公路工程BIM技術發展路徑研究

王琦 遼寧建筑職業學院

現階段，工程建設行業隨著整體經濟潮流，從高速發展向高質量發展轉型，面對多主體、多人員、多工種、多專業、多設備、多交叉、高技術的綜合而復雜的系統工程，要做好安全生產，實現安全文明施工，就需應用系統、科學方法進行管理。建立“安全信息化+BIM”的數字化安全管理模式，將人、機、料、法、環等生產要素結合物聯技術，融入BIM+GIS 三維空間，構建集成管理環境，有效提高企業管控效率；利用BIM技術構建仿真施工環境，進行培訓交底、風險辨控、應急模擬演練，提高安全工作實效；將安全大數據與BIM 模型相結合，實現零距離的管理決策；提高企業自主管控效率的同時提升監管效能，降低安全風險和減少事故隱患，全面推進安全發展。

一、BIM的概念

對建筑信息模型（BIM）來說，主要應用了計算機信息技術，能夠提升項目施工管理體系智能化和自動化水平。BIM 技術最早出現于美國，在二十世紀九十年代開始得到應用，但是直到現在未對BIM 技術作出統一、明確的定義。結合美國麥格勞·希爾建筑信息公司為BIM 技術的定義可知，其屬于一種計算機數字模型，能夠在建筑項目設計、施工等環節進行應用，能夠為工程效率提供可靠保障，大幅度降低工程周期。結合美國標準化協會在BIM 技術上的定義可知，主要是建筑構件和功能特性的數字化表達。2002 年，美國Autodesk 公司制定了相應的BIM 技術方案，為建筑創新設計奠定了良好基礎，促使建筑項目施工管理方式更加科學合理，有利于實時掌握項目施工進度情況，在先進管理平臺支持下，提升了項目施工管理的效率與水平。

二、公路工程BIM技術發展路徑

（一）公路工程BIM技術發展階段

2017 年12 月交通運輸部印發了《關于推進公路水運工程應用BIM 技術的指導意見》，文件中多次強調支持并鼓勵相關單位積極研究和應用BIM 技術，將BIM 技術基礎平臺研發作為企業發展的長期戰略任務，推動BIM 技術的廣泛應用，并給予明確的政策支持。由此可見，公路工程的BIM 應用勢在必行，且隨著應用的不斷深入，將給公路工程行業帶來革命性的變化。2017 年開始，交通基礎設施行業的各大設計院積極響應政策號召，相繼組建BIM 中心或相關團隊，開展BIM 相關技術在公路工程中的研發應用工作，各省、自治區以及直轄市的交通行業主管部門都在積極推進公路BIM應用示范工程的建設。中交第二公路勘察設計研究院BIM 應用推廣中心承擔了交通運輸部第一批公路BIM 技術應用示范項目中的2項，分別為貴州都勻至安順高速公路項目和京滬高速公路萊蕪至臨沂（魯蘇界）段改擴建工程。同時中交第二公路勘察設計研究院BIM 應用推廣中心作為主要編寫單位之一，也承擔了交通運輸部行業標準《公路工程信息模型應用統一標準》《公路工程設計信息模型應用標準》及《公路工程施工信息模型應用標準》的制定工作。根據中交第二公路勘察設計研究院近年來工程實踐經驗總結，本文提出BIM 技術在公路工程中應用發展將經歷3個階段，即起步階段、高速發展階段和成熟階段。要真正實現公路工程設計行業由目前基于圖紙的二維設計向基于BIM 模型的三維設計的轉變絕非易事，需要一代科研人員，用10 年甚至更長的時間進行相關基礎平臺的研發和技術儲備，才能完成公路工程行業管理模式的轉型升級。

（二）建立環境模型的要點

公路工程設計階段要建立環境模型，其間主要利用計算機技術取得三維點云數據，再根據CAD 地形圖的矢量化特點，進行測算和數據分析，以確保其符合公路工程地面情況，在此基礎上建立三角網格地形模型。然后，要借助航拍及衛星等手段，對比航拍照片、衛星照片與三角網格地形模型，以達到重疊為止，這樣能夠充分保證地面狀況、地質地況真實、清晰，根據實際需要，為環境模型添加相關內容，完善環境模型板塊，尤其是地面實際分布的鐵路、公路以及已有規劃區。地形因素會影響公路工程設計和施工，加上公路工程的空間跨度大，使得公路工程設計具有一定的難度。因此，在建立環境模型時，人們可以利用傾斜測量與激光點云，將地質地貌數據添加到環境模型中。設計階段充分考慮地質地貌因素的影響，可以為施工階段規避地質地貌因素的影響做好準備。即使出現線路和地面狀況發生變化，環境模型也能夠第一時間感知并做出相應變化，及時獲取變動數據，使得設計方案能夠根據實際變動情況進行調整，保證設計方案科學、合理、可行。

（三）進度對比控制

項目實施過程中應關注項目進度，在計劃和進度上作出對比，對進度進行分析后掌握偏差與問題，制定有效的解決問題方案。基于BIM 的進度管理系統中擁有多種分析方法，能夠完成對項目進度表的深入分析。利用BIM 施工進度管理系統，能夠獲得相應的跟蹤視圖，管理人員采取設置視圖顏色的方法，對計劃進度與實際進度作出對比。此外，在分析項目計劃進度模型、實際進度模型和現場條件后，能夠充分了解建筑物變化情況，找出并解決施工進度偏差等問題。

三、結語

公路工程設計充分利用BIM 技術，有助于提高公路工程設計水平和施工質量，方便后期養護管理。在公路工程中，BIM 技術應用主要通過設計、施工、運行和維護等方面體現。BIM 技術在公路工程設計中的大力推廣和應用有利于我國交通運輸業的長期發展，對擴大交通運輸業規模，加快工程建設進度，延長公路使用壽命，保證道路交通安全都有重要意義。從目前來看，充分發揮BIM 技術在公路工程設計中的作用，仍需要較長時間，因此，公路工程設計人員要加強對BIM 技術的理論研究與實踐探索，重視BIM 技術在公路工程設計中的應用，充分發揮BIM 技術的優勢，提升公路工程設計水平。