基于SEM的水利工程BIM技術應用影響機制研究

袁 敏

(山東省水利勘測設計院有限公司，山東 濟南 250013)

自古以來，水利工程在灌溉、防洪、生活用水以及改善生態環境等方面發揮著重要的作用[1]。同時，水利工程一般具有投資高，建設過程中受環境影響較大等特點，決定了水利工程無法像房建一樣可以采用模型化設計[2-3]。隨著社會經濟不斷發展，各行業進入信息化時代，傳統的水利工程建設模式已經不能適應當前水利行業的發展需要，必須向信息化、數字化和精細化轉型[4]。近年來，水利部響應中央及國務院政策，提出智慧水利建設要求，全面提高水利行業的智能化、信息化和現代化建設水平，頻頻出臺相關文件，為水利行業現代化發展提供指導方向[5-7]。

在此背景下，BIM技術迎來了發展機遇。BIM技術作為工程建設數字化、信息化的重要手段和關鍵技術，對推薦水利工程現代化建設起著舉足輕重的作用。然而，根據資料顯示，BIM技術在水利工程行業的應用并不樂觀，為促進水利工程BIM技術的快速發展，本文對阻礙其應用推廣的因素進行分析，探討影響機制，以期為水利工程高質量發展提供一定借鑒。

1 水利工程BIM技術應用推廣影響因素識別

目前在建筑行業分析BIM技術應用推廣影響因素的研究較多，但是對于BIM技術在水利行業中的應用推廣影響因素的研究還比較少。因此，本文在初步選取影響因素時，不僅僅將范圍局限于水利工程行業，而是參照建筑行業相關研究，結合水利工程行業特點，對影響BIM技術應用推廣因素進行梳理。同時，根據水利行業設計從業經驗，結合項目實踐，發現水利行業采用BIM技術不理想的原因還包括項目法人代表采用BIM技術意愿不強，對BIM技術不了解；我國關于BIM技術相關標準，尤其是水利工程BIM技術方面的標準不完善；采用BIM技術會提高項目成本，專業技術人員缺乏等原因。因此，將初步識別的指標結合行業現狀進行了補充。為保證識別的影響因素的客觀性與準確性，通過調查問卷的方式向27位具有豐富實踐經驗和該領域的研究學者進行咨詢，完善影響因素，并根據特點分類，具體見表1。

表1 水利工程BIM技術應用推廣影響因素

X=Λxξ+δ

(1)

Y=Λyη+ε

(2)

2 構建水利工程BIM技術應用推廣結構方程模型

2.1 結構方程模型介紹

結構方程模型(SEM)是一種基于變量協方差矩陣分析各個變量之間關系的統計方法，可以用來分析潛在變量的關系。結構方程模型融合了因子分析和線性模型，可對因果模型進行識別、估計和驗證。該模型一般分為測量和結構方程兩部分。測量方程表達式如下所示：

結構方程表達式如下所示：

η=Bη+Γξ+ζ

(3)

結構方程模型具有諸多有點，可對多個因變量同時進行處理、能夠同時對因子結構和關系進行分析等。模型得到廣泛應用，應用結構方程模型主要包括5步，分別為理論分析、模型構建、模型識別、模型修正和結果分析。

2.2 結構方程模型研究假設

由于BIM技術在建筑行業應用已經較為成熟，因此認為BIM技術對提高水利工程項目管理效率，促進水利工程高質量發展具有積極作用[8]。同時，基于當前BIM技術在建筑領域的成熟發展，認為目前已有較為成熟的技術成果和技術人才。因此，本文將重點放在外部變量與BIM技術應用的影響機制方面。根據本文研究內容，提出假設條件，具體見表2。

表2 水利工程BIM技術結構方向模型假設

2.3 水利工程BIM技術應用推廣結構方程模型

本文根據研究主題，結構SEM理論特點，在確定潛變量和測量變量關系的前提下，構建二階驗證下因子分析模型，如圖1所示。

圖1 因子分析模型

3 水利工程BIM技術應用推廣影響機制實證研究

3.1 問卷調查及數據分析

本文以山東省水利行業從業人員為調查對象，主要包括高?？蒲袉挝?、施工單位、咨詢單位、設計單位以及行業行政主管部門，采用“問卷星”制作調查問卷并采用微信等APP進行在線發送，數據收集時間為14d。時間截止后，共收回調查問卷317份，有效調查問卷313份，有效率為98.7%，滿足本次研究需要。調查對象基本情況見表3。

表3 調查對象基本信息情況

根據表3可以看出，被調查對象從業年限分布較為合理，基本都在20%～30%之間，能夠代表各個年齡段從業人員對BIM技術的認知與看法。在對BIM技術了解程度方面，主要為一般了解，占比達到了45.05%，不了解和極少了解的從業人員占比達到25.5%左右，非常了解的從業人員只有7.67%，說明山東省BIM技術普及廣度和深度還不夠。同時，在參與BIM項目數量方面，53.99%的從業人員沒有參與過相關項目，參與過1～2個項目的占33.23%，說明廣大從業人員接觸BIM技術不多，BIM技術在山東省水利行業只能夠尚未普及。

利用SPSS軟件對收集的數據進行描述性統計，發現本次調查問卷數據為可接受的正態分布，可用于后續研究。同時，采用KMO檢驗和Bartlett球形檢驗法對調查問卷進行信效度分析，其中KMO值大于0.8，Bartlett值<0.01，通過信效度檢驗。需要注意的是在對影響因素進行因子分析時，發現A4(相關專業人員缺乏)的因子荷載系數小于0.5，說明該因素不具有良好的獨立性，需要剔除。

3.2 結構方程模型分析

首先，對模型進行估計和評價。本文采用極大似然法對其進行檢驗，對其進行計算并修正，擬合度檢驗標準以及修正后檢驗結果見表4。

表4 擬合度評價標準

可以看出檢驗結果指標全部達標，因此，樣本與模型是適配的。模型回歸系數見表5。

表5 模型回歸系數表

從上表可以看出，結構模型與潛變量、觀察變量與潛變量之間標準化回歸系數都大于0，且P值都小于0.5，說明達到了顯著水平。同時，修正后的結構方程模型如圖2所示。

圖2 因子分析模型運算結果

3.3 結構方程模型結果分析

在模型假設驗證方面，除了相關專業人員缺乏因素(A4)假設不成立之外，其他假設均成立，具體結構見表6。

表6 假設驗證結果表

在模型分析方面，從表5可以看出，技術因素、經濟因素、認知因素和行業環境因素對水利工程BIM技術應用推廣接受標準化回歸系數分別為0.729、0.887、0.985、0.903。所以BIM技術在水利工程中應用推廣由小到大排序為：技術因素<經濟因素<行業環境因素<認知因素?？梢钥闯稣J知因素是其最為關鍵的因素。

在技術因素方面，相關軟件不完善(A2)是其影響程度最大的因素。由于相關從業人員對BIM技術的認識會隨著時間逐漸的不斷深入，對BIM技術的要求不斷增高，但是由于BIM軟件不完善，無法滿足工程需要。相關從業者對BIM技術的使用欲望大大減少；在經濟因素方面，投入產出比不理想，實際效益不高(B3)是對其影響因素程度最大的因素。由于BIM技術在最初使用時需要投入一定資金，但是其前期收益不明顯，這大大影響了企業采用BIM的意愿；在認知因素中，對BIM技術應用重視不足(C1)對其影響程度最大。目前，我國很多施工企業、設計單位采用BIM技術都是被動的接受政府或者業主的要求，自身并沒有意識到BIM技術的重要意義。尤其是各單位的高層領導，對BIM技術并不完全了解，單純的認為BIM技術是建模軟件，沒有實際意義；在行業環境因素方面，缺乏取費標準和合同示范文本(D3)因素對BIM技術應用推廣影響最大，由于水利工程BIM技術仍處于摸索階段，所以其取費標準和合同示范文本并沒有頒布，這極大的影響了各企業對BIM技術應用的積極性。

4 結語

本文在對水利工程BIM技術應用必要性及應用現狀進行充分了解的基礎上，以山東省地區為例，采用結構方程模型對影響水利工程BIM技術應用因素進行分析，討論了影響機制。本文研究結果不僅為促進BIM技術在水利工程領域的應用，也為水利工程信息化、數字化發展提供了新的思路。在此基礎上，各單位要提高思想認識，重視BIM技術的作用；有關部門要制定良好的政策環境，保障BIM技術的健康發展。同時，本文問卷調查人員主要為山東省相關從業人員，未考慮地區差異對BIM技術推廣的影響。未來將重點分析我國各地區存在的共性問題，完善研究結論。