BIM技術助推高速公路機電工程發(fā)展應用

李振宇

摘 要：目前，BIM技術在國外的工程管理上已得到大量應用，特別是在大型、復雜工程的管理中，其產生的社會效益和經濟效益得到業(yè)界廣泛關注和普遍認可;隨著科學技術的不斷發(fā)展， BIM技術逐漸成為高速公路機電工程未來發(fā)展不可或缺的重要支撐。

關鍵詞：BIM;高速公路;機電工程;應用價值

1 BIM簡介

建筑信息模型（Building Information Modeling）是建筑學、工程學及土木工程的新工具，它是來形容那些以三維圖形為主、物件導向、建筑學有關的電腦輔助設計。BIM的核心是通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數字化技術，為這個模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫。借助這個包含建筑工程信息的三維模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，從而為建筑工程項目的相關利益方提供了一個工程信息交換和共享的平臺。根據高速公路機電工程施工階段的管理特點和實際需求，本文從BIM技術的管理優(yōu)勢、應用方法、未來趨勢等多方面進行了探討。

2 BIM技術實施

BIM應用需要大量專業(yè)人員實現BIM建模，通過中性文檔或指定格式，將數據導入工程應用軟件，實現局部信息共享。針對BIM技術實施，現從以下七個方面進行討論。

（1）BIM可視化展示設計

可視化展示設計及建模過程，依照圖紙和數據，利用專業(yè)軟件創(chuàng)建項目的道路、隧道、橋梁、建筑、設備等的BIM模型。各項目數據的準確性、全面性是項目設計動態(tài)可視化展示的基礎，全面準確的BIM建模可以使管理者直觀地理解工程布局，校檢工程設計的可行性，及早發(fā)現工程隱患，及時提出并驗證工程預案。

（2）BIM干涉監(jiān)測與工程模擬

將創(chuàng)建的道路、隧道、橋梁、建筑、機電設備等BIM模型導入工程模擬軟件檢測線纜路由、設備控制范圍干涉，進行設備定位監(jiān)測和精確分析，并模擬相關標段設備間的相互關系，這樣可以提前發(fā)現后期管理中的問題，減少或優(yōu)化工程變更，調配資源和優(yōu)化工程方案。

（3）BIM工程深度設計

主要應用在兩個方面：根據數據要求創(chuàng)建模型，并導入BIM系統(tǒng)進行優(yōu)化設計;根據檢測結果，在BIM建模中隊相關設備管線進行調整和完善。各專業(yè)技術人員對圖紙進行深化設計，創(chuàng)建BIM三維模型，按照軟件標準定義道路和設備數據，包括各項工程的完整參數，如尺寸、功能、型號、材料等。創(chuàng)建、編輯與擴展各分項分部工程信息，將工程進度、質量、安全、成本等分項屬性與對應模型進行關聯(lián)，屬性的關聯(lián)應支持后期擴展以便升級維護。利用建成的BIM模型根據項目特點，對工程進行干涉碰撞檢測，根據檢測報告對工程進行優(yōu)化設計，根據設計結果生成綜合三維效果圖，進一步分解為二維施工圖。

（4）成本管理

將施工定額標準以編碼的形式登陸B(tài)IM系統(tǒng)，BIM系統(tǒng)自動對完成工程量量算，精確計算出工程成本。通過BIM系統(tǒng)的資源動態(tài)生成工程計量清單，系統(tǒng)可以自動計算出任意節(jié)點的總工程量以及對應工程所需人力、物力消耗的預算;實現工程量、資源、成本的計劃于實際進度的偏差分析;可定義生成工程量進度表、資源占用表及計劃進行偏差表等，實現工程資源動態(tài)管理，并自動生成工程質量安全統(tǒng)計分析表。

（5）進度管理

通過BIM系統(tǒng)集成進度計劃數據和BIM模型，把工程方案在BIM虛擬環(huán)境中進行仿真演練，對重點項目的安全、功能、空間進行分析，優(yōu)化工程組織方案。同時實現工程進度信息的實時查詢、計劃進度CPI與實際進度API偏差分析等功能，并可按要求生成多種報表。按季、月、周天檢查項目施工進度，分析不同方案的施工優(yōu)劣，從而達到最佳施工管理效益。優(yōu)化施工進程，降低施工成本。

（6）偏差分析

根據高速公路機電工程管理特點要求及BIM技術應用價值，需委托專業(yè)軟件公司對施工管理系統(tǒng)進行二次開發(fā)，建立起基于BIM技術活的現場施工管理系統(tǒng)，通過動態(tài)對比各分項工程的實際進度與計劃進度，實現進度偏差和成本偏差及沖突分析預警;按設定日期進行工程量、工程資料及成本對比，實現資源消耗量分析和預警;根據計劃進度工程價值和實際進度掙值對比，動態(tài)分析任意節(jié)點的成本偏差及其影響因素。

（7）BIM技術對職能部門的管理

BIM系統(tǒng)根據不同的權限和職能確保各部門實現合同管理、采購管理、進度管理、質量管理、安全管理、變更管理、支付管理等功能，實現各業(yè)務間的控制聯(lián)動，并進行可視化查詢。為管理者提供工程實時數據查詢、統(tǒng)計、分析等功能，按要求定制生成各種工程報表。通過對工程關鍵線路跟蹤，實現對工程施工質量、安全事件的全程監(jiān)控，為決策人員的管理決策提供分析依據和支持。

3 BIM系統(tǒng)應用價值

隨著BIM技術在工程設計、物資管理、成本控制中的深入應用，可有效提高項目管理水平，降低決策風險，減少能源消耗，降低施工成本，營造綠色工程。通過BIM技術實施，建立完整的高速公路機電工程構件庫，開發(fā)一套基于BIM技術的現場施工管理系統(tǒng)，并可推廣到其他在建要建項目之中。可實現的效益分析如下：

（1）實現有效溝通

為項目建立可視化的三維模型，與業(yè)主干系人等相關方溝通更直接，可提高工作效率。

BIM系統(tǒng)是高度集成和全方位的信息化平臺，是項目參與方進行有效交流和溝通的渠道;通過系統(tǒng)內的工程模型的信息擴展、實時信息更新，工程管理效率會顯著提高。

（2）加強技術措施

利用道路管線路由、設備控制范圍中的BIM模型，進行高速公路監(jiān)控功能與公路固定標志標牌以及路橋的干涉監(jiān)測，提前發(fā)現各標段相互配合中存在的問題，深化設計，減少設計變更，減少前期設計失誤，減少無謂工程投入及工程返工成本，提高設計效率和工程質量。

（3）保證工程安全

利用項目BIM三維模型，精確計算出材料使用量，合理利用資源。通過對關鍵分項工程和重要工程節(jié)點動態(tài)、直觀模擬，可以生成多個施工及組織方案，以供合理優(yōu)化選擇。BIM技術的工程沖突與安全分析使管理者能夠及時發(fā)現工程的安全隱患和技術缺陷，及時解決問題，大大提高了工程的安全性、可靠性。

（4）降低工程成本

BIM技術根據施工進度能精確計算出工程每月、每周甚至每天的人力、物力消耗，可有效幫助管理者合理分配工程資源和場地，調配分部分項工程進度計劃，實現分項進度合理搭接，縮短工期，提高資源利用率，節(jié)省資源供給。利用BIM技術對工程進度及消耗資源、施工成本的統(tǒng)計分析，實現工程成本動態(tài)查詢和及時調配。

（5）實現工程全壽命管理

高速公路機電工程施工階段建立并完善的BIM模型系統(tǒng)完全可以應用于項目運營維護階段的信息化管理，提供真實、完整的高速公路機電工程模型，為高速公路機電工程后期運營維護帶來便利，為實現高速公路機電工程全壽命周期管理的數據交換和共享提供支持。完整精確的道路、設備、管線的BIM模型，在設計階段支持綠色節(jié)能分析、碰撞檢測和優(yōu)化方案;施工階段可實現工程動態(tài)管理;運營階段可實現智能管理，實現設備運行狀態(tài)可視化、資源消耗和設施調配可視化等。

4 結束語

隨著現代化管理的要求，BIM技術適應了當前工程精細化管理的潮流，它的應用和推廣將成為高速公路機電工程管理的一種趨勢。

參考文獻

[1] 李福清，萬書斌，于海青. 基于BIM的Revit建筑與結構設計實踐一本通[M].北京： 電子工業(yè)出版社，2018，12.

[2] 宋傳江. --BIM工程項目設計[M].北京： 化學工業(yè)出版社，2019，02.