BIM技術在交通土建行業及高職教學中的運用研究

郭嘉

BIM（Building Information Modeling）技術經過國外幾十年的發展取得了很好的應用效果，因為其可視化、可量化、模擬性和信息化等特點，目前在我國建筑行業得到了廣泛的推廣。但由于交通土建行業的特殊性，BIM技術在交通領域的發展還處于起步階段。交通運輸部把該技術列為“十三五”重大發展技術之首。文章從交通土建工程項目的實施過程來研究BIM技術的具體運用和交通土建專業教學的運用。

一、BIM技術在項目實施中的運用

BIM技術以三維展現為表現形式，以網絡云為數據共享手段，參與到項目建設的規劃、設計、施工、運營全壽命周期中去，將基礎設施建設項目運行的模式上升到一個新高度。下面具體闡述其應用過程。

（1）規劃。項目規劃其實就是要預測未來項目實施后是否能達到既定目標，項目規劃的好壞不僅直接關系到項目的運營，還會影響到該地區的經濟發展和人們生活水平的提高，因此非常重要。而目前的項目規劃主要是靠規劃設計人員在二維圖紙上依靠規范標準和經驗來作出，主觀性較強，準確性較差。

BIM技術可以為項目規劃人員提供三維立體的可視化模擬項目各個時段的運行情況，并提供相應的數據以供分析。項目規劃人員可以根據分析結果，調整規劃數據，再利用BIM技術模擬，反復操作，最后達到最好的效果。

（2）設計。傳統的交通設施設計基本上都是在二維層面上展開的，要想設計或者讀懂相應設計圖紙，需具備非常完備的專業知識。不具備專業知識的項目決策者或者其他人員想要了解項目設計情況，還必須利用其他軟件對項目進行三維效果設計，費時費力還只是靜態的展示。如果項目進行到某個階段，設計需進行調整，二維圖紙調整的同時還要對三維效果設計進行調整，非常麻煩。

而BIM技術可以直接生成數字化信息模型。這個模型不僅可以讓相關人員非常直觀地了解項目情況，還可以關聯設計數據并且可動態變化。如果實施過程中某個部分的設計需進行變更，那么只需要調整這個部分的設計數據，模型數據會相應改變。

（3）招投標。項目施工招投標目前大部分采取的是工程量清單報價形式。工程量清單是通過詳細閱讀工程設計圖紙并根據工程施工經驗提出的，招標方若不具備相關專業知識就只能委托具備相應資質的第三方進行。而投標方的報價和施工方案的確定，也只能通過二維圖紙和清單進行。如果圖紙描述不清楚或對列出的清單有疑問，投標方很難做出準確的判斷。

BIM技術在數字模型的基礎上，可以分解各個單項工程的工程量，并列出清單。由于有了三維模型的對照，工程量清單就會很直觀，不容易造成錯誤和遺漏，有助于招投標雙方對工程正確的理解。

（4）施工。工程項目的施工階段非常漫長和繁雜。項目管理人員對工程的管理往往靠經驗進行判斷。工程的進度如何，質量是否滿足要求，項目的利潤能否得到保證，全靠管理人員事無巨細的辛勤工作。

而BIM技術會把工程項目每個階段，每個單項工程甚至每個構件的施工情況都體現在三維數字模型上。某塊結構物的施工進展如何，質量如何等信息，只需要管理人員點選整塊構件的模型就可以知道，方便了工程項目的管理。

（5）監理。BIM技術構建的數字信息模型也同樣使工程監理變得便利起來。監理可以通過數字模型上的信息，了解到工程項目的進度、質量情況，了解到隱蔽工程完成情況等；也可以將自己通過旁站、檢測等手段掌握的工程質量信息上傳到信息模型，對不符合要求的可以要求施工單位進行整改。

監理單位還可以將信息模型與業主單位通過網絡云數據庫進行共享，使業主可以實時了解到工程實際情況。

（6）運營維護。工程竣工驗收通過后，施工單位在交付工程項目的同時應該把已成為完成狀態的工程三維信息模型完整地交付給接收單位。運營管理單位在接收到竣工的工程項目和信息模型后，可在工程重要和主要的位置安裝監控設備和傳感設備，并通過網絡云傳遞給信息模型，形成一個物聯網的體系。

這樣的話，整個項目在運營階段的實時情況就完全可以通過視頻監控和數據模型監控來了解。一旦項目的某個部分出現問題，運營管理人員都可以通過數據模型了解到具體的數據情況，從而安排維護人員進行維護作業。

二、BIM技術在高職教學的運用

通過上面的介紹我們可以了解到由于BIM技術的這些優點，經過發展其肯定會在工程項目的全壽命周期得到廣泛的使用。那么以崗位職業能力為導向的高職交通土建專業教學，就必然會受到影響。

（1）BIM在專業基礎課程中的運用。交通土建專業的基礎課程包括了工程制圖、工程力學、工程材料、工程測量等。目前，高職學生在學習專業基礎課程時經常出現不僅本門課程學不懂，其他課程和本門課程的聯系是什么也不清楚。而BIM技術的運用可以把這些知識形象化并聯系起來形成知識體系。如學生在學習工程制圖時，可以將授課重點放在BIM軟件的使用和三維立體模型的構建上，讓學生能熟練地操作軟件構建模型。將構建出的簡單模型通過網絡共享給工程力學的課程學習，學生可以針對此模型展開受力情況的模擬和計算分析。同時又可以將模型共享給工程材料課程學習，學生可以將模型添加材料特性，分析每種不同材料對模型的特性影響。在學習了工程測量的簡單知識后，又可以給此模型添加坐標信息，讓學生在實際操作中對此模型進行放樣操作練習。

（2）BIM在專業核心課程中的運用。交通土建的專業核心課程主要有工程設計、工程造價、工程施工、工程管理等。學生在學習工程設計課程時，可以利用在基礎課程學到的建模、力學、材料等知識，自己完成一個小型的簡單的工程項目設計，并利用BIM技術建好模型。將模型共享給其他專業課程來學習。工程造價可以利用該工程項目進行造價計算練習，并將計算好的預算信息添加到模型信息中。工程施工課程也可以利用該模型的方案信息和造價信息，模擬進行施工方案的設計。工程管理的課程也同樣可以利用該模型進行相應的模擬練習。

綜上所述，我們對BIM技術在交通土建行業中的運用進行了前瞻性的分析描述，并且根據其在行業中的運用模式進一步分析高職交通土建專業的教學模式，并提出一些建議。隨著國家產業結構的調整、供給側改革的運行和信息化的建設，BIM技術因為其自身特點必將在交通土建行業中得到廣泛使用。培養具備BIM技術使用能力的學生也是高職交通土建專業的必然使命。

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