BIM技術(shù)在交通土建行業(yè)及高職教學(xué)中的運用研究

郭嘉

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)經(jīng)過國外幾十年的發(fā)展取得了很好的應(yīng)用效果，因為其可視化、可量化、模擬性和信息化等特點，目前在我國建筑行業(yè)得到了廣泛的推廣。但由于交通土建行業(yè)的特殊性，BIM技術(shù)在交通領(lǐng)域的發(fā)展還處于起步階段。交通運輸部把該技術(shù)列為“十三五”重大發(fā)展技術(shù)之首。文章從交通土建工程項目的實施過程來研究BIM技術(shù)的具體運用和交通土建專業(yè)教學(xué)的運用。

一、BIM技術(shù)在項目實施中的運用

BIM技術(shù)以三維展現(xiàn)為表現(xiàn)形式，以網(wǎng)絡(luò)云為數(shù)據(jù)共享手段，參與到項目建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營全壽命周期中去，將基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目運行的模式上升到一個新高度。下面具體闡述其應(yīng)用過程。

（1）規(guī)劃。項目規(guī)劃其實就是要預(yù)測未來項目實施后是否能達(dá)到既定目標(biāo)，項目規(guī)劃的好壞不僅直接關(guān)系到項目的運營，還會影響到該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平的提高，因此非常重要。而目前的項目規(guī)劃主要是靠規(guī)劃設(shè)計人員在二維圖紙上依靠規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗來作出，主觀性較強，準(zhǔn)確性較差。

BIM技術(shù)可以為項目規(guī)劃人員提供三維立體的可視化模擬項目各個時段的運行情況，并提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)以供分析。項目規(guī)劃人員可以根據(jù)分析結(jié)果，調(diào)整規(guī)劃數(shù)據(jù)，再利用BIM技術(shù)模擬，反復(fù)操作，最后達(dá)到最好的效果。

（2）設(shè)計。傳統(tǒng)的交通設(shè)施設(shè)計基本上都是在二維層面上展開的，要想設(shè)計或者讀懂相應(yīng)設(shè)計圖紙，需具備非常完備的專業(yè)知識。不具備專業(yè)知識的項目決策者或者其他人員想要了解項目設(shè)計情況，還必須利用其他軟件對項目進(jìn)行三維效果設(shè)計，費時費力還只是靜態(tài)的展示。如果項目進(jìn)行到某個階段，設(shè)計需進(jìn)行調(diào)整，二維圖紙調(diào)整的同時還要對三維效果設(shè)計進(jìn)行調(diào)整，非常麻煩。

而BIM技術(shù)可以直接生成數(shù)字化信息模型。這個模型不僅可以讓相關(guān)人員非常直觀地了解項目情況，還可以關(guān)聯(lián)設(shè)計數(shù)據(jù)并且可動態(tài)變化。如果實施過程中某個部分的設(shè)計需進(jìn)行變更，那么只需要調(diào)整這個部分的設(shè)計數(shù)據(jù)，模型數(shù)據(jù)會相應(yīng)改變。

（3）招投標(biāo)。項目施工招投標(biāo)目前大部分采取的是工程量清單報價形式。工程量清單是通過詳細(xì)閱讀工程設(shè)計圖紙并根據(jù)工程施工經(jīng)驗提出的，招標(biāo)方若不具備相關(guān)專業(yè)知識就只能委托具備相應(yīng)資質(zhì)的第三方進(jìn)行。而投標(biāo)方的報價和施工方案的確定，也只能通過二維圖紙和清單進(jìn)行。如果圖紙描述不清楚或?qū)α谐龅那鍐斡幸蓡?，投?biāo)方很難做出準(zhǔn)確的判斷。

BIM技術(shù)在數(shù)字模型的基礎(chǔ)上，可以分解各個單項工程的工程量，并列出清單。由于有了三維模型的對照，工程量清單就會很直觀，不容易造成錯誤和遺漏，有助于招投標(biāo)雙方對工程正確的理解。

（4）施工。工程項目的施工階段非常漫長和繁雜。項目管理人員對工程的管理往往靠經(jīng)驗進(jìn)行判斷。工程的進(jìn)度如何，質(zhì)量是否滿足要求，項目的利潤能否得到保證，全靠管理人員事無巨細(xì)的辛勤工作。

而BIM技術(shù)會把工程項目每個階段，每個單項工程甚至每個構(gòu)件的施工情況都體現(xiàn)在三維數(shù)字模型上。某塊結(jié)構(gòu)物的施工進(jìn)展如何，質(zhì)量如何等信息，只需要管理人員點選整塊構(gòu)件的模型就可以知道，方便了工程項目的管理。

（5）監(jiān)理。BIM技術(shù)構(gòu)建的數(shù)字信息模型也同樣使工程監(jiān)理變得便利起來。監(jiān)理可以通過數(shù)字模型上的信息，了解到工程項目的進(jìn)度、質(zhì)量情況，了解到隱蔽工程完成情況等；也可以將自己通過旁站、檢測等手段掌握的工程質(zhì)量信息上傳到信息模型，對不符合要求的可以要求施工單位進(jìn)行整改。

監(jiān)理單位還可以將信息模型與業(yè)主單位通過網(wǎng)絡(luò)云數(shù)據(jù)庫進(jìn)行共享，使業(yè)主可以實時了解到工程實際情況。

（6）運營維護(hù)。工程竣工驗收通過后，施工單位在交付工程項目的同時應(yīng)該把已成為完成狀態(tài)的工程三維信息模型完整地交付給接收單位。運營管理單位在接收到竣工的工程項目和信息模型后，可在工程重要和主要的位置安裝監(jiān)控設(shè)備和傳感設(shè)備，并通過網(wǎng)絡(luò)云傳遞給信息模型，形成一個物聯(lián)網(wǎng)的體系。

這樣的話，整個項目在運營階段的實時情況就完全可以通過視頻監(jiān)控和數(shù)據(jù)模型監(jiān)控來了解。一旦項目的某個部分出現(xiàn)問題，運營管理人員都可以通過數(shù)據(jù)模型了解到具體的數(shù)據(jù)情況，從而安排維護(hù)人員進(jìn)行維護(hù)作業(yè)。

二、BIM技術(shù)在高職教學(xué)的運用

通過上面的介紹我們可以了解到由于BIM技術(shù)的這些優(yōu)點，經(jīng)過發(fā)展其肯定會在工程項目的全壽命周期得到廣泛的使用。那么以崗位職業(yè)能力為導(dǎo)向的高職交通土建專業(yè)教學(xué)，就必然會受到影響。

（1）BIM在專業(yè)基礎(chǔ)課程中的運用。交通土建專業(yè)的基礎(chǔ)課程包括了工程制圖、工程力學(xué)、工程材料、工程測量等。目前，高職學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課程時經(jīng)常出現(xiàn)不僅本門課程學(xué)不懂，其他課程和本門課程的聯(lián)系是什么也不清楚。而BIM技術(shù)的運用可以把這些知識形象化并聯(lián)系起來形成知識體系。如學(xué)生在學(xué)習(xí)工程制圖時，可以將授課重點放在BIM軟件的使用和三維立體模型的構(gòu)建上，讓學(xué)生能熟練地操作軟件構(gòu)建模型。將構(gòu)建出的簡單模型通過網(wǎng)絡(luò)共享給工程力學(xué)的課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可以針對此模型展開受力情況的模擬和計算分析。同時又可以將模型共享給工程材料課程學(xué)習(xí)，學(xué)生可以將模型添加材料特性，分析每種不同材料對模型的特性影響。在學(xué)習(xí)了工程測量的簡單知識后，又可以給此模型添加坐標(biāo)信息，讓學(xué)生在實際操作中對此模型進(jìn)行放樣操作練習(xí)。

（2）BIM在專業(yè)核心課程中的運用。交通土建的專業(yè)核心課程主要有工程設(shè)計、工程造價、工程施工、工程管理等。學(xué)生在學(xué)習(xí)工程設(shè)計課程時，可以利用在基礎(chǔ)課程學(xué)到的建模、力學(xué)、材料等知識，自己完成一個小型的簡單的工程項目設(shè)計，并利用BIM技術(shù)建好模型。將模型共享給其他專業(yè)課程來學(xué)習(xí)。工程造價可以利用該工程項目進(jìn)行造價計算練習(xí)，并將計算好的預(yù)算信息添加到模型信息中。工程施工課程也可以利用該模型的方案信息和造價信息，模擬進(jìn)行施工方案的設(shè)計。工程管理的課程也同樣可以利用該模型進(jìn)行相應(yīng)的模擬練習(xí)。

綜上所述，我們對BIM技術(shù)在交通土建行業(yè)中的運用進(jìn)行了前瞻性的分析描述，并且根據(jù)其在行業(yè)中的運用模式進(jìn)一步分析高職交通土建專業(yè)的教學(xué)模式，并提出一些建議。隨著國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、供給側(cè)改革的運行和信息化的建設(shè)，BIM技術(shù)因為其自身特點必將在交通土建行業(yè)中得到廣泛使用。培養(yǎng)具備BIM技術(shù)使用能力的學(xué)生也是高職交通土建專業(yè)的必然使命。

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