BIM技術(shù)助推高速公路機(jī)電工程發(fā)展應(yīng)用

李振宇

摘 要：目前，BIM技術(shù)在國(guó)外的工程管理上已得到大量應(yīng)用，特別是在大型、復(fù)雜工程的管理中，其產(chǎn)生的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益得到業(yè)界廣泛關(guān)注和普遍認(rèn)可;隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展， BIM技術(shù)逐漸成為高速公路機(jī)電工程未來(lái)發(fā)展不可或缺的重要支撐。

關(guān)鍵詞：BIM;高速公路;機(jī)電工程;應(yīng)用價(jià)值

1 BIM簡(jiǎn)介

建筑信息模型（Building Information Modeling）是建筑學(xué)、工程學(xué)及土木工程的新工具，它是來(lái)形容那些以三維圖形為主、物件導(dǎo)向、建筑學(xué)有關(guān)的電腦輔助設(shè)計(jì)。BIM的核心是通過(guò)建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)，為這個(gè)模型提供完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫(kù)。借助這個(gè)包含建筑工程信息的三維模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，從而為建筑工程項(xiàng)目的相關(guān)利益方提供了一個(gè)工程信息交換和共享的平臺(tái)。根據(jù)高速公路機(jī)電工程施工階段的管理特點(diǎn)和實(shí)際需求，本文從BIM技術(shù)的管理優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用方法、未來(lái)趨勢(shì)等多方面進(jìn)行了探討。

2 BIM技術(shù)實(shí)施

BIM應(yīng)用需要大量專業(yè)人員實(shí)現(xiàn)BIM建模，通過(guò)中性文檔或指定格式，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入工程應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)局部信息共享。針對(duì)BIM技術(shù)實(shí)施，現(xiàn)從以下七個(gè)方面進(jìn)行討論。

（1）BIM可視化展示設(shè)計(jì)

可視化展示設(shè)計(jì)及建模過(guò)程，依照?qǐng)D紙和數(shù)據(jù)，利用專業(yè)軟件創(chuàng)建項(xiàng)目的道路、隧道、橋梁、建筑、設(shè)備等的BIM模型。各項(xiàng)目數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、全面性是項(xiàng)目設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)可視化展示的基礎(chǔ)，全面準(zhǔn)確的BIM建?？梢允构芾碚咧庇^地理解工程布局，校檢工程設(shè)計(jì)的可行性，及早發(fā)現(xiàn)工程隱患，及時(shí)提出并驗(yàn)證工程預(yù)案。

（2）BIM干涉監(jiān)測(cè)與工程模擬

將創(chuàng)建的道路、隧道、橋梁、建筑、機(jī)電設(shè)備等BIM模型導(dǎo)入工程模擬軟件檢測(cè)線纜路由、設(shè)備控制范圍干涉，進(jìn)行設(shè)備定位監(jiān)測(cè)和精確分析，并模擬相關(guān)標(biāo)段設(shè)備間的相互關(guān)系，這樣可以提前發(fā)現(xiàn)后期管理中的問(wèn)題，減少或優(yōu)化工程變更，調(diào)配資源和優(yōu)化工程方案。

（3）BIM工程深度設(shè)計(jì)

主要應(yīng)用在兩個(gè)方面：根據(jù)數(shù)據(jù)要求創(chuàng)建模型，并導(dǎo)入BIM系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，在BIM建模中隊(duì)相關(guān)設(shè)備管線進(jìn)行調(diào)整和完善。各專業(yè)技術(shù)人員對(duì)圖紙進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，創(chuàng)建BIM三維模型，按照軟件標(biāo)準(zhǔn)定義道路和設(shè)備數(shù)據(jù)，包括各項(xiàng)工程的完整參數(shù)，如尺寸、功能、型號(hào)、材料等。創(chuàng)建、編輯與擴(kuò)展各分項(xiàng)分部工程信息，將工程進(jìn)度、質(zhì)量、安全、成本等分項(xiàng)屬性與對(duì)應(yīng)模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)，屬性的關(guān)聯(lián)應(yīng)支持后期擴(kuò)展以便升級(jí)維護(hù)。利用建成的BIM模型根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)，對(duì)工程進(jìn)行干涉碰撞檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)報(bào)告對(duì)工程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果生成綜合三維效果圖，進(jìn)一步分解為二維施工圖。

（4）成本管理

將施工定額標(biāo)準(zhǔn)以編碼的形式登陸B(tài)IM系統(tǒng)，BIM系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)完成工程量量算，精確計(jì)算出工程成本。通過(guò)BIM系統(tǒng)的資源動(dòng)態(tài)生成工程計(jì)量清單，系統(tǒng)可以自動(dòng)計(jì)算出任意節(jié)點(diǎn)的總工程量以及對(duì)應(yīng)工程所需人力、物力消耗的預(yù)算;實(shí)現(xiàn)工程量、資源、成本的計(jì)劃于實(shí)際進(jìn)度的偏差分析;可定義生成工程量進(jìn)度表、資源占用表及計(jì)劃進(jìn)行偏差表等，實(shí)現(xiàn)工程資源動(dòng)態(tài)管理，并自動(dòng)生成工程質(zhì)量安全統(tǒng)計(jì)分析表。

（5）進(jìn)度管理

通過(guò)BIM系統(tǒng)集成進(jìn)度計(jì)劃數(shù)據(jù)和BIM模型，把工程方案在BIM虛擬環(huán)境中進(jìn)行仿真演練，對(duì)重點(diǎn)項(xiàng)目的安全、功能、空間進(jìn)行分析，優(yōu)化工程組織方案。同時(shí)實(shí)現(xiàn)工程進(jìn)度信息的實(shí)時(shí)查詢、計(jì)劃進(jìn)度CPI與實(shí)際進(jìn)度API偏差分析等功能，并可按要求生成多種報(bào)表。按季、月、周天檢查項(xiàng)目施工進(jìn)度，分析不同方案的施工優(yōu)劣，從而達(dá)到最佳施工管理效益。優(yōu)化施工進(jìn)程，降低施工成本。

（6）偏差分析

根據(jù)高速公路機(jī)電工程管理特點(diǎn)要求及BIM技術(shù)應(yīng)用價(jià)值，需委托專業(yè)軟件公司對(duì)施工管理系統(tǒng)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，建立起基于BIM技術(shù)活的現(xiàn)場(chǎng)施工管理系統(tǒng)，通過(guò)動(dòng)態(tài)對(duì)比各分項(xiàng)工程的實(shí)際進(jìn)度與計(jì)劃進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)進(jìn)度偏差和成本偏差及沖突分析預(yù)警;按設(shè)定日期進(jìn)行工程量、工程資料及成本對(duì)比，實(shí)現(xiàn)資源消耗量分析和預(yù)警;根據(jù)計(jì)劃進(jìn)度工程價(jià)值和實(shí)際進(jìn)度掙值對(duì)比，動(dòng)態(tài)分析任意節(jié)點(diǎn)的成本偏差及其影響因素。

（7）BIM技術(shù)對(duì)職能部門(mén)的管理

BIM系統(tǒng)根據(jù)不同的權(quán)限和職能確保各部門(mén)實(shí)現(xiàn)合同管理、采購(gòu)管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、安全管理、變更管理、支付管理等功能，實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)間的控制聯(lián)動(dòng)，并進(jìn)行可視化查詢。為管理者提供工程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等功能，按要求定制生成各種工程報(bào)表。通過(guò)對(duì)工程關(guān)鍵線路跟蹤，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程施工質(zhì)量、安全事件的全程監(jiān)控，為決策人員的管理決策提供分析依據(jù)和支持。

3 BIM系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值

隨著B(niǎo)IM技術(shù)在工程設(shè)計(jì)、物資管理、成本控制中的深入應(yīng)用，可有效提高項(xiàng)目管理水平，降低決策風(fēng)險(xiǎn)，減少能源消耗，降低施工成本，營(yíng)造綠色工程。通過(guò)BIM技術(shù)實(shí)施，建立完整的高速公路機(jī)電工程構(gòu)件庫(kù)，開(kāi)發(fā)一套基于BIM技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)施工管理系統(tǒng)，并可推廣到其他在建要建項(xiàng)目之中?？蓪?shí)現(xiàn)的效益分析如下：

（1）實(shí)現(xiàn)有效溝通

為項(xiàng)目建立可視化的三維模型，與業(yè)主干系人等相關(guān)方溝通更直接，可提高工作效率。

BIM系統(tǒng)是高度集成和全方位的信息化平臺(tái)，是項(xiàng)目參與方進(jìn)行有效交流和溝通的渠道;通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)的工程模型的信息擴(kuò)展、實(shí)時(shí)信息更新，工程管理效率會(huì)顯著提高。

（2）加強(qiáng)技術(shù)措施

利用道路管線路由、設(shè)備控制范圍中的BIM模型，進(jìn)行高速公路監(jiān)控功能與公路固定標(biāo)志標(biāo)牌以及路橋的干涉監(jiān)測(cè)，提前發(fā)現(xiàn)各標(biāo)段相互配合中存在的問(wèn)題，深化設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)變更，減少前期設(shè)計(jì)失誤，減少無(wú)謂工程投入及工程返工成本，提高設(shè)計(jì)效率和工程質(zhì)量。

（3）保證工程安全

利用項(xiàng)目BIM三維模型，精確計(jì)算出材料使用量，合理利用資源。通過(guò)對(duì)關(guān)鍵分項(xiàng)工程和重要工程節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)、直觀模擬，可以生成多個(gè)施工及組織方案，以供合理優(yōu)化選擇。BIM技術(shù)的工程沖突與安全分析使管理者能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)工程的安全隱患和技術(shù)缺陷，及時(shí)解決問(wèn)題，大大提高了工程的安全性、可靠性。

（4）降低工程成本

BIM技術(shù)根據(jù)施工進(jìn)度能精確計(jì)算出工程每月、每周甚至每天的人力、物力消耗，可有效幫助管理者合理分配工程資源和場(chǎng)地，調(diào)配分部分項(xiàng)工程進(jìn)度計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)分項(xiàng)進(jìn)度合理搭接，縮短工期，提高資源利用率，節(jié)省資源供給。利用BIM技術(shù)對(duì)工程進(jìn)度及消耗資源、施工成本的統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)工程成本動(dòng)態(tài)查詢和及時(shí)調(diào)配。

（5）實(shí)現(xiàn)工程全壽命管理

高速公路機(jī)電工程施工階段建立并完善的BIM模型系統(tǒng)完全可以應(yīng)用于項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段的信息化管理，提供真實(shí)、完整的高速公路機(jī)電工程模型，為高速公路機(jī)電工程后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)帶來(lái)便利，為實(shí)現(xiàn)高速公路機(jī)電工程全壽命周期管理的數(shù)據(jù)交換和共享提供支持。完整精確的道路、設(shè)備、管線的BIM模型，在設(shè)計(jì)階段支持綠色節(jié)能分析、碰撞檢測(cè)和優(yōu)化方案;施工階段可實(shí)現(xiàn)工程動(dòng)態(tài)管理;運(yùn)營(yíng)階段可實(shí)現(xiàn)智能管理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)可視化、資源消耗和設(shè)施調(diào)配可視化等。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化管理的要求，BIM技術(shù)適應(yīng)了當(dāng)前工程精細(xì)化管理的潮流，它的應(yīng)用和推廣將成為高速公路機(jī)電工程管理的一種趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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