源和减少破坏地形地质等；而其路面的设计为了使汽车能够更加稳定地行驶，还需要考虑其承载力、阻力以及摩擦力等[2]。因此，为了提高我国桥梁建设的整体水平，迎合人们的需求，相关人员需要修改施工过程中的缺点，进行技术创新，采用高科技、低碳环保的新材料和新技术、新设备、新工艺，既能够保证桥梁的安全性，还可以保护环境、节约施工时间，进而节省成本。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 BIM 技术在项目成本管理中的应用
（1）国外研究现状
BIM 技术在国外应用已经比较成熟，其与项目成本管理相结合的应用也较广泛。LeeS H 和 Kim B G 在 2011 年就提出将 BIM 技术应用于工程项目的施工管理中，将大大提高项目成本管理的效率[3]。Song HH 等通过对 BIM 技术的应用研究分别给出了各自的观点，并且还提出了 BIM 4D 模型，Leenseok K 等使用 BIM 模型对工程施工进度进行模拟和可视化表达，优化了项目管理[4]。Andrey P 和 Liubov S 通过对在公共信息环境中所涉及图形和非图形信息的模型开发过程的研究分析，得出将额外的数据与现有的 BIM信息模型联系起来可以产生对建筑项目的深入理解，即设计成本估算，还说明了如何利用 BIM 5D 模型在开发阶段使用现有的建筑成本规范来计算项目成本，有助于成本管理和项目决策[5]。Smith P 认为将 BIM 技术应用在施工过程中进行成本管理，有助于成本管理人员利用完善的 BIM 5D 模型对工程项目进行施工模拟，构建跟踪和实时监控，亦可查看进度和分析数据，能得出详细的 BIM 5D 成本计划方案[6]。
（2） 国内研究现状
唐海燕通过对大型复杂的金土木大厦工程的施工成本预测方法进行研究，将 BP 神经网络模型与 BIM 技术相结合，创建了基于 BIM 技术的直接成本预测方法并分析了其必要性和可行性，为以后的施工成本预测提供了相关理论依据[7]。宋福春和陈冲等通过REVIT 建立了完整的斜拉桥模型，并发现了 BIM 技术能够减少在斜拉桥施工图设计中琐碎的工作量和纰漏，因此，将 BIM 技术应用于大跨度斜拉桥的设计中，能够大大的节省时间，亦能减少因设计原因造成的材料耗损情况，从而降低成本，在斜拉桥设计中值得研究推广[8]。李培阐述了 BIM 5D 技术的特点和优势，提出了引入遗传算法的 BP神经网络做 C30 混凝土的价格预测，并结合 BIM 5D 完善了成本预测，为以后成本管理的研究提供了新思路[9]。
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2 相关概念及理论基础
2.1 成本管理的相关概念及理论基础
2.1.1 成本管理
成本管理是企业在生产经营活动中一系列与资金相关联的科学管理行为的总称[24]，包括成本预测、成本计划、成本控制、成本核算、成本分析和成本考核。它需要系统科学而合理的方法，是项目管理的重要组成部分，有助于促进生产、降低成本、加强经济核算，改善项目管理，增产增收提高企业生产经营管理水平。
成本管理既包括生产和消费等活动，还包括产品的设计、工艺的安排、设备的使用、原料的采购和人力资源的分配等，涉及到产品生产、销售、技术、保管和经营等每个环节。列入成本管理的人员也不应只是专职成本管理人员，而是仍需囊括各部门的生产和经营管理人员，必须提高全体员工的积极性，从上到下实施综合全面的成本管理，使得成本降低的任务能从组织上得以保证，并与项目的责任成本管理矩阵结合起来，正确评价各部门的成本管理业绩 ，认真贯彻责任奖惩制度，推动企业持续改善成本管理措施，进一步提升企业的成本管理水平[24]，基于此本文还提出了责任成本管理的方法。
2.1.2 项目成本管理
项目成本管理亦是施工项目的成本管理，是项目管理的重要组成部分，也是工程项目能够按时完成并取得收益的基本保障，它是为了实现预定的成本目标，通过组织、计划、控制和协调等活动在保证工程质量和满足工期的前提下，在符合合同要求的基础上通过科学手段降低施工项目成本费用的一种科学管理活动[25]。
项目成本管理是由成本预测、成本计划、成本控制、成本核算、成本分析和成本考核等内容组成，其中成本预测，计划一般发生在项目前期和中期，成本考核一般发生在项目的中期和后期，而成本控制、核算和分析发生在项目的全生命周期中。
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2.2 BIM 技术的相关概念及理论基础
2.2.1 BIM 技术的相关概念
BIM 是建筑信息模型(Building Information Modeling)的英文简称，它是基于数字技术和计算机软件，将建筑工程中所有项目的相关信息集成整理，最终以数字形式进行表达的信息共享平台，以实现信息共享和协作处理的目的[26]。BIM 是一种技术，或者说是一种过程或结果，它将所有工程项目信息数字化处理，形成了一个工程的数据库，并且项目各参与方都可以进行读取，随时获取需要的信息，包括建筑物的构造情况、配筋以及原料等。通过 BIM 技术建造的模型可以用于项目成本管理的成本预测、计划、控制、核算和分析各个阶段，具有碰撞检测、方案比选、工程量统计、成本分析和计划、施工模拟和漫游等功能[27]。
2.2.2 BIM 技术的特点
BIM 技术具有三维可视化、信息资源共享、施工模拟性、可出图性、协调性、优化性、完备性、关联性和参数化等特征[28]；本文涉及到的 BIM 核心技术包括信息共享、数据处理、数字化技术、协同管理、专业能力和建模能力等。
协同设计主要是指以 BIM 技术为基础的参数化建模，是基于统一的设计目标，由各种专业设计人员独立完成各自的设计任务，最后相互关联集合而成的。好处就是：当改变一处信息时，与之相关构件的信息属性也会相应改变，这样一来，与模型变更相关的图纸变更的工作负荷就能大幅减少；同时，由于 BIM 平台的协同性，所有参与方均可提前介入，根据各方需求来优化设计结果，可以减少建设过程中的设计变更[29]。
由于 BIM 模型可以实现三维可视化，将该技术运用到工程设计中，可以使工程外部设计和内部结构设计都更加精细全面，同时从勘察到设计、建设、运营到维护管理可以产生完善的信息流，防止了信息孤岛和信息丢失的发生。可以说 BIM 技术能够运用到项目的全生命周期中，利用 BIM 技术进行工程建设效果会更加显著。
图 2-1 BIM 2D 到 BIM 5D 的发展
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3 M 桥梁工程项目成本管理现状与问题.................................... 18
3.1 项目简介............................18
3.2 工程重难点.......................18
4 BIM 技术在桥梁工程项目成本管理中的应用路径分析............................ 24
4.1 BIM 技术应用的思路.................................... 24
4.2 BIM 技术在工程成本管理中应用优势分析................................ 24
5 BIM 技术在 M 桥梁工程项目成本管理中的应用..............................30
5.1 成本预测............................
