BIM技術(shù)在高速公路機(jī)電工程中的應(yīng)用探討

【摘要】目前我國已經(jīng)步入了信息化社會，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)推動了我國各個行業(yè)的發(fā)展改革，以高速公路機(jī)電工程為研究對象，以BIM技術(shù)的應(yīng)用為切入點(diǎn)，得出BIM技術(shù)在高速公路機(jī)電工程中的作用主要可以歸納為可視化展示、干涉檢測、指導(dǎo)施工、資源管理、偏差分析、施工監(jiān)控等，提出了一種BIM+RFID機(jī)電工程信息管理模型，以期實(shí)現(xiàn)機(jī)電工程施工的信息化發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù)；高速公路；RFID技術(shù)

目前，隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，建筑信息模型逐漸成為各大建設(shè)工程信息化施工、管理的重要手段，交通運(yùn)輸部直接提出在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面，必須深化BIM技術(shù)的應(yīng)用，為各工程項(xiàng)目的高效有序落實(shí)提供重要支持。基于高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備眾多、管線密集、施工難度大等諸多特點(diǎn)，加強(qiáng)BIM技術(shù)在高速公路機(jī)電工程中的應(yīng)用具有重要意義。

1、BIM技術(shù)分析

近年來，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展背景下，各個領(lǐng)域均對信息化、數(shù)字化、智能化等理念予以了極大的關(guān)注，信息化建模技術(shù)就此發(fā)展起來。Building Infor-mationModeling，即建筑信息模型，這一概念首次是由Autodesk公司在2002年提出，其主要是通過構(gòu)建三維模型，對建筑物理、功能特性等進(jìn)行數(shù)字化的表達(dá)。在工程實(shí)踐中，由于三維模型中的相關(guān)信息可實(shí)時刪減、編輯，因此可滿足不同參建方、不同階段（設(shè)計(jì)、施工）的實(shí)際需要，為工程作業(yè)的順利開展提供可靠支持，如：在設(shè)計(jì)階段，BIM可開展各專業(yè)的三維設(shè)計(jì)，共享模型數(shù)據(jù)；在施工階段，BIM可利用三維設(shè)計(jì)模型數(shù)據(jù)展開虛擬建造；在運(yùn)營階段，BIM可開展應(yīng)急救援等方案的模擬分析。BIM的主要應(yīng)用方向有四維、工程量預(yù)算、沖突預(yù)測、能耗模擬、成本控制、預(yù)制件等等。

2、高速公路機(jī)電工程BIM技術(shù)的作用

機(jī)電工程是高速公路建設(shè)中的一項(xiàng)重要部分，其包括收費(fèi)、監(jiān)控、通信、供配電、照明等諸多系統(tǒng)的采購、安裝、調(diào)試、試運(yùn)行等工作，目前，BIM技術(shù)在高速公路機(jī)電工程中的作用主要可以歸納為以下幾點(diǎn)：

2.1 可視化展示

在高速公路機(jī)電工程施工中，通過BIM技術(shù)可構(gòu)建三維模型，直觀展現(xiàn)工程布局，對工程設(shè)計(jì)的可行性進(jìn)行進(jìn)一步的檢驗(yàn)，及時發(fā)現(xiàn)工程隱患，保證機(jī)電工程的有序開展。

2.2 干涉檢測

將擬建的高速公路、橋梁、隧道以及機(jī)電設(shè)備BIM模型導(dǎo)入工程模擬軟件，展開線纜路由檢測、設(shè)備定位檢測等工作，同時對相關(guān)標(biāo)段設(shè)備間關(guān)系進(jìn)行模擬，進(jìn)一步優(yōu)化機(jī)電工程施工方案，減少后期工程變更，實(shí)現(xiàn)資源的最優(yōu)調(diào)配。

2.3 指導(dǎo)施工

通過BIM生成高速公路機(jī)電設(shè)備的三維數(shù)據(jù)模型，以專用的瀏覽器，對設(shè)備模型進(jìn)行分類、關(guān)聯(lián)，對全路段機(jī)電系統(tǒng)展開三維多視角的瀏覽，進(jìn)一步編輯各分部工程信息，將三維效果圖分解為不同的二維施工圖，科學(xué)指導(dǎo)施工作業(yè)的開展。

2.4 資源管理

高速公路機(jī)電工程中，機(jī)電設(shè)備眾多且型號復(fù)雜，通過BIM模型的構(gòu)建，可將不同設(shè)備信息均標(biāo)注完全，便于統(tǒng)計(jì)機(jī)電施工材料、設(shè)備的種類、數(shù)量、參數(shù)，直接提交至采購部采購。

2.5 偏差分析

基于BIM構(gòu)建施工現(xiàn)場管理系統(tǒng)，對機(jī)電工程施工進(jìn)度、資源消耗情況、成本等進(jìn)行實(shí)時的、動態(tài)的對比分析，及時預(yù)警，為機(jī)電工程的有效開展提供可靠支撐。

2.6 施工監(jiān)控

通過BIM系統(tǒng)對高速公路機(jī)電工程的關(guān)鍵線路進(jìn)行全程跟蹤、監(jiān)控，實(shí)時掌握施工質(zhì)量、安全實(shí)踐，為工程作業(yè)的管理決策提供充分依據(jù)。

3、一種BIM+RFID機(jī)電工程信息管理模型在高速公路工程的應(yīng)用

基于高速公路機(jī)電工程的施工特點(diǎn)與要求，提出了一種BIM+RFID技術(shù)方案，為高速公路機(jī)電工程提供全方位的服務(wù)，切實(shí)提升項(xiàng)目施工的信息化水平。

3.1 BIM+RFID方案

BIM+RFID指的是以BIM為信息基礎(chǔ)、以RFID識別數(shù)據(jù)源，構(gòu)建機(jī)電工程信息管理模型，實(shí)現(xiàn)機(jī)電工程的信息化施工、管理，優(yōu)化工程作業(yè)。

BIM+RFID機(jī)電工程信息管理模型主要分為以下幾個層次：

（1）數(shù)據(jù)采集層，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源主要包括三個方面：RFID實(shí)時采集所得；高速公路項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫、機(jī)電工程現(xiàn)場的數(shù)據(jù)；通過人機(jī)交互界面，由用戶直接輸入或是修正的數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)處理層，主要是根據(jù)IFC標(biāo)準(zhǔn)，對采集到的信息展開數(shù)據(jù)過濾、分析，生成符合BIM模型要求的實(shí)時數(shù)據(jù)，上傳至不同的數(shù)據(jù)庫內(nèi)進(jìn)行存儲、處理。

（3）模型層，此為整個系統(tǒng)的核心所在，其主要是根據(jù)高速公路機(jī)電工程實(shí)際需求，構(gòu)建實(shí)體模型、安全模型、開展三維動態(tài)模擬，通過可視化平臺向用戶直觀展現(xiàn)。通過IFC標(biāo)準(zhǔn)可實(shí)現(xiàn)個模塊與BIM數(shù)據(jù)庫的連接，提供信息查詢、修改以及更新等操作。

（4）應(yīng)用層，本系統(tǒng)可為高速公路機(jī)電工程的工業(yè)化生產(chǎn)、施工安裝、運(yùn)維管理以及安全管理提供全方位的服務(wù)。

（5）表現(xiàn)層，本系統(tǒng)支持網(wǎng)頁端、移動端以及單點(diǎn)登錄，適應(yīng)了不同使用需求，方便、快捷。

（6）用戶層，本系統(tǒng)中的用戶涵蓋了高速公路機(jī)電工程的各個參與單位，如：建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、設(shè)備生產(chǎn)廠商、監(jiān)理單位、運(yùn)輸單位等等，支持全方位服務(wù)。

3.2 BIM+RFID應(yīng)用

針對BIM+RFID機(jī)電工程管理模型在高速公路施工中的應(yīng)用展開分析，具體如下：

（1）在高速公路機(jī)電工程施工中，主要需考慮兩大點(diǎn)問題：機(jī)電設(shè)備的入場管理；機(jī)電設(shè)備的安裝作業(yè)。根據(jù)對高速公路工程施工情況調(diào)查可知，機(jī)電設(shè)備存放區(qū)域往往受到較大的限制，必須充分利用有限空間，但是這也會導(dǎo)致出現(xiàn)一些設(shè)備找不到或是找錯的情況，由此影響施工的正常開展。在BIM+RFID機(jī)電工程信息管理模型的應(yīng)用下，在設(shè)備生產(chǎn)制造階段直接置入RFID標(biāo)簽，以RFID技術(shù)追蹤機(jī)電設(shè)備，減少信息人工錄入可能出現(xiàn)的誤差，尤其是在設(shè)備進(jìn)場時，甚至無需人工操作，直接以RFID閱讀器對車輛中的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

（2）在高速公路機(jī)電工程施工現(xiàn)場，施工人員可以利用RFID閱讀器直接讀取設(shè)備上的RFID標(biāo)簽信息，及時了解工程施工進(jìn)度進(jìn)行情況，并通過BIM系統(tǒng)對施工過程進(jìn)行可視化模擬，對工程進(jìn)度情況進(jìn)行對比分析，以保證機(jī)電工程按時、保質(zhì)完成 。

結(jié)語：

綜上所述，基于高速公路機(jī)電工程特點(diǎn)與相關(guān)政策要求，BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用具有重要意義，為工程施工質(zhì)量、進(jìn)度控制提供了可靠的數(shù)據(jù)支持，對高速公路機(jī)電工程工業(yè)化發(fā)展具有極大的推動作用，應(yīng)用前景十分廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]華昕若.BIM技術(shù)在高速公路跨線橋施工安全管理中的應(yīng)用研究[J].公路工程，2017（1）.

[2]柏萬林，劉瑋，陶君.BIM技術(shù)在某項(xiàng)目機(jī)電安裝工業(yè)化中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2015（22）.

[3]王婷，池文婷.BIM技術(shù)在4D施工進(jìn)度模擬的應(yīng)用探討[J].圖學(xué)學(xué)報(bào)，2015（2）.

作者簡介：

劉鐵程（身份證號：230502196412160511）。