BIM在高速公路工程項目管理中的運(yùn)用研究

摘 要：本文結(jié)合黃茅?？绾Ｍǖ理椖?，深入研究BIM技術(shù)在高速公路項目管理中的具體應(yīng)用，包括在信息化系統(tǒng)建設(shè)、數(shù)字工地管理、各業(yè)務(wù)模塊中的應(yīng)用，隨后分析其對項目管理的價值，如提升管理效率、增強(qiáng)質(zhì)量控制、保障安全施工等，旨在為高速公路工程項目管理中BIM技術(shù)的有效運(yùn)用提供全面的理論支持和實踐參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù) 數(shù)字工地管理 運(yùn)用價值

隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，高速公路項目的規(guī)模和復(fù)雜度不斷增加，傳統(tǒng)的項目管理模式面臨著諸多挑戰(zhàn)。在此背景下，BIM（建筑信息模型）技術(shù)作為一種數(shù)字化創(chuàng)新工具，為高速公路項目管理帶來了新的契機(jī)。黃茅?？绾Ｍǖ理椖孔鳛橐豁椌哂兄匾獞?zhàn)略意義的大型交通工程，其建設(shè)過程中的管理難度不言而喻。本文聚焦于該項目，旨在深入探索 BIM 技術(shù)在高速公路項目管理中的全方位應(yīng)用路徑，涵蓋從信息化系統(tǒng)構(gòu)建到數(shù)字工地精細(xì)化管理以及各關(guān)鍵業(yè)務(wù)模塊的滲透等多個層面。通過對其實際應(yīng)用情況的詳細(xì)剖析，深入挖掘 BIM 技術(shù)在提升項目管理效率、強(qiáng)化質(zhì)量管控力度以及保障施工安全等方面所蘊(yùn)含的巨大價值。期望借此研究，能夠為 BIM 技術(shù)在高速公路工程項目管理領(lǐng)域的廣泛且高效應(yīng)用提供堅實的理論支撐框架和具有實際操作性的實踐經(jīng)驗借鑒，推動整個高速公路建設(shè)行業(yè)的數(shù)字化管理進(jìn)程邁向新的臺階。

1 工程概況

黃茅?？绾Ｍǖ榔鹩谥楹Ｊ懈邫诟劢?jīng)濟(jì)區(qū)平沙鎮(zhèn)，向西跨越崖門口黃茅海水域，終于江門臺山市斗山鎮(zhèn)，路線全長約31km，其中海域段長度約14km，跨海段設(shè)置高欄港大橋和黃茅海大橋兩座主橋。

數(shù)字工地的實質(zhì)是基于工地物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)場可視化管理，通過智能終端和各類傳感器實時采集、匯總和分析各項信息數(shù)據(jù)，解決施工管理單位遠(yuǎn)程監(jiān)管難，監(jiān)督不落地等困境。項目方案整體架構(gòu)可以分為四個層次，即感知層、傳輸層、應(yīng)用層和平臺，如圖1所示。黃茅?？绾Ｍǖ罃?shù)字工地平臺提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口，抓取工地物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。施工單位應(yīng)按要求將梁場生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)制管理系統(tǒng)、施工監(jiān)控系統(tǒng)等外部系統(tǒng)接入數(shù)字工地平臺，實時監(jiān)控工地中人員、設(shè)備、物料、環(huán)境的情況，及時識別和發(fā)現(xiàn)施工過程中的風(fēng)險。

2 BIM在高速公路工程項目管理中的應(yīng)用

2.1 信息化系統(tǒng)建設(shè)

黃茅?？绾Ｍǖ理椖恐械男畔⒒到y(tǒng)基于BIM技術(shù)構(gòu)建，涵蓋項目管理平臺、計量支付系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、電子檔案系統(tǒng)、數(shù)字工地平臺、遠(yuǎn)程指揮平臺等多個模塊。各土建單位作為重要建設(shè)方與實施方，一方面，參與編制信息化總體規(guī)劃、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理制度，結(jié)合自身施工經(jīng)驗和項目實際需求，為系統(tǒng)的科學(xué)性和實用性提供建議。另一方面，制定本單位的信息化建設(shè)實施方案，明確工作流程和目標(biāo)，確保信息化系統(tǒng)在本標(biāo)段的有效落地。實際實施過程中土建單位負(fù)責(zé)組織實施信息化系統(tǒng)的各項功能，包括硬件設(shè)備的安裝調(diào)試、軟件系統(tǒng)的應(yīng)用培訓(xùn)以及數(shù)據(jù)的采集和錄入等工作，同時要確保所提供的數(shù)據(jù)真實、準(zhǔn)確、完整，及時向管理中心反饋系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，并配合進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化和升級，推動工程數(shù)字化建造和信息化管理。

2.2 數(shù)字工地管理中的BIM應(yīng)用

2.2.1 整體架構(gòu)與數(shù)據(jù)接口

數(shù)字工地基于工地物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)現(xiàn)場可視化管理，其整體架構(gòu)包括感知層、傳輸層、應(yīng)用層和平臺。感知層通過各類傳感器（如監(jiān)控攝像頭、應(yīng)變傳感器、溫度傳感器等）實時采集施工現(xiàn)場的人員、設(shè)備、物料和環(huán)境信息，這些數(shù)據(jù)通過傳輸層（網(wǎng)絡(luò)專線、無線路由、通信基站等）傳輸至應(yīng)用層。黃茅?？绾Ｍǖ罃?shù)字工地平臺提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口，抓取工地物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。施工單位將梁場生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)制造管理系統(tǒng)、施工監(jiān)控系統(tǒng)等外部系統(tǒng)接入數(shù)字工地平臺，集成、共享數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控人員、設(shè)備、物料、環(huán)境情況，識別施工風(fēng)險。

2.2.2 各子系統(tǒng)的BIM應(yīng)用

混凝土拌合站：建設(shè)混凝土智能拌合站，利用BIM技術(shù)模擬優(yōu)化混凝土拌合站的設(shè)備布局、場地規(guī)劃，合理安排原材料堆放區(qū)、攪拌區(qū)和運(yùn)輸通道等區(qū)域，提高拌合站的生產(chǎn)效率和資源利用率。根據(jù)工程進(jìn)度需求，通過BIM模型預(yù)測混凝土需求量，提前規(guī)劃原材料采購和運(yùn)輸計劃。安裝傳感器實時監(jiān)控混凝土配合比、濕度、溫度、拌合原材料用量等信息，并將生產(chǎn)數(shù)據(jù)接入數(shù)字工地平臺，實現(xiàn)全線混凝土攪拌站統(tǒng)一監(jiān)控管理，項目管理人員可在項目管理平臺上實時查看拌合站的生產(chǎn)情況，如混凝土生產(chǎn)進(jìn)度、原材料消耗情況等，與設(shè)計要求對比分析，及時調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，確?；炷临|(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。

門禁系統(tǒng)：建立智能門禁系統(tǒng)，門禁系統(tǒng)與BIM模型集成，支持工卡、人臉、手機(jī)智能識別等多種識別方式，可根據(jù)施工區(qū)域的劃分和人員的工作職責(zé)，為不同人員設(shè)置相應(yīng)的門禁權(quán)限，并接入數(shù)字工地平臺實現(xiàn)人員進(jìn)出權(quán)限遠(yuǎn)程控制，實時推送門禁人員和出入信息，門禁系統(tǒng)可采集的人員進(jìn)出數(shù)據(jù)實時傳輸至BIM模型，實現(xiàn)人員信息的自動化管理。數(shù)字工地平臺可對人員的出勤情況、工時統(tǒng)計、進(jìn)出區(qū)域頻率等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為項目人力資源管理提供數(shù)據(jù)支持。

特種設(shè)備：為特種設(shè)備（如船舶、龍門吊、架橋機(jī)等）安裝滿足標(biāo)準(zhǔn)的定位設(shè)備，并提交位置數(shù)據(jù)到數(shù)字工地平臺，同時開發(fā)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控看板接入數(shù)字工地平臺，開發(fā)特種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控看板，采用 B/S 架構(gòu)接入數(shù)字工地平臺，對特種設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)（如起重量、運(yùn)行速度、工作幅度等）進(jìn)行實時監(jiān)測。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)異常時，數(shù)字工地及時發(fā)出預(yù)警信息，提醒管理人員采取措施，保障特種設(shè)備安全運(yùn)行，并利用BIM模型建立特種設(shè)備的維護(hù)管理檔案，記錄設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)記錄、維修歷史和零部件更換情況等信息，分析設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，預(yù)測設(shè)備的維護(hù)需求，提前制定維護(hù)計劃，減少設(shè)備故障停機(jī)時間。

工地試驗室：工地試驗室采用自動化試驗設(shè)備，并通過信息化技術(shù)實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)的自動采集、傳輸、計算和出圖。試驗數(shù)據(jù)實時傳輸至BIM模型，與試驗項目和試件信息相關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)的集中管理，通過微柏接入數(shù)字工地系統(tǒng)監(jiān)控全線試驗室。項目管理人員可在數(shù)字工地平臺上隨時查看試驗結(jié)果。

視頻監(jiān)控：建立視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用?？低曃炇破脚_管理，接入數(shù)字工地平臺，結(jié)合在施工現(xiàn)場關(guān)鍵部位設(shè)置監(jiān)控攝像頭，實現(xiàn)對施工現(xiàn)場的全方位、全天候可視化監(jiān)控。視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)與 BIM 模型集成，項目管理人員可在數(shù)字工地平臺上實時查看施工現(xiàn)場的實際情況，如施工進(jìn)度、施工工藝執(zhí)行情況、安全防護(hù)措施落實情況等，及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理。在遠(yuǎn)程指揮平臺上，結(jié)合BIM模型和視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)，項目管理人員可對施工現(xiàn)場進(jìn)行遠(yuǎn)程指揮調(diào)度。當(dāng)發(fā)生突發(fā)事件時，能夠迅速了解現(xiàn)場情況，制定應(yīng)急處置方案，并通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)控應(yīng)急處置過程，確保事件得到及時、有效的處理。

3 BIM應(yīng)用中的組織架構(gòu)與工作機(jī)制

3.1 土建單位的組織架構(gòu)

土建單位建立“四落實”的BIM及信息化工作組織架構(gòu)，項目經(jīng)理或常務(wù)副經(jīng)理全面負(fù)責(zé)，下設(shè)BIM及信息化工作小組和編碼協(xié)調(diào)小組。工作小組組長由項目經(jīng)理或常務(wù)副經(jīng)理擔(dān)任，副組長由項目副經(jīng)理或總工擔(dān)任，成員包括BIM及二維進(jìn)度圖專員、信息化專員、無人機(jī)專員、檔案管理專員、信息指揮中心輪值人員等。編碼協(xié)調(diào)小組組長由BIM及信息化工作小組副組長擔(dān)任，成員包括分部分項工程（WBS）管理專員和工程量清單管理專員。

3.2 人員職責(zé)與分工

3.2.1 BIM及信息化工作小組職責(zé)

組長負(fù)責(zé)工作開展、監(jiān)督和資源調(diào)配；副組長統(tǒng)籌各項工作，對接業(yè)主BIM信息中心并參與匯報；BIM及二維進(jìn)度圖專員負(fù)責(zé)模型創(chuàng)建和應(yīng)用；信息化專員負(fù)責(zé)平臺建設(shè)和推廣實施；無人機(jī)專員負(fù)責(zé)航拍視頻工作；檔案管理專員負(fù)責(zé)推行無紙化辦公；信息指揮中心輪值人員負(fù)責(zé) 24 小時輪值。

3.2.2 編碼協(xié)調(diào)小組職責(zé)

組長負(fù)責(zé)編碼拆解、映射和維護(hù)；分部分項工程（WBS）管理專員和工程量清單管理專員分別負(fù)責(zé)相關(guān)編碼工作的協(xié)同配合。

3.3 工作聯(lián)系機(jī)制

3.3.1 三級管理架構(gòu)

項目實行管理中心—BIM信息中心—土建單位三級管理架構(gòu)，各級明確總體聯(lián)系人、電子檔案聯(lián)系人及各標(biāo)段聯(lián)系人等管理人員，通過定期召開工作例會、專題會議和建立信息溝通平臺等方式，及時傳遞和共享信息。土建單位向監(jiān)理、BIM信息中心和管理中心提交BIM及信息化應(yīng)用的過程材料和成果材料，報監(jiān)理、BIM信息中心和管理中心審批，包括實施大綱、進(jìn)度模型、編碼映射表等，確保工作的規(guī)范性和質(zhì)量。各單位之間通過工作聯(lián)系單、郵件、電話等方式進(jìn)行日常溝通，及時解決工作中出現(xiàn)的問題。

3.3.2 工作匯報與例會制度

土建單位按要求提交BIM及信息化工作的周報和月報，詳細(xì)匯報工作進(jìn)展、技術(shù)應(yīng)用情況、存在問題及解決方案等內(nèi)容。項目定期召開BIM及信息化工作周例會，各土建單位BIM及信息化工作小組副組長參加會議。會議上，各單位匯報工作進(jìn)展和成果，共同討論解決工作中遇到的問題，對下一階段工作進(jìn)行安排和部署。項目通過周報、月報和工作例會制度，實現(xiàn)了項目管理的常態(tài)化和動態(tài)化，及時總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，調(diào)整工作策略，確保項目目標(biāo)的順利實現(xiàn)。

3.4 考核監(jiān)督機(jī)制

3.4.1 考核方式與指標(biāo)

管理中心制定全面的BIM及信息化考核指標(biāo)體系，包括資源配置、工作基礎(chǔ)準(zhǔn)備、BIM技術(shù)應(yīng)用情況、項目管理平臺應(yīng)用、數(shù)字工地建設(shè)與接入、標(biāo)段信息指揮中心建設(shè)與接入以及獎項、論文、軟著、專利的取得情況等。考核方式采取信息化工作巡視檢查與全線普查相結(jié)合、后臺與現(xiàn)場相結(jié)合的方式，確?？己私Y(jié)果的客觀公正。

3.4.2 考核結(jié)果應(yīng)用

考核結(jié)果與獎懲措施掛鉤，對考核結(jié)果較好的單位給予合同獎勵，激勵其繼續(xù)保持，進(jìn)一步提升BIM應(yīng)用水平；對考核結(jié)果較差的單位進(jìn)行全線通報批評，并要求其限期整改。同時，施工單位信息化費用的 20% 由管理中心統(tǒng)一掌握使用，用于BIM技術(shù)研究、培訓(xùn)、交流、指導(dǎo)、檢查和獎勵等工作，若施工單位未完成工作內(nèi)容或成果不合格，管理中心將另行委托第三方，費用從本項扣除。

4 BIM在高速公路工程項目管理中的應(yīng)用價值

4.1 提升管理效率

BIM技術(shù)實現(xiàn)了高速公路項目全生命周期信息的集成管理，將設(shè)計、施工、運(yùn)營等各階段的數(shù)據(jù)整合在三維信息模型中。各參建單位可通過網(wǎng)絡(luò)平臺實時共享和更新項目信息，項目管理人員、設(shè)計師、施工人員等可以在同一平臺上進(jìn)行實時交互，共同對項目方案進(jìn)行討論、修改和優(yōu)化，施工過程中遇到問題時各方能夠迅速協(xié)調(diào)解決，提高工作效率，避免信息孤島、重復(fù)錄入問題，提高了信息傳遞的準(zhǔn)確性、及時性。

4.2 增強(qiáng)質(zhì)量控制

利用BIM技術(shù)可以對高速公路施工過程進(jìn)行模擬，可提前發(fā)現(xiàn)施工中可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題。施工過程中將質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)與BIM模型中的構(gòu)件信息關(guān)聯(lián)，可以實現(xiàn)質(zhì)量問題的快速定位和追溯。一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，管理人員可以通過平臺迅速找到問題所在的構(gòu)件、施工時間和責(zé)任人，便于及時采取措施進(jìn)行整改。同時，統(tǒng)計分析質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)，建立質(zhì)量趨勢圖，可及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量波動情況，采取預(yù)防措施。

4.3 保障安全施工

BIM模型結(jié)合施工現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，可以實時識別和預(yù)警施工過程中的安全風(fēng)險。分析施工現(xiàn)場的人員分布、環(huán)境等因素，識別潛在的安全風(fēng)險，并提前制定相應(yīng)的防范措施。利用BIM模型的可視化特性，可為施工人員提供更加直觀、生動的安全培訓(xùn)資料，模擬施工現(xiàn)場的安全事故場景，讓施工人員更加深刻地認(rèn)識到安全事故的危害和后果，增強(qiáng)安全意識、自我保護(hù)能力。同時，結(jié)合BIM模型對施工現(xiàn)場的安全設(shè)施布置、安全操作規(guī)程等進(jìn)行講解，可以使施工人員更加清楚地了解施工現(xiàn)場的安全要求。

5 結(jié)論

高速公路工程項目管理中應(yīng)用BIM技術(shù)能夠提升管理效率、增強(qiáng)質(zhì)量控制、保障安全施工。本文通過在黃茅?？绾Ｍǖ理椖恐械膶嵺`，可以看到BIM在信息化系統(tǒng)建設(shè)、數(shù)字工地管理、組織架構(gòu)與人員配置、工作聯(lián)系與考核監(jiān)督等方面發(fā)揮了重要作用，可以進(jìn)一步推動BIM技術(shù)在高速公路工程項目管理中的廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)高速公路建設(shè)項目的高質(zhì)量、高效益發(fā)展。未來隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用經(jīng)驗的積累，BIM 技術(shù)有望在高速公路工程領(lǐng)域發(fā)揮更大的價值，為交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供有力支持。

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