BIM技術(shù)在智慧交通工程施工進(jìn)度管理中的應(yīng)用研究

楊美云，劉德泉

(1.廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530029；2.廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 南寧 530023)

0 引言

在智慧交通建設(shè)中，我國(guó)交通工程領(lǐng)域迎來(lái)全新的發(fā)展機(jī)遇，交通運(yùn)輸方面取得顯著成效。為進(jìn)一步優(yōu)化智慧交通建設(shè)水平，需要依托BIM技術(shù)、人工智能技術(shù)等相關(guān)技術(shù)融合應(yīng)用，推動(dòng)智慧交通信息化建設(shè)，提高工程施工各個(gè)環(huán)節(jié)的管理水平，進(jìn)而突破智慧交通建設(shè)局限。因此，為促使智慧交通保持良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，交通工程部門要提高對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用的重視程度，不斷挖掘BIM技術(shù)在智慧交通工程項(xiàng)目施工建設(shè)中的作用優(yōu)勢(shì)，切實(shí)依靠BIM技術(shù)提高智慧交通建設(shè)成效。

1 BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)

BIM技術(shù)興起，掀起了交通工程領(lǐng)域技術(shù)革命，通過(guò)三維建模技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了工程信息數(shù)字化表達(dá)方式。BIM技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，提供核心建模軟件的使用、可視化軟件的使用、模型檢查軟件的使用等[1]，一般可借助Revit核心軟件進(jìn)行建模，為工程規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了可靠性的參考。將BIM技術(shù)投入智慧交通工程項(xiàng)目中，有效突破傳統(tǒng)成本管理局限，加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)資源的掌握，優(yōu)化資源配置，強(qiáng)化成本控制效果。BIM技術(shù)彌補(bǔ)了智慧交通建設(shè)面臨的技術(shù)缺陷，有效防止了重復(fù)建設(shè)問(wèn)題，保證工程信息的暢通，在一定程度上為智慧交通工程建設(shè)提供了全新的發(fā)展思路。

2 智慧交通發(fā)展現(xiàn)狀

在智慧城市發(fā)展背景下，社會(huì)各界對(duì)交通出行的舒適度和便捷度提出了更高層次的要求，通過(guò)借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等前沿技術(shù)，積極構(gòu)建了智慧交

通系統(tǒng)，賦予了交通系統(tǒng)高清識(shí)別和管理功能。將大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用其中，實(shí)現(xiàn)對(duì)交通信息數(shù)據(jù)的挖掘、分析、處理和存儲(chǔ)，發(fā)揮出智慧交通的優(yōu)勢(shì)作用，為人們提供便捷性服務(wù)、智能化服務(wù)[2]。智慧交通在人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)城市交通數(shù)據(jù)信息的分析，加強(qiáng)對(duì)城市交通現(xiàn)狀的分析和評(píng)估，全面分析影響交通運(yùn)輸和通行的因素，并根據(jù)系統(tǒng)評(píng)估結(jié)果，給出具有針對(duì)性的解決措施。

2.1 智能技術(shù)的應(yīng)用

2.1.1 智能交通機(jī)器人的使用

人工智能技術(shù)支持下，為智慧交通夯實(shí)了基礎(chǔ)，通過(guò)應(yīng)用智慧交通機(jī)器人，提供了智能指揮功能。交通指揮中心負(fù)責(zé)人可通過(guò)監(jiān)控反饋界面，實(shí)時(shí)掌握城市當(dāng)前各個(gè)時(shí)段、各個(gè)路段交通信息，并做好調(diào)度和調(diào)整工作，確保城市交通暢通，防止擁堵現(xiàn)象的出現(xiàn)，影響人們的出行體驗(yàn)。智能交通機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，支持交通信號(hào)燈系統(tǒng)聯(lián)合使用，更好地優(yōu)化了信號(hào)燈的控制，給出明確的信號(hào)信息。智能交通機(jī)器人在圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用下，實(shí)現(xiàn)對(duì)行人和非機(jī)動(dòng)車的監(jiān)控，為交通安全規(guī)則的制定和調(diào)整提供了參考[3]。

2.1.2 無(wú)人駕駛技術(shù)的應(yīng)用

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持下，研發(fā)無(wú)人駕駛汽車，這種汽車智能化程度高，在計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)和定位技術(shù)支撐下，可在無(wú)人狀態(tài)下自主行駛，更好地保證行人安全，發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)智慧交通發(fā)展，解決交通高峰期中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。

2.1.3 優(yōu)化出行方式

在人工智能技術(shù)支撐下，人們借助移動(dòng)地圖，科學(xué)地規(guī)劃出行線路，通過(guò)手機(jī)移動(dòng)端擇優(yōu)路線，提高人們交通出行便捷程度[4]。同時(shí)，人工智能技術(shù)應(yīng)用在智慧交通建設(shè)中，加強(qiáng)對(duì)道路信息的識(shí)別，便于交通管理部門清晰地識(shí)別和處理圖像信息，識(shí)別道路車輛，加強(qiáng)對(duì)各路段車流信息的掌握。

2.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)在智慧交通發(fā)展中的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，大數(shù)據(jù)技術(shù)廣泛應(yīng)用在社會(huì)各行業(yè)中，提高了信息數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)和處理速率。將大數(shù)據(jù)技術(shù)具體應(yīng)用在智慧交通建設(shè)中，實(shí)現(xiàn)了智慧交通人性化建設(shè)。通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)，將城市交通具體情況收錄到大數(shù)據(jù)庫(kù)中，并在智慧交通系統(tǒng)處理下，為駕駛員規(guī)劃最佳交通出行路線，增強(qiáng)交通出行便利感。同時(shí)，在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下，實(shí)現(xiàn)信息共享，提供了運(yùn)輸信息服務(wù)，以便企業(yè)掌握交通運(yùn)輸情況，尤其在物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)，可制定出最優(yōu)物流運(yùn)輸線路，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置目標(biāo)[5]。此外，將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在智慧交通建設(shè)中，可為交通管理部門提供管理協(xié)助，進(jìn)而提高城市交通運(yùn)行效率，合理調(diào)整和規(guī)劃停車場(chǎng)，加快車流量的疏導(dǎo)。交通管理部門借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)交通事故多發(fā)路段車速的控制和限制，降低交通事故發(fā)生的概率。

2.3 BIM技術(shù)在智慧交通工程建設(shè)中的應(yīng)用

智慧交通工程建設(shè)過(guò)程中，加大對(duì)新型技術(shù)的應(yīng)用，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下，構(gòu)建了智慧交通平臺(tái)，優(yōu)化交通系統(tǒng)。智慧交通系統(tǒng)在前期設(shè)計(jì)規(guī)劃過(guò)程中，借助BIM技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，搭建三維模型，集成了設(shè)計(jì)、材料采購(gòu)、工程量計(jì)算、施工管理、成本控制等施工環(huán)節(jié)，在三維模型構(gòu)建下，實(shí)現(xiàn)對(duì)勘察信息的整合，提高了施工設(shè)計(jì)的合理性，促使智慧交通工程建設(shè)品質(zhì)不斷提升。

2.4 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

智慧交通建設(shè)過(guò)程中，依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了“互聯(lián)網(wǎng)+交通”模式，如網(wǎng)約車、共享單車、共享汽車等，提供了“互聯(lián)網(wǎng)+”服務(wù)，改變了人們的出行方式，并在5G通信技術(shù)支撐下，推動(dòng)智慧交通向共享經(jīng)濟(jì)層面發(fā)展。同時(shí)，智慧交通中的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)化了物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)，提供了物流運(yùn)輸綜合性服務(wù)，如移動(dòng)支付、充電設(shè)施增值服務(wù)等。

3 BIM技術(shù)在智慧交通工程施工進(jìn)度管理中的具體應(yīng)用

BIM技術(shù)可將工程信息進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)化管理，還應(yīng)用其可視化優(yōu)勢(shì)，搭建施工場(chǎng)景模型，加強(qiáng)對(duì)施工環(huán)節(jié)的監(jiān)控和管理，并將GIS技術(shù)引入其中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間地理信息的收集、存儲(chǔ)和管理，優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)[6]。在智慧交通迅猛發(fā)展過(guò)程中，BIM技術(shù)在智慧交通工程建設(shè)中的應(yīng)用更為廣泛和頻繁，可實(shí)現(xiàn)對(duì)交通工程建設(shè)整個(gè)生命周期的監(jiān)控，提高工程科學(xué)管理成效。尤其在公路工程建設(shè)中，投資額度大、工程規(guī)模大、承建單位參與者較多，增加了工程管理難度，為降低智慧交通工程建設(shè)難度，減少疏漏環(huán)節(jié)，可借助BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)施工全過(guò)程數(shù)字化管理，將設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)以及運(yùn)營(yíng)等環(huán)節(jié)集成到同一平臺(tái)上，并利用BIM技術(shù)可視化優(yōu)勢(shì)，展現(xiàn)多維度施工信息，進(jìn)一步提高項(xiàng)目綜合運(yùn)行管理水平，保證BIM技術(shù)投入的有效性和針對(duì)性。

3.1 BIM技術(shù)在勘察設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)在工程設(shè)計(jì)階段可以深化設(shè)計(jì)，推動(dòng)傳統(tǒng)二維圖紙向三維模式轉(zhuǎn)變。在三維模型支持下，設(shè)計(jì)人員更便于進(jìn)行設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)的試驗(yàn)碰撞，從而加強(qiáng)對(duì)交通工程信息的分析和處理，檢驗(yàn)施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的合理性。在BIM技術(shù)支持下，將BIM方案與預(yù)期的評(píng)估進(jìn)行對(duì)比，選出最佳的方案。

在實(shí)際利用BIM技術(shù)開展項(xiàng)目計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)BIM模型搭建，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料使用成本的控制，提高數(shù)據(jù)提取效率，并在模型多次校驗(yàn)無(wú)誤后，邀請(qǐng)參建單位再次進(jìn)行審核，確保參建各單位清晰了解設(shè)計(jì)的意圖[7]。同時(shí)，為保證綜合管線布設(shè)的合理性，借助四維模型進(jìn)行施工模擬，提供了可視化進(jìn)度，便于查缺補(bǔ)漏，優(yōu)化施工環(huán)境。根據(jù)整體模型的建立，構(gòu)建交通基礎(chǔ)設(shè)施參數(shù)化信息模型，精細(xì)化地建立各個(gè)組件的微觀模型，包括行車道、超車道和應(yīng)急停車道等組件模型，確保各個(gè)組件線路設(shè)計(jì)的合理性，避免在施工階段出現(xiàn)偏差，進(jìn)而影響施工進(jìn)度。

BIM技術(shù)應(yīng)用在制圖過(guò)程中，優(yōu)化了工程圖紙出圖方式，保證設(shè)計(jì)與施工之間的一致性。通過(guò)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)圖紙校驗(yàn)和核對(duì)，可預(yù)先發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的不足之處，深化設(shè)計(jì)，為后續(xù)的設(shè)計(jì)交底工作夯實(shí)了基礎(chǔ)。針對(duì)施工圖紙中的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)識(shí)和標(biāo)注，可更好地滿足實(shí)際施工要求，便于施工計(jì)劃的落實(shí)，保證施工進(jìn)度，提高交通工程項(xiàng)目建設(shè)品質(zhì)。當(dāng)模型發(fā)生改變時(shí)，相應(yīng)的施工圖紙會(huì)隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變和更改，自動(dòng)完成圖幅安排，減少了設(shè)計(jì)變更時(shí)間，優(yōu)化了施工環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工成本的控制[8]。

基于智慧交通工程項(xiàng)目涉及人員繁雜，為保證各部門各環(huán)節(jié)人員協(xié)調(diào)性，將BIM技術(shù)引入其中，提高了交通工程信息傳輸時(shí)效，人員接收信息更加靈活，方便設(shè)計(jì)人員、參建單位之間的溝通和交流，及時(shí)就問(wèn)題進(jìn)行協(xié)商，大大提高了工作效率。

在BIM技術(shù)支持下，還可以科學(xué)地計(jì)算出工程量，工程項(xiàng)目建設(shè)單位可更好地安排采購(gòu)計(jì)劃，配置施工人員等。同時(shí)，根據(jù)工程量科學(xué)估算工程成本，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同設(shè)計(jì)方案的對(duì)比，更好優(yōu)化了工程招投標(biāo)階段的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。

3.2 BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

將BIM技術(shù)應(yīng)用在智慧交通工程施工階段，可實(shí)現(xiàn)對(duì)施工成本的控制，加強(qiáng)對(duì)施工中質(zhì)量通病、安全隱患的評(píng)估和分析，及時(shí)解決施工階段過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，推進(jìn)施工進(jìn)度，保證施工質(zhì)量。智慧交通工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，最終目標(biāo)是成本控制、進(jìn)度管理和質(zhì)量提升[9]，基于此，必須借助BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)智慧交通建設(shè)目標(biāo)，確保按時(shí)完成施工項(xiàng)目，避免出現(xiàn)停工和二次返工的現(xiàn)象。通過(guò)構(gòu)建BIM技術(shù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)信息動(dòng)態(tài)化監(jiān)控，在三維模型場(chǎng)景構(gòu)建下，實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)的施工場(chǎng)景和施工進(jìn)度的模擬，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，在保證工程建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，確保智慧交通工程項(xiàng)目完工建設(shè)。在施工場(chǎng)景仿真建設(shè)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工場(chǎng)地合理化調(diào)整，并得出施工區(qū)平面設(shè)計(jì)圖。在三維施工場(chǎng)景中，借助BIM技術(shù)科學(xué)地進(jìn)行交通規(guī)劃和功能區(qū)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)功能區(qū)的劃分，并支持對(duì)施工方案、施工組織設(shè)計(jì)說(shuō)明的驗(yàn)證和分析，糾正設(shè)計(jì)方案中的不足之處，通過(guò)模型多次驗(yàn)證，選擇出最佳的規(guī)劃方案，更好為施工管理、施工進(jìn)度提供保障。

在整個(gè)線路與工程標(biāo)準(zhǔn)段管理過(guò)程中，依據(jù)BIM技術(shù)創(chuàng)建整體線路宏觀模型，實(shí)現(xiàn)施工階段的精細(xì)化管理目標(biāo)，建立施工進(jìn)度與工程信息相結(jié)合的微觀模型，并將施工任務(wù)、施工資源、質(zhì)量以及成本等信息錄入到模型中，借助BIM軟件進(jìn)行各個(gè)階段施工進(jìn)度的規(guī)劃，提供項(xiàng)目建設(shè)節(jié)點(diǎn)查詢和跟蹤功能。如電機(jī)施工信息查詢時(shí)，可具體查詢施工設(shè)施、承建單位及進(jìn)度信息等。施工進(jìn)度模塊中，需要根據(jù)施工計(jì)劃模擬整個(gè)施工周期，加強(qiáng)對(duì)施工安全設(shè)施、場(chǎng)地布設(shè)等信息的綜合考量，根據(jù)施工實(shí)際情況調(diào)整施工進(jìn)度。在施工進(jìn)度動(dòng)態(tài)管理方面，可構(gòu)建5D-BIM模型調(diào)整施工計(jì)劃，加強(qiáng)調(diào)度人員、材料及機(jī)械設(shè)備計(jì)算，全面分析影響施工進(jìn)度的因素。

BIM技術(shù)下的三維場(chǎng)景構(gòu)建，是借助仿真軟件展示仿真動(dòng)畫，為工程管理人員提供最佳的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)方案的模擬對(duì)比[10]。同時(shí)，在技術(shù)交底環(huán)節(jié)，通過(guò)展示三維動(dòng)畫效果圖，相關(guān)施工人員可直觀、清晰地掌握技術(shù)工藝實(shí)施步驟和流程，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工人員的技術(shù)指導(dǎo)。在軟件支持下，科學(xué)計(jì)算各個(gè)階段施工需要的材料資源、人力資源等，加強(qiáng)對(duì)工程施工成本的控制，提高工程項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的管理水平，清晰掌握施工全過(guò)程信息，從而加強(qiáng)對(duì)施工風(fēng)險(xiǎn)的控制和預(yù)見，加強(qiáng)施工指導(dǎo)，合理優(yōu)化工期，為推進(jìn)施工進(jìn)度夯實(shí)基礎(chǔ)。

同時(shí)，BIM技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，進(jìn)一步提高智慧交通智能化建設(shè)進(jìn)程，將BIM模型得出的相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至云平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)手機(jī)移動(dòng)端的操作，進(jìn)行進(jìn)度計(jì)劃安排、安全管理、施工動(dòng)態(tài)監(jiān)控等。同時(shí)，科學(xué)定位施工人員，可清晰觀察到施工人員的施工動(dòng)態(tài)特征，加強(qiáng)對(duì)施工人員的技術(shù)指導(dǎo)，保證工程項(xiàng)目高效運(yùn)行。通過(guò)BIM技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)施工階段的精細(xì)化管理，保證各項(xiàng)工程數(shù)據(jù)精確，借助“BIM+點(diǎn)云進(jìn)度”進(jìn)行校核，降低模型對(duì)比誤差，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)施工材料、預(yù)制件加工精度的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工、出廠、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的進(jìn)度控制和質(zhì)量控制，便于工程負(fù)責(zé)人隨時(shí)調(diào)取各個(gè)構(gòu)件信息，查詢預(yù)制件制作的原始數(shù)據(jù)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智慧交通與智慧醫(yī)療、智慧社區(qū)等智慧行業(yè)發(fā)展前景廣闊，實(shí)現(xiàn)了資源整合發(fā)展，為打造智慧城市貢獻(xiàn)力量。BIM技術(shù)在智慧交通工程建設(shè)中的應(yīng)用，提高了工程信息化水平，加強(qiáng)了對(duì)工程質(zhì)量預(yù)判的能力，提高了工程信息收集、存貯、處理水平，并在互聯(lián)網(wǎng)支持下，實(shí)現(xiàn)了交通信息共享，更好地提供了遠(yuǎn)程服務(wù)。通過(guò)BIM三維模型的創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度的模擬，通過(guò)模型碰撞檢驗(yàn)，提高施工技術(shù)、施工組織設(shè)計(jì)制定的合理性，推動(dòng)施工進(jìn)度，保證了智慧交通工程建設(shè)質(zhì)量。