BIM技術(shù)在高速公路機(jī)電工程項(xiàng)目管理中的應(yīng)用

北京瑞拓電子技術(shù)發(fā)展有限公司 解海波

高速公路機(jī)電工程是十分重要的環(huán)節(jié)，通過(guò)構(gòu)建完善的機(jī)電工程，能確保各項(xiàng)建設(shè)工作的高效開展，提高機(jī)電工程的工作效率。BIM技術(shù)是在信息化發(fā)展背景下所誕生的一種現(xiàn)代化的信息管理系統(tǒng)，該工作系統(tǒng)主要是基于項(xiàng)目工程分類信息，構(gòu)建三維建筑模型，并在模型構(gòu)建過(guò)程中，將項(xiàng)目的各項(xiàng)信息涵蓋了規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、后期服務(wù)等全部?jī)?nèi)容融入其中，為施工管理人員提供一個(gè)良好的操作平臺(tái)、管理平臺(tái)。同時(shí)在BIM技術(shù)體系當(dāng)中還可應(yīng)用數(shù)字化的信息模擬建模技術(shù)，保證了機(jī)電工程建設(shè)的協(xié)同性，同時(shí)也能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)性的分析，及時(shí)地掌握工程各個(gè)階段的詳細(xì)信息，使工程人員能建立相對(duì)準(zhǔn)確的工程數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目工程針對(duì)性的管控。

1 在高速公路機(jī)電工程項(xiàng)目管理中應(yīng)用的特點(diǎn)

1.1 BIM技術(shù)的原理

BIM技術(shù)被稱為building Information modeling，是在現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用背景之下所誕生的一種3D結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)將該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到工程領(lǐng)域，可有效避免工程因?yàn)檠悠谒斐傻母鞣N經(jīng)濟(jì)管理方面的問(wèn)題，從而能保證整個(gè)項(xiàng)目工程在建設(shè)過(guò)程中施工流程更加明確，管理更加科學(xué)，以此來(lái)提高施工效率，大幅度地降低工程的建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)[1]。BIM技術(shù)是一種現(xiàn)代化的工程信息管理手段，能在項(xiàng)目工程建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)有效應(yīng)用。從項(xiàng)目工程的設(shè)計(jì)到現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)以及各個(gè)施工環(huán)節(jié)之間的有效協(xié)調(diào)，運(yùn)營(yíng)管理等各個(gè)方面利用3D模型創(chuàng)建形式，通過(guò)將工程建設(shè)和數(shù)據(jù)庫(kù)有效錄入到模型當(dāng)中，從而能真實(shí)的還原和模擬施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，并能對(duì)項(xiàng)目工程建設(shè)過(guò)程中的實(shí)際方案做出動(dòng)態(tài)化的優(yōu)化，對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的修改，科學(xué)合理保障設(shè)計(jì)方案的合理性。

1.2 系統(tǒng)具有較強(qiáng)的仿真功能

BIM技術(shù)的一個(gè)顯著特征是具備較強(qiáng)的仿真模擬功能，能實(shí)現(xiàn)工程各個(gè)階段的現(xiàn)場(chǎng)模擬，通過(guò)將工程各個(gè)階段的數(shù)據(jù)輸入到模擬系統(tǒng)當(dāng)中，不但能對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行針對(duì)性的分析，保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)的科學(xué)合理，還能為整個(gè)項(xiàng)目工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)建造管理提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐。如進(jìn)行工程模擬處理過(guò)程中，通過(guò)將3D和時(shí)間軸有效結(jié)合形成4D模型，能對(duì)工程設(shè)計(jì)階段的可行性進(jìn)行全面、針對(duì)性的數(shù)據(jù)分析，從而使整個(gè)項(xiàng)目工程的建設(shè)方案更加趨于合理化、科學(xué)化。

項(xiàng)目工程建設(shè)期間，可創(chuàng)建三維模型時(shí)間軸成本控制為主的5D模型，對(duì)項(xiàng)目工程的建設(shè)進(jìn)度建設(shè)計(jì)劃進(jìn)行有效的分析處理，從而進(jìn)一步掌握項(xiàng)目工程，在建設(shè)過(guò)程中可能會(huì)存在的問(wèn)題，明確各個(gè)施工環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確的劃定施工進(jìn)度并對(duì)施工計(jì)劃進(jìn)行有效地控制，確保項(xiàng)目工程的建設(shè)成本控制更加得到實(shí)現(xiàn)，對(duì)各個(gè)階段施工作業(yè)費(fèi)用支出情況進(jìn)行針對(duì)性監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)化控制。在高速公路機(jī)電工程施工建造期間，還可對(duì)項(xiàng)目工程建設(shè)期間可能會(huì)出現(xiàn)的安全隱患進(jìn)行有效地預(yù)判，并提前制定預(yù)防方案，通過(guò)模擬停電消防疏散等一系列的工程，確保所制定的應(yīng)急方案更加科學(xué)合理[2]。

1.3 具有可視化管理的特點(diǎn)

BIM技術(shù)體系是一種數(shù)字化的模擬系統(tǒng)，能從多個(gè)方面入手，構(gòu)建一個(gè)立體化的模型，從而從多角度全方位對(duì)項(xiàng)目工程建設(shè)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性分析，相較于傳統(tǒng)的2D平面模型，3D模型、4D模型或5D模型更加具客觀，能真實(shí)地反映當(dāng)前項(xiàng)目工程的建設(shè)現(xiàn)狀。用該項(xiàng)技術(shù)也能根據(jù)不同構(gòu)建屬性進(jìn)行相關(guān)信息的集成和分析，及時(shí)對(duì)內(nèi)部的構(gòu)件進(jìn)行有效的調(diào)換，然后對(duì)項(xiàng)目工程建設(shè)信息進(jìn)行有效的修改，這個(gè)過(guò)程中只需對(duì)模型構(gòu)建的相關(guān)信息進(jìn)行必要修改即可，與之關(guān)聯(lián)的模型會(huì)自動(dòng)化地進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變，這也是BIM技術(shù)應(yīng)用先進(jìn)性的一個(gè)重要體現(xiàn)。機(jī)電工程在整個(gè)建設(shè)施工期間，通過(guò)利用BIM技術(shù)的可視化管理特征，不僅能及時(shí)發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目工程在執(zhí)行建造過(guò)程中施工方案的不足之處，并針對(duì)施工方案當(dāng)中的問(wèn)題進(jìn)行針對(duì)性的分析，做出動(dòng)態(tài)化的調(diào)整，還能確保各個(gè)工作部門的銜接更加緊密，聯(lián)系更加科學(xué)。

1.4 可實(shí)現(xiàn)多方協(xié)作

BIM技術(shù)體系是一種數(shù)字化、模擬化、系統(tǒng)化的信息處理系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的協(xié)同功能。高速公路機(jī)電工程在施工建造期間，往往會(huì)因周邊環(huán)境發(fā)生變化以及項(xiàng)目工程的變動(dòng)，使很多設(shè)計(jì)出現(xiàn)變更現(xiàn)象，而任何一個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)出現(xiàn)變更，就需對(duì)整個(gè)項(xiàng)目工程的施工方案作出有效調(diào)整，如單純應(yīng)用傳統(tǒng)的管理方式，往往需消耗大量時(shí)間、精力和人力，施工方案在調(diào)整過(guò)程中很容易因人為因素造成方案缺乏針對(duì)性，導(dǎo)致機(jī)電工程的建造不能滿足高速公路的實(shí)際運(yùn)行需求。

通過(guò)將BIM技術(shù)應(yīng)用到項(xiàng)目管理工作當(dāng)中，能將工程建設(shè)期間的成本預(yù)算數(shù)據(jù)、資產(chǎn)管理、建設(shè)計(jì)劃、施工進(jìn)度等各種信息進(jìn)行綜合性的匯總，并錄入到數(shù)據(jù)平臺(tái)當(dāng)中，能實(shí)現(xiàn)對(duì)多方數(shù)據(jù)的高效共享、高效處理，同時(shí)利用該技術(shù)也能明確各個(gè)管理工作部門的相關(guān)職責(zé)，保證各個(gè)部門能協(xié)調(diào)處理問(wèn)題，不但能確保項(xiàng)目工程的整體施工進(jìn)程和施工進(jìn)度，還能確保整個(gè)項(xiàng)目工程的建設(shè)方案更加科學(xué)合理。

1.5 支持多種類型的文件傳輸

BIM技術(shù)體系當(dāng)中各種文件在傳輸過(guò)程中通過(guò)基于IFC的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行規(guī)范，能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)象信息的有效交互，能通過(guò)不同的建設(shè)周期進(jìn)行數(shù)據(jù)信息間的交換式溝通交流，利用格式數(shù)據(jù)文件交換的形式為整個(gè)項(xiàng)目工程建設(shè)提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐。當(dāng)前隨著科學(xué)技術(shù)不斷向前發(fā)展以及多樣化的軟件不斷出現(xiàn)，項(xiàng)目工程施工、建造，尤其是項(xiàng)目管理過(guò)程中所涉及到的各種文件的格式類型多種多樣，常見的就包括了.dwg、hif、sat、tgn，同時(shí)在進(jìn)行數(shù)據(jù)表格制定過(guò)程中還會(huì)涉及到Excel以及數(shù)據(jù)庫(kù)軟件odbc，應(yīng)用BIM技術(shù)能實(shí)現(xiàn)對(duì)上述多種文件格式的高效兼容，實(shí)現(xiàn)多種文件形式的高效傳輸。

BIM系統(tǒng)對(duì)于某些動(dòng)畫錄像格式也具有極大的兼容功能。同時(shí)該系統(tǒng)還能根據(jù)不同層次不同用戶的實(shí)際應(yīng)用需求，在系統(tǒng)的外部增加了API二次開發(fā)的相關(guān)接口，能實(shí)現(xiàn)C++、vb.net等相關(guān)程序。在BIM技術(shù)體系當(dāng)中，通過(guò)應(yīng)用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)的IFC能實(shí)現(xiàn)全球數(shù)據(jù)信息的高效共享，從而使項(xiàng)目工程管理工作更加精準(zhǔn)無(wú)誤，能實(shí)現(xiàn)各種信息的無(wú)縫對(duì)接。

2 在高速公路機(jī)電工程項(xiàng)目管理中應(yīng)用的價(jià)值

2.1 控制項(xiàng)目工程的設(shè)計(jì)變更

高速公路機(jī)電工程在施工建造過(guò)程中，由于建設(shè)的特殊性，包含了諸多的施工流程和施工環(huán)節(jié)，同時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)也會(huì)配置大量的電氣設(shè)備，一旦設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)變更，將會(huì)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目工程的建設(shè)和施工質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。但在實(shí)際的項(xiàng)目工程施工建造期間，正是因?yàn)闄C(jī)電工程設(shè)計(jì)諸多環(huán)節(jié)施工的復(fù)雜性經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)，由于設(shè)計(jì)方案與項(xiàng)目實(shí)際不相符，施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員提出新要求等原因需要對(duì)設(shè)計(jì)方案作出有效的變革。因此在機(jī)電工程項(xiàng)目管理工作開展過(guò)程中，有必要采取措施控制高速公路機(jī)電工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)變更。

通過(guò)在機(jī)電工程當(dāng)中引入BIM技術(shù)，可利用該項(xiàng)技術(shù)在碰撞檢驗(yàn)方面的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)將更改后的各項(xiàng)數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中構(gòu)建3D、4D或5D模型，并對(duì)項(xiàng)目更改后所造成的人力、物力和資金成本的增加情況進(jìn)行進(jìn)一步的衡量和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)新更改方案中所存在的諸多不足之處，并在項(xiàng)目工程施工設(shè)計(jì)之前、工程設(shè)計(jì)階段提前對(duì)方案作出有效的調(diào)整，消除設(shè)計(jì)變更風(fēng)險(xiǎn)。目前應(yīng)用BIM技術(shù)在控制項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)變更方面發(fā)揮著很好的作用，應(yīng)用較為廣泛。

2.2 加強(qiáng)信息的有效分享

高速公路機(jī)電工程在施工建造期間往往會(huì)涉及到多個(gè)環(huán)節(jié)、多個(gè)方面，需要多個(gè)領(lǐng)域全面參與其中。其中項(xiàng)目工程的很多參與方均在高速公路機(jī)電工程項(xiàng)目管理中具有一定的權(quán)限，在機(jī)電工程項(xiàng)目管理實(shí)踐過(guò)程中，各個(gè)參與方可能會(huì)因?yàn)樾畔⒎窒頊贤ú坏轿欢霈F(xiàn)信息鴻溝，信息不對(duì)稱影響到部門間的有效溝通，進(jìn)而干擾了機(jī)電工程項(xiàng)目的順利開展。相較于常規(guī)管理方式，BIM技術(shù)引入后能為高速公路機(jī)電工程的各方提供詳實(shí)有效更加便捷的信息，同時(shí)也能實(shí)現(xiàn)信息的高效分享、高效傳輸。以BIM技術(shù)為核心，加快構(gòu)建信息交流平臺(tái)，允許項(xiàng)目工程的參與方能直接從交流平臺(tái)上獲取信息，并且在交互板塊開展信息交流。同時(shí)利用該信息平臺(tái)，也能幫助參與方及時(shí)獲取高速公路機(jī)電工程施工建造中的各項(xiàng)信息，部門之間的相互交流溝通得到了有效保障，另外各個(gè)部門也可利用自己的職能優(yōu)勢(shì)，在信息平臺(tái)上上傳相應(yīng)的信息文件。

2.3 控制施工建造成本

高速公路機(jī)電工程所涉及到的施工環(huán)節(jié)和施工方面多種多樣，尤其是在大型的機(jī)電工程項(xiàng)目施工建造過(guò)程中，由于內(nèi)容的復(fù)雜性造成了這類工程的投入成本相對(duì)較高，一旦在施工過(guò)程中沒有做好成本的控制工作，容易產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟(jì)支出，從而增加了項(xiàng)目工程的建設(shè)造價(jià)。而BIM技術(shù)的應(yīng)用，能很好地模擬工程在施工建造過(guò)程中可能會(huì)存在的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也能應(yīng)用碰撞檢測(cè)的功能實(shí)現(xiàn)對(duì)各類資源以及成本消耗的精確識(shí)別，有助于完善高速公路機(jī)電工程施工項(xiàng)目前期的針對(duì)性規(guī)劃，保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)合理性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電工程施工建造成本的針對(duì)性把控。

3 在高速公路機(jī)電工程項(xiàng)目管理中的具體應(yīng)用

3.1 施工準(zhǔn)備階段的應(yīng)用

機(jī)電工程施工準(zhǔn)備階段應(yīng)盡早介入到項(xiàng)目建設(shè)前期工作，做得越充分越有利于降低項(xiàng)目工程的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)、成本投入。所以在項(xiàng)目工程的準(zhǔn)備階段，一方面要保證各個(gè)專業(yè)能協(xié)同配合，對(duì)施工方案作出不斷地優(yōu)化。傳統(tǒng)二維的設(shè)計(jì)模式之下，施工方案當(dāng)中的離散行為具有不可預(yù)見性，很可能會(huì)因?yàn)槿藶橐蛩卦斐梢恍┦杪?，最終造成機(jī)電工程的線路布設(shè)、管線安裝位置出現(xiàn)沖突。同時(shí)二維設(shè)計(jì)模式之下不能全面反映多專業(yè)構(gòu)建的高速公路機(jī)電工程的整個(gè)過(guò)程，而利用BIM的可視化功能，能從多方面多維度多系統(tǒng)的模擬和演示，從而進(jìn)行各個(gè)專業(yè)的沖突檢測(cè)，及時(shí)解決各個(gè)專業(yè)之間配合問(wèn)題并為實(shí)際問(wèn)題的解決提供詳細(xì)的信息參考。

例如在高復(fù)雜線路的機(jī)電工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)用BIM對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行定位處理，建立與施工現(xiàn)場(chǎng)相符合的結(jié)構(gòu)模型，能進(jìn)一步得到在實(shí)際項(xiàng)目工程建設(shè)過(guò)程中各種設(shè)備基礎(chǔ)的實(shí)際尺寸，從而起到模擬預(yù)安裝的作用，達(dá)到高效管理的目的。另一方面在施工建造之前，要保證各項(xiàng)施工部署的前瞻性。機(jī)電工程涉及到的環(huán)節(jié)十分復(fù)雜，需施工單位和管理部門要綜合協(xié)調(diào)好土建、電氣等各專業(yè)施工技術(shù)人員，利用BIM技術(shù)的可視化功能進(jìn)行支線主線，以及空間時(shí)間上的綜合模擬，確保各個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之間不相互沖突，并且在模型建造過(guò)程中還能進(jìn)一步標(biāo)注關(guān)鍵部位具體的部件，從而對(duì)施工方案作出進(jìn)一步的優(yōu)化。

3.2 機(jī)電工程實(shí)施階段的應(yīng)用

項(xiàng)目工程在實(shí)施階段將BIM達(dá)到對(duì)成本質(zhì)量以及施工進(jìn)度的針對(duì)性調(diào)控。機(jī)電工程開展施工建造過(guò)程中，通過(guò)將BIM技術(shù)有效進(jìn)入其中，可模擬整個(gè)項(xiàng)目工程施工的各個(gè)環(huán)節(jié)，更加直觀的確定相關(guān)線路器械設(shè)備的配置情況，并對(duì)施工做出有效的劃分，保障各項(xiàng)資源能科學(xué)配置。同時(shí)利用該項(xiàng)工程的可視化特征，能實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目工程的實(shí)施監(jiān)管，確保更加直觀地完成項(xiàng)目，對(duì)施工項(xiàng)目進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)控。

3.3 工程現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)管理的應(yīng)用

機(jī)電工程所涉及到的環(huán)節(jié)和部門多種多樣，在開展項(xiàng)目管理過(guò)程中內(nèi)部信息的高效傳遞對(duì)確保工程建設(shè)質(zhì)量有很大幫助，如果一直沿用傳統(tǒng)的溝通方式，往往會(huì)造成信息鴻溝或信息不對(duì)稱。通過(guò)將BIM技術(shù)有效應(yīng)用，其中可利用短視頻或動(dòng)畫等多種形式進(jìn)行有效的演示，通過(guò)利用形象化、生動(dòng)化的元素來(lái)開展協(xié)調(diào)和溝通，確保各個(gè)環(huán)節(jié)溝通順暢，尤其是技術(shù)交底得徹底。

綜上，高速公路機(jī)電工程項(xiàng)目管理開展過(guò)程中，通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)能切實(shí)發(fā)揮該信息系統(tǒng)的職能作用，不僅可促進(jìn)工程的順利開展，還能節(jié)約大量資源，保證工程的管理效率和管理質(zhì)量。當(dāng)前在高速公路建設(shè)事業(yè)不斷發(fā)展的大背景下，通過(guò)應(yīng)用BIM技術(shù)等現(xiàn)代化的信息技術(shù)，能大大提升高速公路建設(shè)的效率，并且能促進(jìn)項(xiàng)目參與方與建設(shè)方之間的有效溝通交流協(xié)同，更好的協(xié)調(diào)項(xiàng)目的參與方，促進(jìn)機(jī)電工程建設(shè)的合理化和規(guī)范化，保障管理工作效率和工作質(zhì)量。