基于BIM的高速公路施工管理信息化探究

方芳

摘 要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平提高以及城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)的背景下，高速公路工程規(guī)模和數(shù)量呈明顯上升趨勢(shì)，這給施工管理提出更高要求。基于此，本文研究以BIM為基礎(chǔ)的高速公路施工解決方案，并探究以此為基礎(chǔ)的施工管理信息化系統(tǒng)，最后分析該技術(shù)的具體應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：BIM;高速公路;施工管理;信息化

0 引言

BIM主要指的是建筑信息模型，是一種作用于工程設(shè)計(jì)、工程建設(shè)以及工程管理環(huán)節(jié)的數(shù)字化方式。相較于傳統(tǒng)管理方法，BIM在高速公路施工管理中的信息化應(yīng)用能夠提高管理效率和質(zhì)量，因此，探究基于BIM高速公路施工管理信息化是必要的。

1 以BIM為基礎(chǔ)的高速公路施工解決方案

1.1 自動(dòng)分析工程量

對(duì)于高速公路而言，其施工分標(biāo)段管理，各個(gè)標(biāo)段的單位工程分為涵洞工程、土石方工程等，在實(shí)際施工過程中各項(xiàng)管理工作的展開需要以工程量為基礎(chǔ)，例如施工成本預(yù)核算、施工方法或是施工進(jìn)度等。因此，這需要施工管理人員在開展工作時(shí)對(duì)工程量進(jìn)行計(jì)算和分析，其中，土石方工程是高速公路工程的重要組成部分，尤其當(dāng)工程處于山區(qū)地帶，即便位于丘陵地區(qū)也需要進(jìn)行大量土石方開挖工作和填筑作業(yè)，該環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題對(duì)項(xiàng)目初期的施工進(jìn)度具有重要影響。為此，往往需要在高速公路工程設(shè)計(jì)階段和施工階段確定施工進(jìn)度計(jì)劃、施工方法以及核算工程成本時(shí)，以精確的土石方工程量為基礎(chǔ)。從當(dāng)前研究現(xiàn)狀來看，對(duì)于大面積土石方工程量的計(jì)算而言，主要有三種方法，分別為截面法、圖解法以及格網(wǎng)法，但這三種方法均是依靠人力的手工作業(yè)，由于計(jì)算量很大，不僅給工作人員造成較大的計(jì)算壓力，還容易出現(xiàn)計(jì)算誤差，計(jì)算精準(zhǔn)度難以保證。而BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠以類似于體積積分的方法進(jìn)行計(jì)算，具體而言，通過離散點(diǎn)數(shù)據(jù)庫和平面網(wǎng)格模型，分別計(jì)算底面和頂面網(wǎng)格模型，之后將相應(yīng)的底面和頂面網(wǎng)格點(diǎn)高程差值以及單位網(wǎng)格面積分別作為積分高度和積分單元，最后進(jìn)行柱體累加得到高速公路工程量。表達(dá)式為：，其中，h（x，y）指的是網(wǎng)格點(diǎn)的高程差值，V指的是土石方體積;d指的是相鄰兩截面之間的距離;s為截面面積。當(dāng)h（x，y）大于0時(shí)，計(jì)算結(jié)果則為填方，當(dāng)h（x，y）小于0時(shí)，則計(jì)算結(jié)果為挖方。另外，公路工程在施工過程中難免存在工程變更，而BIM技術(shù)的施工能夠?qū)崿F(xiàn)信息的動(dòng)態(tài)更新，為管理奠定良好基礎(chǔ)[1]。

1.2 高速公路路基施工進(jìn)度模型

以BIM原理核心模型和數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，并運(yùn)用GIS數(shù)據(jù)融合分析功能，進(jìn)而在高速公路設(shè)計(jì)施工信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的前提下，搭建三維高精度地形可視化平臺(tái)，為相關(guān)管理工作奠定良好基礎(chǔ)。針對(duì)高速工程路面施工形象進(jìn)度模型，主要使用BIM技術(shù)構(gòu)建工程施工形象進(jìn)度模型，增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)層建設(shè)的合理性，實(shí)現(xiàn)路面隔水、防污、排水和防凍等功能。除此之外，路面施工形象進(jìn)度模型還可以聯(lián)動(dòng)三維高精度地形模型，動(dòng)態(tài)更新施工進(jìn)度[2]。除此之外，還可以對(duì)隧道工程、涵洞工程進(jìn)行施工形象進(jìn)度模擬，相較于其他工程，此類工程難度較大，通過運(yùn)用BIM技術(shù)，能夠?qū)?shí)際施工形象直觀的展示給相關(guān)工作人員，進(jìn)而根據(jù)實(shí)際情況制定最佳施工方案，對(duì)整個(gè)施工流程進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新和管理。

2 探究以BIM為基礎(chǔ)的高速公路施工管理信息化系統(tǒng)

在相關(guān)研究成果中發(fā)現(xiàn)，劉雪文認(rèn)為，高速公路施工管理信息化系統(tǒng)主要包括三方面，分別是績效考評(píng)系統(tǒng)、日志管理系統(tǒng)以及人員設(shè)備系統(tǒng)?？冃Э己讼到y(tǒng)主要包括施工安全數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)、進(jìn)度數(shù)據(jù)以及成本等數(shù)據(jù)，根據(jù)工程實(shí)際情況以及建設(shè)需要，信息系統(tǒng)能夠以數(shù)據(jù)管理的分級(jí)系統(tǒng)對(duì)各個(gè)單元進(jìn)行評(píng)價(jià)，幫助后續(xù)考核工作的開展。日志管理系統(tǒng)主要是對(duì)高速公路各項(xiàng)信息進(jìn)行記錄，例如工程施工質(zhì)量、施工進(jìn)度、施工技術(shù)、施工安全以及施工管理等內(nèi)容，完整記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)的變化，具有極強(qiáng)追溯性和全面性，并能夠?qū)⑾嚓P(guān)數(shù)據(jù)反映給上級(jí)管理單位以及監(jiān)理部門，實(shí)現(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目的全過程管理。人員設(shè)備系統(tǒng)主要是結(jié)合高速公路合同文件內(nèi)容生成性能清單，進(jìn)而由工程施工單位、建設(shè)單位以此為基礎(chǔ)開展標(biāo)準(zhǔn)化考試，同時(shí)，通過無線終端壓力設(shè)定以及賬戶管理，記錄結(jié)構(gòu)，形成直觀、公開的績效管理體系。

在實(shí)施該信息化系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)從三個(gè)方面進(jìn)行，分別是對(duì)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行確定、搭建局域網(wǎng)系統(tǒng)以及建設(shè)網(wǎng)站系統(tǒng)。在對(duì)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行確定時(shí)，工作人員應(yīng)保證統(tǒng)一各階段數(shù)據(jù)和指揮系統(tǒng)，并讓各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)立足于自身需求獲得相應(yīng)的授權(quán)信息。局域網(wǎng)系統(tǒng)的搭建主要是搭建高速公路局域網(wǎng)系統(tǒng)，包括辦公室軟件規(guī)劃以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)規(guī)劃配置，在開展具體搭建工作時(shí)，工作人員需提高對(duì)內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)的重視程度，并隔離財(cái)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。最后，網(wǎng)站系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)樹立明確的目的，即加大對(duì)外溝通，保證相關(guān)信息的快速傳遞和共享，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)外宣傳。在后期使用過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)，尤其是域名的應(yīng)用和后期維護(hù)的站點(diǎn)，并設(shè)置訪問網(wǎng)頁的密碼，及時(shí)更新信息專網(wǎng)數(shù)據(jù)，保證整個(gè)高速公路工程資金分配和使用的直觀性。

3 分析高速公路施工管理中BIM的信息化應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目管理方面的應(yīng)用

在實(shí)際高速公路施工管理過程中，作為整個(gè)高速公路工程建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容，項(xiàng)目建設(shè)對(duì)工程管理十分重要，通過在高速公路施工管理中應(yīng)用BIM技術(shù)，相關(guān)工作人員能夠通過結(jié)合計(jì)算機(jī)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路項(xiàng)目信息的統(tǒng)一管理，為合同管理、工程施工進(jìn)度管理、成本管理等方面奠定良好基礎(chǔ)[3]。除此之外，在數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用方面，以貴州省都勻至安順高速公路工程為例，以B/S架構(gòu)結(jié)合BIM進(jìn)行了云平臺(tái)的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)全線數(shù)據(jù)和模型的集中應(yīng)用，工作人員能夠?qū)崟r(shí)查詢地質(zhì)信息、材料信息等，并將進(jìn)度管理、安全管理等工作BIM化，從整體上對(duì)工程成本、能源等方面進(jìn)行管理與控制。

3.2 全面信息化管理系統(tǒng)的構(gòu)建應(yīng)用

BIM技術(shù)在高速公路施工管理中的應(yīng)用，往往以一體化信息管理系統(tǒng)為依托，通過立足于公路工程實(shí)際情況，綜合分析與考慮高速公路施工管理過程中的諸多環(huán)節(jié)，從而構(gòu)建出與公路工程施工建設(shè)相匹配且功能齊全的信息化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的共享與更新。不僅如此，由于我國高速公路涉及大量信息，且施工周期較長，為此，在對(duì)此類工程進(jìn)行一體化信息管理系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)，需要建立大兼容性、高擴(kuò)展性的數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)公路工程相關(guān)施工數(shù)據(jù)和建設(shè)數(shù)據(jù)的采集、歸納和處理。通過構(gòu)建全面、一體化信息管理系統(tǒng)，能夠有效提高工程建設(shè)的信息化水平，增強(qiáng)管理質(zhì)量和管理效率。仍以貴州省都勻至安順高速公路工程為例，在其建設(shè)過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用落實(shí)在全線模型創(chuàng)建展示和BIM平臺(tái)研發(fā)。在其實(shí)際應(yīng)用過程中，模型總覽全線270余公里，相關(guān)工作人員通過模型對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行核查發(fā)現(xiàn)，圖紙中含有400余處存疑和多處工程量存疑，通過及時(shí)解決，有效減少了設(shè)計(jì)變更、現(xiàn)場(chǎng)重復(fù)計(jì)量情況的發(fā)生。

4 結(jié)論

綜上所述，BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)高速公路施工管理質(zhì)量和管理效率的提高具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。因此，在開展施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)積極使用BIM技術(shù)，將其應(yīng)用于施工進(jìn)度、成本、安全以及數(shù)據(jù)等方面，從而提高公路質(zhì)量安全，為后續(xù)的投入施工提供保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱德慶，李濤，姚劍，等.基于BIM的山嶺隧道施工信息化管理系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用[J].隧道建設(shè)（中英文），2020

（z2）：216-224.

[2]梁軍鋒.基于BIM技術(shù)的高速公路施工安全管理分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（15）：1876.

[3]楊麗芬.基于BIM構(gòu)建的高速公路跨線橋施工安全管理核心思路探索[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（10）：1963.