BIM技術(shù)在公路工程建養(yǎng)一體化中的應(yīng)用

文/姜凱鐘

1 前言

我國公路工程建設(shè)呈現(xiàn)出高質(zhì)量發(fā)展的趨勢，而在公路工程建養(yǎng)一體化中應(yīng)用BIM 技術(shù)，可以做到對公路工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工以及運營維護的全壽命周期技術(shù)管理與創(chuàng)新應(yīng)用，通過建立BIM 公路一體化管理模型，提出公路工程建設(shè)中可能出現(xiàn)的關(guān)鍵風(fēng)險點與技術(shù)對策，從而最大限度地確保公路工程建設(shè)的安全要求，有利于更好地實現(xiàn)公路運營效益的最大化。

2 BIM 技術(shù)的特點

2.1 模型的可視化

在公路工程建設(shè)中使用BIM 技術(shù)，能夠更好地實現(xiàn)以三維信息模型作為載體，針對公路工程項目設(shè)計、施工以及運維的方式，最終使公路工程的整個建設(shè)過程變得更加直觀可視，有利于方便施工中的溝通與交流[1]。

2.2 模型的關(guān)聯(lián)性

針對那些可識別的相關(guān)關(guān)聯(lián)信息，當信息模塊中的某個對象發(fā)生變化后，會及時對之前關(guān)聯(lián)的信息進行更新。因此在BIM 技術(shù)中，這些信息模型都具有一定的關(guān)聯(lián)性。

2.3 模型的優(yōu)化性

在公路工程使用BIM 技術(shù)進行建模，需要不斷地對模型進行優(yōu)化，只有不斷地優(yōu)化，才能使整個公路工程建設(shè)變得更好；而BIM 技術(shù)利用數(shù)字模型的優(yōu)化方案，相比于其他方式具有更多的優(yōu)勢。

2.4 模型的完備性

除對工程對象進行三維信息的表達外，通常BIM技術(shù)還有四維、五維等更多維度和屬性的信息描述，可以為相關(guān)管理者做出適宜的管理決策做良好的支撐。

3 公路工程施工階段的BIM 技術(shù)應(yīng)用

3.1 做好GIS 模塊的應(yīng)用

通常將航空影像與數(shù)據(jù)衛(wèi)星信息進行融合后，利用GIS 模塊可以實現(xiàn)快速傳遞到BIM 公路建養(yǎng)一體化的平臺上。這種方式能夠更好地規(guī)劃公路工程的相關(guān)施工以及對周邊地形的有效匹配，并確保對平臺項目相關(guān)的空間地理地貌等信息的搜索和查詢[2]。經(jīng)過搜索與查詢功能后，最終可以簡單快速地實現(xiàn)對公路工程空間測量和功能性的分析。

3.2 電力及管線改造

加強對電力和管線等項目的有效改進，其主要目的是對建筑項目的快速實施，而這些改造項目一般牽涉到與多個單位的溝通與協(xié)調(diào)。在公路工程建養(yǎng)一體化的應(yīng)用中，對電力和管線進行遷移與改造時，由于這些線路深埋地下，不但會給施工帶來極大的阻礙，同時也會給整個施工帶來嚴重的安全隱患，最終影響到整個公路施工進程。但使用BIM 技術(shù)建立出相關(guān)的信息模型后，可以將公路施工中需要的單位、電力、管線等模型信息囊括下來，方便與各個單位和部門之間的有效溝通協(xié)調(diào)，最終也能在很大程度上方便施工管理部門進行有效施工管理。

3.3 可視化技術(shù)交底

在BIM 技術(shù)中，可視化技術(shù)交底工作占有非常重要的作用，在所有施工的相關(guān)步驟根據(jù)圖紙進行時，由相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員進行理解和解讀，才能有效指導(dǎo)工人進行施工。而應(yīng)用BIM 技術(shù)進行可視化操作時，將圖紙以三維立體的視角呈現(xiàn)給施工人員后，有利于快速避免公路工程中因為對圖紙理解不到位而出現(xiàn)的施工風(fēng)險。并且，可視化技術(shù)交底還能提升項目建設(shè)過程中的溝通與交流效率，促使整個公路工程的施工效率得到有效提高。

3.4 圖紙的管控

通過構(gòu)建一體化平臺可視化技術(shù)，有利于實現(xiàn)公路工程中對施工圖紙二維化以及三維化的有效轉(zhuǎn)換，也能夠?qū)崿F(xiàn)對這些施工圖紙的快速儲存。良好的一體化平臺使得施工圖紙快速轉(zhuǎn)換后，還能更好地幫助施工人員理解圖紙，也能為后期的工程項目提供足夠的信息查閱內(nèi)容。

3.5 虛擬構(gòu)建施工

在公路工程項目的建設(shè)中，對于重點公路工程的建設(shè)，需要重點注重公路施工技術(shù)，這是因為重點公路項目往往涉及人們的生命安全?；诖?，利用BIM 技術(shù)構(gòu)建出虛擬模型的方式，同時在虛擬模型的建造和使用時，可以快速做到對施工方案的有效審核，甚至還能對施工設(shè)計方案做到工程有效驗收，良好的虛擬模型對于項目施工的可行性、合理性都有著直觀的展示。所以在公路工程建養(yǎng)一體化施工中，提前做好虛擬構(gòu)建，能夠及時發(fā)現(xiàn)存在的各種問題和缺點，在施工中盡量避免，最終能夠提高公路施工的效率。

4 運營維護階段中對BIM 技術(shù)的應(yīng)用

4.1 與工務(wù)安全檢測系統(tǒng)有機結(jié)合

針對工務(wù)安全檢測，可以有效提供足夠安全的監(jiān)測和管理信息的統(tǒng)一化需求，并為工務(wù)設(shè)備的檢測提供足夠的技術(shù)和數(shù)據(jù)支撐。同時這種監(jiān)測系統(tǒng)對公路日常狀態(tài)的監(jiān)測時，還能對指定區(qū)域路段的基本狀況進行監(jiān)測，實現(xiàn)對環(huán)境災(zāi)害、工務(wù)機械車作業(yè)等的監(jiān)控。為了更好地確保公路運營階段對多源數(shù)據(jù)的有效整合，在利用BIM 技術(shù)進行運維管理時，需要從開發(fā)工務(wù)安全檢測的設(shè)計接口進行，才能更好地實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的自動收集和處理分析，避免出現(xiàn)多個電子信息系統(tǒng)相互獨立的情況發(fā)生，方便更好地進行管理，使工作效率得到大幅度提升。

4.2 管養(yǎng)知識庫

公路結(jié)構(gòu)全部位于外界環(huán)境中，在不同地區(qū)會受到不同環(huán)境的影響，因此公路工程在結(jié)構(gòu)的服役期間，會經(jīng)常發(fā)生各種各樣的病害問題。針對公路運維管理時，需要對這些病害進行歸類、分析，同時在維修養(yǎng)護時，還需要構(gòu)建出對應(yīng)的知識庫，使公路工程建設(shè)可以積累大量的知識與經(jīng)驗，也為以后的公路病害問題分析提供了足夠的信息資料。而在公路工程建養(yǎng)一體化的應(yīng)用中，必須要根據(jù)公路結(jié)構(gòu)中呈現(xiàn)出來的病害特征以及劣化速率等情況規(guī)范對應(yīng)的標準化作業(yè)流程，最終有利于提高公路的管養(yǎng)水平，確保公路在發(fā)生病害時，能夠快速對其病害進行養(yǎng)護維修，使公路的質(zhì)量得到最基本的保證。

4.3 設(shè)備和資料的一體化管理

在公路工程中建立對應(yīng)的設(shè)備臺賬，并和空間實體對象做好一定的關(guān)聯(lián)后，能夠為施工提供最佳設(shè)備的選擇服務(wù)。一般情況下，采用較為模糊的搜索方式，然后列出搜索結(jié)果的列表，并確定對應(yīng)的雙擊列表選項，可以更好地指定到對應(yīng)的設(shè)備中，同時通過不同的快速導(dǎo)航方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備的快速定位分析，并做好相應(yīng)的設(shè)備臺賬編輯以及維護工作。在公路工程建養(yǎng)一體化應(yīng)用中，使用BIM 技術(shù)必須按照施工圖紙、驗收資料、辦公文檔等進行分類，隨后針對系統(tǒng)集成窗口中實現(xiàn)的工程結(jié)構(gòu)信息進行有效追溯，才能更好地方便維護人員對其有效使用。

4.4 數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)

在物聯(lián)網(wǎng)廣泛普及并應(yīng)用的當今社會，使用一體化數(shù)字管養(yǎng)系統(tǒng)可以針對BIM 技術(shù)模型展開的公路工程結(jié)構(gòu)運行的監(jiān)控參考指標，實現(xiàn)對多源多維數(shù)據(jù)的可視化以及相關(guān)性的分析研究，如圖1 所示。然而只有梳理出公路工程結(jié)構(gòu)的性能以及評價的基本指標體系，才能有效制定出相應(yīng)的建養(yǎng)對策，并通過BIM 技術(shù)進行運維管理，最終能夠有效地指導(dǎo)公路結(jié)構(gòu)和使用狀態(tài)的維護工作，這也是一種全新且高效的管理和養(yǎng)護模式。

圖1 BIM 模型在數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)中的模型

4.5 輔助培訓(xùn)新員工

在基于BIM 技術(shù)進行多維管理虛擬的過程中，不僅能將公路結(jié)構(gòu)等信息完整準確地展示出來，同時還需要將對應(yīng)的緩解問題庫以及相關(guān)的解決應(yīng)急方案展示出來。只有這樣，才能使新員工可以快速學(xué)習(xí)，這種方式相比于二維圖紙資料的學(xué)習(xí)而言，效果會好很多，也不會因為員工的變化而造成工作效率和工作水平的波動，這是一種非常高效率的培訓(xùn)方式。

5 BIM 技術(shù)對大數(shù)據(jù)的分析和挖掘

通常情況下，在公路工程建養(yǎng)一體化中應(yīng)用BIM技術(shù)時，需要通過對施工和運維數(shù)據(jù)進行研究與分析，從而能夠有效展開大數(shù)據(jù)的管理和對應(yīng)的研究工作。而如果采用傳統(tǒng)的工具進行數(shù)據(jù)的有效組合時，需要經(jīng)過篩選、關(guān)聯(lián)、計算、排重等相關(guān)分析，并利用分類、預(yù)測等主流技術(shù)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的探索以及可視化工具的數(shù)據(jù)價值應(yīng)用。在對公路工程基礎(chǔ)的研究研發(fā)中提供了必要的數(shù)據(jù)技術(shù)支撐，這也是BIM 技術(shù)核心理念的主要價值，也是利用BIM 技術(shù)為手段的最終服務(wù)目標。

6 結(jié)語

以BIM 技術(shù)為核心的公路建養(yǎng)一體化應(yīng)用，通過融合數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)應(yīng)用等創(chuàng)新模式，從而能夠形成高度自動化、規(guī)范化和流程化的公路工程信息管理機制。以BIM 技術(shù)作為核心的信息標準化，不但能夠提高工程施工的管理水平，同時也能為工程養(yǎng)護提供重要的借鑒措施，最終引領(lǐng)我國公路工程向著良好的方向發(fā)展。