BIM 與LSM 技術(shù)在高速公路工程施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用分析

武劍峰

（山東省路橋集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

高速公路工程施工進(jìn)度管理手段在信息化技術(shù)的支撐下，呈現(xiàn)出了積極的發(fā)展態(tài)勢(shì)。客觀來說，高速公路工程施工作為工程施工中最為基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，相比房建工程來說，其工藝內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單，并且施工技術(shù)工序簡(jiǎn)單，但是高速公路工程需要考慮不同地點(diǎn)和變化。在我國(guó)高速公路工程不斷增加的當(dāng)下，傳統(tǒng)高速公路工程施工進(jìn)度管理手段已經(jīng)無法滿足當(dāng)前高速公路工程的建設(shè)需求。BIM 與LSM 技術(shù)在建設(shè)工程中的運(yùn)用，不僅可以幫助精準(zhǔn)地開展施工分層管理，而且能夠?qū)崿F(xiàn)工程分段統(tǒng)計(jì)、工程量分段籌劃、風(fēng)險(xiǎn)全面預(yù)測(cè)，可以容納較大的工程量信息，是高速公路工程施工進(jìn)度管理的好幫手。其可以利用施工建模、線性計(jì)劃法的手段，從時(shí)間、空間雙重維度層面整合高速公路工程施工信息，從而實(shí)現(xiàn)清晰直觀的高速公路工程施工進(jìn)度管理計(jì)劃圖像，保障高速公路工程按照預(yù)計(jì)時(shí)間保質(zhì)保量竣工。

1 BIM 與LSM 技術(shù)內(nèi)涵概述

1.1 BIM 技術(shù)

BIM 技 術(shù)（Building Information Modeling） 是 一種建筑信息建模技術(shù)，可以運(yùn)用多種信息技術(shù)手段開展工程設(shè)計(jì)、施工運(yùn)維管理，并且實(shí)現(xiàn)建筑信息化表達(dá)。BIM 技術(shù)源于20 世紀(jì)70 年代，在時(shí)代發(fā)展的基礎(chǔ)上，BIM 技術(shù)也隨著時(shí)代發(fā)展不斷完善和進(jìn)步。該技術(shù)具備可視性、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性、模擬性，可以將建設(shè)工程的信息進(jìn)行全面整合，構(gòu)建出可視化的工程建設(shè)模型，便于工程管理工作的直觀開展[1]。BIM 技術(shù)是建設(shè)領(lǐng)域信息化發(fā)展的里程碑，作為一種工程數(shù)據(jù)模型，BIM 技術(shù)能夠?qū)⒐こ添?xiàng)目利用實(shí)體表現(xiàn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工程的數(shù)字化表現(xiàn)。將不同周期的數(shù)據(jù)、資源、施工過程進(jìn)行緊密聯(lián)系，并用數(shù)據(jù)化的形式描述出來，還可以通過互聯(lián)網(wǎng)形式將數(shù)字化工程模型進(jìn)行共享，避免了傳統(tǒng)紙質(zhì)工程模型圖傳遞過程中的不便。此外，BIM 技術(shù)可以融入工程設(shè)計(jì)、工程建造、工程管理等各個(gè)環(huán)節(jié)中，若工程信息出現(xiàn)變動(dòng)，利用BIM 模型的協(xié)調(diào)性、關(guān)聯(lián)性，便可以對(duì)整個(gè)建設(shè)模型開展調(diào)整更改。

1.2 LSM 技術(shù)

LSM 技術(shù)是以交通工程為基礎(chǔ)研究對(duì)象，能夠通過線狀工程作為基準(zhǔn)，構(gòu)建出公路里程橫軸與縱軸坐標(biāo)，將施工工序結(jié)合不同時(shí)間地點(diǎn)在橫縱坐標(biāo)中表現(xiàn)出來，制定出不同的進(jìn)度管理方法。LSM 技術(shù)能夠在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建出來，自身具備信息化和現(xiàn)代化特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的高速公路工程施工進(jìn)度管理手段存在一定差別[2]?？陀^來說，LSM 技術(shù)更加便捷和直觀，通過計(jì)算機(jī)手段將公路工程的信息利用橫向、縱向的維度表示，更加簡(jiǎn)單明了、通俗易懂，有助于在高速公路工程施工進(jìn)度中明確各項(xiàng)環(huán)節(jié)的施工重點(diǎn)以及時(shí)間節(jié)點(diǎn)，從而有效提升高速公路工程施工進(jìn)度管理質(zhì)量。

2 BIM 與LSM 技術(shù)應(yīng)用流程

在高速公路工程施工進(jìn)度管理中使用BIM 與LSM技術(shù)，需要嚴(yán)格地按照BIM 與LSM 技術(shù)使用流程開展信息化工程統(tǒng)籌，詳細(xì)將高速公路工程工程量、施工效率、施工資源等內(nèi)容進(jìn)行數(shù)據(jù)化信息統(tǒng)籌，嚴(yán)格開展高速公路工程信息內(nèi)容統(tǒng)籌。通過3D 激光掃描技術(shù)手段來獲取原始地貌數(shù)據(jù)內(nèi)容，構(gòu)建出數(shù)字化地形模型，利用BIM 技術(shù)進(jìn)行高速公路工程模型構(gòu)建[3]。此外，還需要將高速公路工程的施工場(chǎng)地、施工資源、人力資源配備、施工定額等諸多影響因素進(jìn)行統(tǒng)籌，通過貝葉斯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段進(jìn)行施工效率預(yù)測(cè)。LSM 技術(shù)的主要作用是編制高速公路工程的施工進(jìn)度計(jì)劃，將其用在施工現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)環(huán)節(jié)。在開展施工的過程中，可以結(jié)合施工進(jìn)度的實(shí)際情況，將高速公路數(shù)據(jù)信息進(jìn)行及時(shí)更新、檢查，并且調(diào)整BIM 技術(shù)模型和LSM 線性規(guī)劃系統(tǒng)，及時(shí)追蹤更新施工進(jìn)度，動(dòng)態(tài)化開展施工指導(dǎo)。

3 BIM 與LSM 技術(shù)在高速公路工程施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用策略

3.1 建立高速公路工程地形模型

BIM 與LSM 技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用之前，都需要通過原始工程量數(shù)據(jù)信息搜集的形式，構(gòu)建出高速公路工程地形模型。結(jié)合不同工程地形、公路設(shè)計(jì)標(biāo)高、地質(zhì)特點(diǎn)等內(nèi)容，開展原始地形數(shù)據(jù)信息搜集，在原始數(shù)據(jù)搜集完畢之后構(gòu)建地形模式。通過3D 掃描技術(shù)手段，通過非接觸式主動(dòng)測(cè)量形式，自動(dòng)化對(duì)原始地形進(jìn)行測(cè)量并得出數(shù)據(jù)信息，獲取到明確的地形數(shù)據(jù)需求范圍。融入DPS 技術(shù)手段來獲取原始地形的三維坐標(biāo)，對(duì)高速公路工程原始地形開展分段掃描，并且獲取出全面的區(qū)域數(shù)據(jù)信息[4]。充分利用GPS 技術(shù)開展3G 激光掃描，明確高速公路施工位置的三維坐標(biāo)，分段開展施工場(chǎng)地測(cè)量，利用云數(shù)據(jù)去噪、配準(zhǔn)處理等內(nèi)容，獲取高精度的云數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)信息，并且將數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，利用BIM 技術(shù)構(gòu)建出工程數(shù)字地形模型。

3.2 構(gòu)建BIM 施工模型

通過BIM 技術(shù)手段，可以清晰精確地劃分高速公路工程各項(xiàng)線性施工內(nèi)容，并且制定出完善精準(zhǔn)的計(jì)劃，構(gòu)建出BIM 施工模型。在實(shí)際開展施工規(guī)劃時(shí)，將高速公路施工地形模型直接導(dǎo)入到BIM 軟件中，在此基礎(chǔ)上加入公路寬度、標(biāo)高、幾何尺寸信息等內(nèi)容，可以構(gòu)建出完善的BIM 施工模型[5]。在BIM 施工模型的基礎(chǔ)上，再使用LSM 技術(shù)，將施工內(nèi)容按照層次、線性內(nèi)容劃分，構(gòu)建出細(xì)化的BIM 施工模型。結(jié)合施工方案的要求，分層、分段、分工序地統(tǒng)計(jì)工程量。

3.3 進(jìn)行工程施工進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)分析

因?yàn)楦咚俟返牡刭|(zhì)條件非常復(fù)雜，并且參與到高速公路建設(shè)的建筑團(tuán)隊(duì)眾多，涉及了很多交叉施工的內(nèi)容。為了避免施工中存在的風(fēng)險(xiǎn)因素，需要通過科技技術(shù)進(jìn)行高速公路工程風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。從工程承包的層次上進(jìn)行分析，構(gòu)建出貝葉斯網(wǎng)絡(luò)施工效率預(yù)測(cè)體系，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境、社會(huì)環(huán)境、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、工程資源等內(nèi)容開展分析[6]。嚴(yán)格分析工程內(nèi)部施工定額的各項(xiàng)因素條件，并對(duì)施工中潛在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析和探究，把控施工效率，避免因?yàn)槭┕わL(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致的施工問題。

3.4 編制線性施工計(jì)劃

為了保障施工的順利開展，提升高速公路工程的施工進(jìn)度水平，需要結(jié)合BIM 施工管理模式來統(tǒng)計(jì)工程量，結(jié)合施工效率分析結(jié)果對(duì)施工工序、施工層、施工段、施工工期、薪資投入等內(nèi)容進(jìn)行分析。在此基礎(chǔ)上，還需要通過LSM 技術(shù)編制出精細(xì)化、線性的施工進(jìn)度計(jì)劃內(nèi)容，保障施工時(shí)間、施工位置、施工資源、施工順序的有序性。將“施工時(shí)間、施工位置、施工資源、施工順序”通過LSM 技術(shù)手段編制到同一坐標(biāo)系中，編制出區(qū)別于傳統(tǒng)方法的精細(xì)化線性統(tǒng)計(jì)圖，編制線性施工計(jì)劃確?，F(xiàn)場(chǎng)高效施工效率。

3.5 跟進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度信息

高速公路工程的施工環(huán)境非常復(fù)雜，并且涉及交叉施工的內(nèi)容，影響高速公路工程施工進(jìn)度的因素非常多。為了確保BIM 與LSM 技術(shù)模型的實(shí)際指導(dǎo)地位，應(yīng)將BIM 與LSM 技術(shù)模型與實(shí)際施工進(jìn)程進(jìn)行緊密聯(lián)系，利用BIM 與LSM 技術(shù)模型的整體性與協(xié)調(diào)性，結(jié)合實(shí)際施工進(jìn)度來調(diào)整原有BIM 與LSM 技術(shù)模型，確保BIM 與LSM 技術(shù)的實(shí)際指導(dǎo)地位。通過對(duì)計(jì)劃施工信息進(jìn)行更新與對(duì)比，找到實(shí)際施工與BIM 與LSM 技術(shù)模型產(chǎn)生的偏差，保障技術(shù)模型與施工進(jìn)度的一致性。

3.6 實(shí)時(shí)更新線性施工模型

實(shí)際開展高速公路施工時(shí)，往往會(huì)與預(yù)設(shè)的線性施工模型產(chǎn)生一定程度的偏差。在實(shí)際開展施工的過程中，應(yīng)該結(jié)合施工實(shí)際情況找出造成線性施工模型與實(shí)際施工情況產(chǎn)生的偏差因素，分析施工進(jìn)度潛在的風(fēng)險(xiǎn)與可能造成的不良結(jié)果，提出相應(yīng)的更改措施，全面更新并完善原有的線性施工模型，構(gòu)建出創(chuàng)新的進(jìn)度計(jì)劃內(nèi)容，更好地指導(dǎo)實(shí)際的高速公路施工現(xiàn)場(chǎng)管理。這樣，高速公路工程管理者，便可以結(jié)合線性施工模型中所提示的時(shí)間、內(nèi)容科學(xué)合理地進(jìn)行施工進(jìn)程管控，有效避免了因?yàn)槭┕すこ踢M(jìn)度管理不當(dāng)所造成的工期延誤現(xiàn)象。

4 結(jié)束語

總而言之，BIM 與LSM 技術(shù)作為具備創(chuàng)新性、協(xié)調(diào)性、科學(xué)性、優(yōu)化性的科學(xué)技術(shù)手段，能夠?yàn)楦咚俟饭こ淌┕みM(jìn)度管理工作提供良好基礎(chǔ)保障。在實(shí)際開展高速公路工程施工進(jìn)度管理的過程中，應(yīng)該明確BIM 與LSM 技術(shù)的重要性，配備專業(yè)的BIM 與LSM 技術(shù)應(yīng)用隊(duì)伍，結(jié)合高速公路工程施工的實(shí)際情況，按照BIM 與LSM 技術(shù)應(yīng)用流程，保障高速公路施工有序開展。同時(shí)，還要建立高速公路工程地形模型和BIM 施工模型，詳細(xì)開展工程施工進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)分析并編制線性施工計(jì)劃，跟進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度信息，實(shí)時(shí)更新線性施工模型，確保工程施工各項(xiàng)工作穩(wěn)步開展，按照工期要求保質(zhì)保量竣工。