BIM技術(shù)及智慧物聯(lián)技術(shù)在土木綜合訓(xùn)練中心中的應(yīng)用
——以云南經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院為例

文/張耀影，徐娟，劉偉迪，劉興輝，荊帥

過(guò)去十年間，BIM技術(shù)在可視化設(shè)計(jì)、信息整合等領(lǐng)域不斷突破，并獲得了社會(huì)各界的廣泛應(yīng)用。與此同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)也實(shí)現(xiàn)了更高效的資源和資產(chǎn)管理，有效降低了資源浪費(fèi)帶來(lái)的成本損耗?；诖?，國(guó)內(nèi)高校也通過(guò)連接、物物聯(lián)動(dòng)以及平臺(tái)集成等方式進(jìn)一步完善了智能教學(xué)體系。隨著B(niǎo)IM技術(shù)及智慧物聯(lián)技術(shù)與土木綜合訓(xùn)練中心智能化的深入結(jié)合，各高校實(shí)訓(xùn)中心的使用率顯著提高。

一、BIM技術(shù)的研究現(xiàn)狀

（一）國(guó)外BIM技術(shù)的研究現(xiàn)狀

隨著B(niǎo)IM技術(shù)的迅速發(fā)展，國(guó)外大多數(shù)國(guó)家陸續(xù)制定了BIM發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，民眾對(duì)BIM技術(shù)的認(rèn)識(shí)也進(jìn)一步加深。以美國(guó)為例，其是較早啟動(dòng)建筑業(yè)信息化研究的國(guó)家之一，且在BIM技術(shù)方面的研究與應(yīng)用都處于世界前列。當(dāng)前，美國(guó)擁有大量的BIM相關(guān)協(xié)會(huì)，而且大部分建筑項(xiàng)目都會(huì)使用到多種多樣的BIM技術(shù)，可見(jiàn)BIM技術(shù)的價(jià)值已經(jīng)得到美國(guó)社會(huì)的普遍認(rèn)可。BIM技術(shù)在日本也獲得了較好的發(fā)展前景，并得以在大眾中普及應(yīng)用，不少建筑企業(yè)在BIM技術(shù)的研究和應(yīng)用上已趨于成熟。

（二）國(guó)內(nèi)BIM技術(shù)的研究現(xiàn)狀

自1970年BIM概念被提出以來(lái)，我國(guó)對(duì)BIM技術(shù)的研究已初具規(guī)模。在此期間，國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者和建筑行業(yè)的資深人士對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行了大量的研究和試驗(yàn)，有效推動(dòng)了BIM技術(shù)的更新?lián)Q代和進(jìn)一步推廣。截至目前，BIM技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用仍主要側(cè)重于施工階段，當(dāng)前的研究處于以模型為基礎(chǔ)的協(xié)同和以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的集成階段。由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，現(xiàn)有研究對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用障礙進(jìn)行的總結(jié)仍不夠全面、系統(tǒng)。因此，為加快實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)本土化，相關(guān)研究人員還需要結(jié)合國(guó)外經(jīng)驗(yàn)和中國(guó)特色，進(jìn)一步完善BIM標(biāo)準(zhǔn)體制，力爭(zhēng)解決管理上的障礙，從而完成項(xiàng)目的集成化，持續(xù)推進(jìn)建筑行業(yè)向信息化、技術(shù)化方向發(fā)展。

二、BIM技術(shù)在土木實(shí)訓(xùn)中的應(yīng)用

BIM技術(shù)在土木實(shí)訓(xùn)階段的應(yīng)用主要體現(xiàn)在，借助三維模型達(dá)到有效協(xié)同和虛擬施工的效果、直觀展示實(shí)訓(xùn)方案的實(shí)現(xiàn)路徑、促進(jìn)安全工作的有效開(kāi)展、提高施工質(zhì)量等方面。例如，學(xué)生可以借助BIM技術(shù)來(lái)構(gòu)建或維護(hù)建筑模型、分析實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，并在此基礎(chǔ)上合理確定當(dāng)前實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目最理想的場(chǎng)地規(guī)劃、交通流線組織關(guān)系、實(shí)訓(xùn)布局等關(guān)鍵決策。在BIM技術(shù)可視、協(xié)調(diào)、模擬化特征的幫助下，學(xué)生可以科學(xué)地解決土木綜合訓(xùn)練中心諸如電梯井布置、地下排水布置與其他設(shè)計(jì)布置的協(xié)調(diào)等實(shí)際問(wèn)題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)施工資源的最大化利用。

以云南經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院為例，該校的土木綜合訓(xùn)練中心不僅設(shè)立了BIM專業(yè)教室，同時(shí)還配備了建筑識(shí)圖、建筑構(gòu)造、建筑模型制作、BIM項(xiàng)目協(xié)同設(shè)計(jì)、BIM三維算量等系列課程。參與實(shí)訓(xùn)的土木專業(yè)學(xué)生可利用BIM技術(shù)優(yōu)化性、可出圖性優(yōu)勢(shì)，對(duì)建筑物進(jìn)行可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化等處理，并在此基礎(chǔ)上完成各專業(yè)圖紙的深化以及工程表達(dá)的詳細(xì)補(bǔ)充。此外，BIM技術(shù)還有利于改善實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目生命周期的性能表現(xiàn)和信息整合，預(yù)防和降低工程實(shí)訓(xùn)的風(fēng)險(xiǎn)；BIM軟件提供的參數(shù)建模、工程數(shù)據(jù)再利用等功能，可以將設(shè)計(jì)信息完整地保留于建筑模型中以供各階段使用，進(jìn)而提高設(shè)計(jì)人員的效率和質(zhì)量；BIM技術(shù)還能幫助實(shí)訓(xùn)學(xué)生對(duì)建筑開(kāi)展智能化設(shè)計(jì)，在相關(guān)軟件的支持下，實(shí)訓(xùn)學(xué)生可以提前分析和驗(yàn)證建筑的智慧性能，如聲、光、熱等自然環(huán)境，以及自然熱源、室內(nèi)溫度分布情況和使用舒適度等信息，進(jìn)而有針對(duì)性地整合智慧建筑的運(yùn)維架構(gòu)；BIM技術(shù)的數(shù)字化有助于提高土木綜合訓(xùn)練中心的培訓(xùn)效率以及自動(dòng)化水平，同時(shí)協(xié)助管理人員更好地管理實(shí)訓(xùn)設(shè)施等資源、記錄教室使用情況、處理各種臨時(shí)需求，從而確保設(shè)施及空間資源的最大化利用。

三、智慧物聯(lián)技術(shù)及應(yīng)用要點(diǎn)

（一）智慧物聯(lián)技術(shù)與實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地的運(yùn)營(yíng)管理

智慧物聯(lián)技術(shù)可以通過(guò)傳感網(wǎng)和局域網(wǎng)對(duì)各種機(jī)械、材料、建筑進(jìn)行系統(tǒng)處理，并且能夠控制和同步監(jiān)控土木綜合訓(xùn)練中心各分項(xiàng)實(shí)訓(xùn)的過(guò)程，全面保障實(shí)訓(xùn)質(zhì)量。與此同時(shí)，智慧物聯(lián)技術(shù)幾乎覆蓋了整個(gè)土木綜合訓(xùn)練中心的管控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸以及智能應(yīng)用等各個(gè)環(huán)節(jié)，因而可以精準(zhǔn)定位各類資源和實(shí)訓(xùn)設(shè)施，智能化調(diào)控現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)土木綜合訓(xùn)練中心的系統(tǒng)化、智能化管理，并有效提高了實(shí)訓(xùn)效率和質(zhì)量。

考慮到土木綜合訓(xùn)練中心不僅僅是為了開(kāi)展實(shí)訓(xùn)課程和辦公而設(shè)立的，所以其也應(yīng)當(dāng)遵循為使用人群提供更加舒適的使用環(huán)境的原則?；谥腔畚锫?lián)技術(shù)的智慧運(yùn)維管控平臺(tái)無(wú)疑為實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所提供了更加科學(xué)、便捷的服務(wù)體系。因此，在滿足中心建設(shè)總設(shè)計(jì)需求的前提下，校方借助智慧物聯(lián)技術(shù)可進(jìn)一步強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所的光電、建筑、售賣、快遞、教具等服務(wù)的智能化管理，并能在兼容既有設(shè)施設(shè)備的基礎(chǔ)上，升級(jí)硬件和軟件模塊，從而充分滿足土木綜合訓(xùn)練中心人員在適配度等方面的需求。

（二）智慧物聯(lián)技術(shù)與實(shí)踐類項(xiàng)目的綜合應(yīng)用

隨著信息時(shí)代的不斷深入，大學(xué)生群體對(duì)智慧物聯(lián)的使用需求急劇增長(zhǎng)，因此，加強(qiáng)智慧物聯(lián)技術(shù)與實(shí)踐類項(xiàng)目的融合越發(fā)合理。以云南經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院工程學(xué)院為例，其土木綜合訓(xùn)練中心在設(shè)立之初就為智慧物聯(lián)與傳統(tǒng)工程專業(yè)教學(xué)的融合提供了充足的條件。在該訓(xùn)練中心，學(xué)生不僅可以通過(guò)智慧物聯(lián)平臺(tái)參與線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程的學(xué)習(xí)，查詢并使用教學(xué)課件等資源；還能在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中自主探索更好的解決方案，科學(xué)采集相關(guān)施工信息并實(shí)時(shí)上傳。

四、BIM技術(shù)與智慧物聯(lián)技術(shù)對(duì)土木綜合訓(xùn)練中心的積極作用

（一）提高土木綜合訓(xùn)練中心的節(jié)能性

節(jié)能減排是貫徹和落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的關(guān)鍵舉措，也是建設(shè)智能化資源節(jié)約型土木綜合訓(xùn)練中心的必由之路。通過(guò)智慧物聯(lián)平臺(tái)，云南經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院土木綜合訓(xùn)練中心實(shí)現(xiàn)了物物聯(lián)動(dòng)、智能化識(shí)別和管理、可靠傳遞和智能處理等功能。例如，校方在土木綜合訓(xùn)練中心的各節(jié)點(diǎn)均安裝了傳感器，管理人員可以隨時(shí)隨地地在電腦、手機(jī)等終端上控制光電開(kāi)關(guān)。另外，校方還將實(shí)訓(xùn)教具、材料同智慧物聯(lián)平臺(tái)建立聯(lián)系，并完善了智能節(jié)能系統(tǒng)。自此，無(wú)線傳感器將實(shí)時(shí)監(jiān)控光電消耗情況，并按時(shí)向土木中心基站發(fā)送信號(hào)，以便管理人員視情況控制電源。校方還為土木綜合訓(xùn)練中心安裝了人體感應(yīng)燈和太陽(yáng)能燈，并在電梯裝置中加裝變頻器，從而進(jìn)一步增強(qiáng)該訓(xùn)練中心的節(jié)能性，杜絕人為浪費(fèi)等不良行為。

（二）規(guī)范土木綜合訓(xùn)練中心的參觀流程

土木綜合訓(xùn)練中心是能夠突顯云南經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院智能教學(xué)實(shí)踐特色的典型代表。在BIM技術(shù)與智慧物聯(lián)技術(shù)的共同支持下，校內(nèi)外的老師、學(xué)生，以及企業(yè)人員可以提前在線上提交參觀申請(qǐng)，這極大地提高了來(lái)訪人員的便利性。參觀后，來(lái)訪人員同樣可以在線上提出改善建議，與其他來(lái)訪人員交流學(xué)習(xí)。此外，校方還為該中心引入了人臉識(shí)別系統(tǒng)、智能光電溫度等調(diào)試模塊，以及其他相關(guān)智能軟件與設(shè)備，這些都極大地規(guī)范了該中心的參觀流程，豐富了來(lái)訪者的參觀體驗(yàn)。

（三）加強(qiáng)土木綜合訓(xùn)練中心的安全管理

現(xiàn)階段，各高校為切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)積極性，陸續(xù)設(shè)立了開(kāi)放式實(shí)訓(xùn)中心，此時(shí)，完善的安全管理方案無(wú)疑成為這些實(shí)訓(xùn)中心有序運(yùn)營(yíng)的保障。為此，云南經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院在土木綜合訓(xùn)練中心的出入口設(shè)置了射頻識(shí)別和監(jiān)控報(bào)警裝置，以管控人員和車輛的出入，以及工作人員的考勤。在重要區(qū)域，校方還設(shè)有身份識(shí)別和安防系統(tǒng)。除此之外，校方還在塔吊、電梯、腳手架等機(jī)械設(shè)備中嵌入感應(yīng)器，以采集并傳輸參數(shù)變化情況。通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)與智慧物聯(lián)技術(shù)的綜合應(yīng)用，校方實(shí)現(xiàn)了人員和機(jī)械的聯(lián)絡(luò)管理，以及對(duì)站點(diǎn)所有人員的實(shí)時(shí)跟蹤。在未來(lái)的實(shí)訓(xùn)課程中，這些功能將全方位、實(shí)時(shí)地保障相關(guān)人員的安全。

五、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，BIM技術(shù)與智慧物聯(lián)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展前景良好，但此二者在高校綜合實(shí)訓(xùn)中心中的應(yīng)用仍有待進(jìn)一步加強(qiáng)和推廣?；诖?，本文圍繞BIM技術(shù)和智慧物聯(lián)技術(shù)在云南經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院土木綜合訓(xùn)練中心中的實(shí)際應(yīng)用展開(kāi)分析，并詳細(xì)闡述了這兩項(xiàng)技術(shù)在促進(jìn)提高實(shí)訓(xùn)效率與質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)土木綜合訓(xùn)練中心系統(tǒng)化、智能化管理等方面的積極作用，以期為BIM技術(shù)和智慧物聯(lián)技術(shù)在國(guó)內(nèi)高校實(shí)訓(xùn)中心等領(lǐng)域的綜合應(yīng)用提供一定參考。