高速公路機電工程BIM技術(shù)應(yīng)用

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摘要:現(xiàn)如今，我國高速公路的發(fā)展非常迅速，發(fā)展成果令人可喜。然而，BIM技術(shù)的出現(xiàn)更為公路事業(yè)注入了新鮮的血液。從設(shè)計質(zhì)量、施工速度、施工協(xié)調(diào)、施工成本以及運營管理等方面BIM技術(shù)正在實現(xiàn)建造更優(yōu)越的公路設(shè)施。本文將BIM技術(shù)的管理優(yōu)勢、應(yīng)用方法、未來趨勢等，融入到高速公路機電工程的施工中進(jìn)行分析，并指明了高速公路機電工程施工期間應(yīng)用bim技術(shù)的系統(tǒng)流程、技術(shù)需求和應(yīng)用措施，希望能夠為高速公路機電工程實施BIM技術(shù)的現(xiàn)代化施工發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。

關(guān)鍵詞:BIM技術(shù);高速公路;新思路

本文研究分為三個部分，課題首先分析了BIM技術(shù)的概念與特點，其次，對BIM技術(shù)的可視化設(shè)計、干涉監(jiān)測和工程模擬、工程深度設(shè)計和資源、成本、進(jìn)度的管理以及BIM技術(shù)的偏差和職能管理等方面的優(yōu)勢進(jìn)行了分析;再次，提出了BIM技術(shù)在高速公路機電工程施工中的溝通、技術(shù)、安全、成本以及管理等方面的應(yīng)用。旨在為我國基于BIM技術(shù)的高速公路機電工程的現(xiàn)代化發(fā)展提供一些思路。

一、BIM技術(shù)的概念以及特點

BIM技術(shù)也就是建筑信息模型技術(shù)，主要是通過數(shù)據(jù)采集等等方式來將建筑的未來實際圖景與建設(shè)方向進(jìn)行展示。在建設(shè)的過程中通過BIM技術(shù)能夠有效的在設(shè)計階段將各項數(shù)據(jù)以及各種問題都集中起來進(jìn)行解決，不僅僅能夠控制項目過程中的成本，同時也能將建設(shè)過程中的各個項目進(jìn)行整合，避免后期沖突造成返工。BIM技術(shù)一般來說分為三部分，首先是使用數(shù)字化模型來將設(shè)計方向和設(shè)計目的進(jìn)行展示，讓建筑在建設(shè)結(jié)束后的物理場景與實際功能展現(xiàn)出來。除此之外，BIM技術(shù)最重要的就是在設(shè)計過程中的信息共享功能，無論是項目中的哪個部分，都能夠在整體規(guī)劃中找到自己的負(fù)責(zé)方向，從而進(jìn)行調(diào)整，做到更好的一體化建設(shè)。BIM技術(shù)主要有以下幾點特點:首先是3D參數(shù)化，施工過程中使用BIM技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)制作成為3D模型，同時BIM技術(shù)還能夠?qū)?D模型進(jìn)行數(shù)據(jù)的計算與測試。其次是信息化的特點，作為傳統(tǒng)建筑設(shè)計軟件的替代品，BIM技術(shù)中充分的運用了信息化技術(shù)，能夠?qū)φw高速公路進(jìn)行整體化的設(shè)計與細(xì)節(jié)化的展示。再次則是BIM技術(shù)中具有其他技術(shù)沒有的完整性，使用BIM技術(shù)進(jìn)行設(shè)計的過程中，可以將其他道路與高速公路的具體接軌情況進(jìn)行展示。最后則是BIM技術(shù)擁有更好的開放交互性，使用BIM技術(shù)來對公路進(jìn)行設(shè)計的過程中，BIM技術(shù)中的數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)與其他工程實際軟件數(shù)據(jù)進(jìn)行互相導(dǎo)入。但是這項功能要求數(shù)據(jù)的類型屬于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，而非特殊的獨特數(shù)據(jù)。

二、BIM技術(shù)實施

要實現(xiàn)BIM技術(shù)在高速公路機電工程管理的應(yīng)用也并不簡單。而且，任何技術(shù)的興起都留不開許許多多的專家、專業(yè)人士付之努力，BIM技術(shù)的應(yīng)用具有大量BIM建模工作，需要專業(yè)的工作人員將大量的數(shù)據(jù)剪輯到工程應(yīng)用軟件中，從而實現(xiàn)BIM技術(shù)的實施工作。

(一)BIM可視顯示設(shè)計準(zhǔn)確、全面的項目數(shù)據(jù)是實現(xiàn)動態(tài)可視顯示的前提，在這一前提下的BIM建模能夠幫助項目管理者直接了解工程的布局情況，校檢項目實施的可行性，能夠更早的發(fā)現(xiàn)工程問題，及時處理并驗證工程計劃。BIM可視顯示設(shè)計是實現(xiàn)應(yīng)用BIM技術(shù)的先決條件，也是關(guān)鍵之一。

(二)BIM干涉監(jiān)測和及工程模擬把創(chuàng)建的所有項目BIM模型包括道路、隧道、機電設(shè)備等等，編輯到工程模擬軟件檢測線纜路由以及設(shè)備控制范圍干涉，實施設(shè)備定位監(jiān)測和精確分析的工作，并模擬相關(guān)標(biāo)段設(shè)備之間的關(guān)系。如此便能夠盡早提前發(fā)現(xiàn)后期管理中的不足，減少或優(yōu)化工程變更，科學(xué)的調(diào)配資源，優(yōu)化工程方案。

(三)BIM工程深度設(shè)計深度設(shè)計工程BIM模型(如道路、隧道、橋梁、建筑、機電設(shè)備等)，是應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行工程管理的主要體現(xiàn)。其主要工作有兩項:第一，根據(jù)數(shù)據(jù)要求創(chuàng)建模型，再編輯到BIM系統(tǒng)開展優(yōu)化設(shè)計;第二，按照測試結(jié)果，調(diào)整并改進(jìn)BIM建模的相關(guān)設(shè)備管線。各項目的專業(yè)工作人員深化圖紙的設(shè)計，并創(chuàng)建BIM三維模型，根據(jù)軟件標(biāo)準(zhǔn)定義道路和設(shè)備數(shù)據(jù)，包括每項工程的尺寸、功能、型號、材料等完整的參數(shù)。創(chuàng)建成為各道路設(shè)備的3D數(shù)據(jù)模型，利用專用瀏覽器對設(shè)備模型實施分類、組織以及關(guān)聯(lián)，從而實現(xiàn)應(yīng)用3D多視覺瀏覽整體項目。將每個子項目的分部工程信息實施創(chuàng)建、編輯與擴展，并將項目屬性(如項目進(jìn)度、質(zhì)量、安全、成本等)和相應(yīng)的模型相關(guān)聯(lián)。

(四)施工資源管理針對工程進(jìn)行的每個階段，將設(shè)備、工作人員以及其他資源和物資實施調(diào)撥管理。應(yīng)用BIM系統(tǒng)根據(jù)工程進(jìn)度編輯成設(shè)備調(diào)撥表，工程管理者可根據(jù)調(diào)撥表和施工進(jìn)度規(guī)劃好物料到貨時間，并提交采購部實施訂購。此外，為了對物資的管理進(jìn)行控制，項目部可開展限額領(lǐng)取材料，BIM系統(tǒng)可以自動生成物料配置單，施工隊根據(jù)物料配置單進(jìn)行物料的發(fā)放和領(lǐng)取。

(五)工程進(jìn)度管理利用BIM系統(tǒng)集成進(jìn)度計劃數(shù)據(jù)以及BIM模型，使得相關(guān)人士利用至關(guān)且易于理解三維模型的特征來模擬BIM虛擬環(huán)境中的項目施工，并分析其安全性、功能和空間，優(yōu)化、完善工程組織的計劃方案。同時，能夠確保工程進(jìn)度信息、計劃進(jìn)度CPI和實際進(jìn)度API偏差等方面的實施查詢，并可根據(jù)需要生成各種報表。按不同的時間段檢查項目施工進(jìn)度，研究分析各時間段方案的施工缺陷，以實現(xiàn)最佳的施工管理效益。全面優(yōu)化施工的進(jìn)度，從而促進(jìn)降低施工成本。

(六)施工偏差分析按照高速公路機電工程管理特點和要求，根據(jù)BIM技術(shù)的應(yīng)用價值，聘請職業(yè)軟件企業(yè)為施工管理系統(tǒng)實施系統(tǒng)的再開發(fā)，實現(xiàn)基于BIM技術(shù)動態(tài)現(xiàn)場施工管理系統(tǒng)的搭建，通過動態(tài)的對比每個子項目工程的實際和預(yù)計的進(jìn)展，為施工中的偏差與沖突分析進(jìn)行預(yù)警;設(shè)定時間段分析工程量、工程資料和成本，進(jìn)行資源消耗量的分析和預(yù)警;對比計劃進(jìn)度工程價值和實際進(jìn)度，分析每個節(jié)點成本偏差與影響因素。

(七)職位以及項目部門的管理BIM系統(tǒng)為不同的職位、不同部門提供各種管理功能，包括合同管理、采購管理、進(jìn)度管理、質(zhì)量管理、安全管理、變更管理、支付管理等，確保每項業(yè)務(wù)之間的控制聯(lián)動，并實現(xiàn)可視顯示查詢功能。能夠有效地幫助管理人員進(jìn)行實時的數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計與分析，并根據(jù)需要生成各種工程報表。此外，通過全程跟蹤工程關(guān)鍵線路，確保對工程施工質(zhì)量、安全施工的全程監(jiān)控，為項目管理者的決策提供分析數(shù)據(jù)。

三、BIM系統(tǒng)實施目標(biāo)及社會、經(jīng)濟效益

BIM技術(shù)在高速公路機電工程中的應(yīng)用深入推進(jìn)下，能夠有效提高項目工程的管理能力，控制決策風(fēng)險，降低能源消耗，減少施工成本，創(chuàng)建綠色施工。全面應(yīng)用BIM技術(shù)，能為高速公路機電安裝工程建立了完整的構(gòu)件庫，構(gòu)建了基于BIM技術(shù)的現(xiàn)場施工管理系統(tǒng)，并可全面應(yīng)用到項目整體中。

(一)促進(jìn)全面的溝通與協(xié)調(diào)BIM技術(shù)能為高速公路機電工程項目搭建可視化的三維模型，實現(xiàn)更方便的溝通，能夠有效低提高工作效率。BIM系統(tǒng)是一個高度集成的綜合性信息平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)項目的各個參與方全方位地溝通與交流;充分利用系統(tǒng)中工程模型擴展的信息以及實時更新的信息，工程項目的管理效率會得到顯著的提高。

(二)提高技術(shù)效率與質(zhì)量在道路管線路由以及設(shè)備控制范圍中使用BIM模型，能夠?qū)Ω咚俟繁O(jiān)控、指示牌和路橋?qū)嵤└缮姹O(jiān)測，盡早了解各標(biāo)段相互配合時存在的缺陷，提前處理，避免沒必要的設(shè)計變更，降低設(shè)計弊端，以免因設(shè)計錯誤增加施工成本，提高設(shè)計效率和工程質(zhì)量。

(三)確保安全施工基于項目BIM三維模型，準(zhǔn)確計算材料使用情況，并科學(xué)的利用資源。根據(jù)對重要的子項目與工程節(jié)點動態(tài)、直觀地進(jìn)行模擬，系統(tǒng)能夠搭建起若干個項目的施工方案，以供項目施工進(jìn)行合理地選擇。此外，BIM技術(shù)在高速公路機電工程中的應(yīng)用能夠及時發(fā)現(xiàn)施工中存在的安全問題與技術(shù)缺陷，極大地促進(jìn)了施工安全、正常進(jìn)行，保障了工程的安全性、可靠性。

(四)降低項目施工的成本根據(jù)項目施工得進(jìn)度，BIM技術(shù)可以準(zhǔn)確的計算出工程每個時間周期人力、物力消耗的情況，有助于管理人員對工程資源和場地進(jìn)行合理的調(diào)撥，并及時調(diào)整子項目施工的進(jìn)度計劃，以確保各項目施工的合理對接，降低施工耗時，提高資源利用率，降低成本。此外，應(yīng)用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一分析工程的進(jìn)度、資源的消耗以及施工的成本，確保工程成本的實時查詢與合理調(diào)撥。

(五)促進(jìn)工程全面管理在高速公路機電工程中，全面應(yīng)用BIM模型系統(tǒng)，有助于信息化管理項目運營維護(hù)，它能夠確保所提供高速公路工程模型的真實性和完整性，極大地方便了高速公路機電系統(tǒng)的后期運營維護(hù)，且能夠更全面的支持高速公路機電工程全壽命周期管理的數(shù)據(jù)交換和共享。

四、結(jié)論

目前，BIM技術(shù)應(yīng)用于工程管理中，依舊存在一些不足，例如，大量的建模工作、標(biāo)準(zhǔn)的差異性、缺乏配套的應(yīng)用軟件等。但是，在現(xiàn)代化管理的需求下，BIM技術(shù)的出現(xiàn)符合工程施工管理的需求，BIM技術(shù)在高速公路機電工程中的應(yīng)用，能夠滿足高速公路機電工程現(xiàn)代化管理的需求。

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作者：李愛龍 單位：中鐵十二局集團電氣化工程有限公司