論BIM技術在交通工程中的應用

許宇寰

摘 要：隨著社會的進步，各類科技成果不斷涌現，并被逐漸應用于生活中，極大的改變了人們的生活、工作模式。BIM作為先進技術，在多個領域有了廣泛應用。近年來，城市軌道交通工程的數量、規模不斷擴張，為提高城市交通效率作出了巨大貢獻。高質量的交通工程建設必然伴隨著完整的工程設計，一旦設計上出現問題，會對工程整體質量產生不利影響，縮短工程壽命，帶來社會、經濟效益上的損失。而BIM技術的模擬功能，可在施工前就能發現其中存在的缺陷和隱患，制定應對措施，有助于提高交通工程的質量和安全管理。本文從BIM技術入手，詳細闡述其在交通工程中的應用，旨在為實踐技術利用提供指導和參考。

關鍵詞：BIM技術;交通工程;應用

中圖分類號：U239.5 文獻標識碼：A

0 引言

科技是社會發展的原動力。近年來，越來越多的科技成果被廣泛應用于各個領域，為各行業的創新式發展提供了技術保障。BIM技術的模擬功能，使其在建筑、交通等工程類行業發揮了巨大作用，不僅能保障項目的安全進行，還能提高項目的綜合效益。

1 BIM技術

BIM技術誕生于2002年初，是建立在現代信息技術基礎上，借助虛擬三維模型手段，在數字技術的支持下構建完整的建筑工程數據庫，實現工程各部門間信息共享，一經問世后即被迅速推廣到虛擬設計、建筑、設施管理等領域，發揮了巨大的作用。我國BIM技術最早運用于建筑工程的集成和優化上，相關工作人員通過構建工程信息模型來分析施工中可能存在的問題，結合成本和進度，對之后方案調整的合理性進行評估。在數據庫中，主要包含關于建筑構件尺寸、狀態、屬性等方面的信息，以及非構件對象的狀態信息。通過建筑工程的三維模型，信息的集成化程度被大大增強，參與方能在共享平臺上進行信息交互，工程項目設計也發展成為可視化的動態3D建模，可在其中添加大量信息和數據來獲得更大效能。除此之外，還可以對特定對象進行針對性分析，如施工效果、進度、成本等。隨著BIM技術日益成熟，開始在除了建筑工程外的其他工程領域被推廣應用，尤其在交通工程中，顯示出了非常顯著的優勢，獲得了技術人員越來越大的重視。

2 BIM技術的特點

BIM技術主要有數據信息集成化、強大的傳遞性等特點。BIM技術可通過數字信息對空間關系、幾何形狀進行設計，對其中各類要素進行視覺信息表達，以及模擬材料、構件的功能等方面信息，模擬出建筑物，并幫助技術人員更好的掌握各類構件信息。在數據構建時，運用BIM技術可促使數據信息的聯系性和一致性。這樣一來，可固定建筑物不同時期的信息，若后期出現信息被篡改，BIM可第一時間進行反應，而不需要通過人工手段來處理圖紙。BIM技術的種種特征，可確保工作的順利開展，并在工程的各個時期都能凸顯最終工作結果，提高交通工程不同階段的工作效率，并進一步降低經濟成本。

3 BIM技術在交通工程中應用

交通工程設計各類建筑施工，故和其他類型的工程項目均存在一定的共性，這就導致BIM技術在交通工程中的作用也和其他工程中存在一定相似性。通過BIM技術的模擬功能，可明顯優化交通工程各個環節的施工。

3.1 前期規劃

城市軌道交通的前期規劃，主要包括線路、人流量、車站規模、站間距等內容，良好的前期規劃，有利于提高交通的實際運行效果。所以，在前期規劃中有必要進行具體分析。BIM技術可用于對人流量、線網運距等內容進行計算和分析，結合當地的地質、道橋、管線等實際信息，共同構建完整的交通三維模型。同時，需要對社會人口流動性和分布密度進行研究，合理劃分經濟區域，選擇交通線路，設置車站位置布局和規模等。因此，BIM技術對交通工程的前期規劃起到重要作用。

3.2 交通工程成本控制

進行交通工程建設時，也需要做好成本管理，提高經濟效益。BIM技術的運用，可以在不需要耗費過多人力資源的情況下，獲得全面、準確的造價信息。通過相關數據的輸入，能做到對工程的模擬分析和造價評估，及時發現其中的不足，事先制定針對性措施來規避這些可能的失誤，使項目成本控制更容易達到預期。同時，運用BIM技術還有利于工程的各個參與方，政府方面來看，可有效實施成本控制，減少對項目的資金投入，緩解了相關的財政壓力，提高資金利用率;站在施工企業的立場來看，可在保質保量完成項目的同時，獲得更高的收益，也能更好的贏得行業內的口碑。

3.3 工程施工階段

在交通工程的整個施工過程中，BIM技術可以在精確的數據信息基礎上，對其中每一個環節的細節都進行模擬，計算某個階段的承載力，檢測相應的結構是不是足夠合理，在這樣的設計下是否存在安全隱患，今后在使用中面臨的某些風險幾率高不高等。一旦發現問題，可以對其進行充分分析，并運用BIM模擬解決措施，進一步驗證解決方案是否可行。此外，BIM還可以對工程進度進行模擬，在總工程量和施工進度間建立關聯，并實施相應分析。這樣一來，既可以防止施工單位謊報工程量，也能對實際進度進行監督，大大提高施工效率。

3.4 工程項目安全控制

安全是任何施工的首要目標，交通工程也不例外。保證施工中的安全，不僅為保質保期完成任務提供了重要保障，更是提高工程項目綜合效益的前提。因此，在交通工程中加強安全控制非常重要。工作人員可以通過BIM模型的構建，測量和評估橋梁、道路的穩定性和承載能力，獲得相關數據，以此為依據事先在施工中進行合理安排，確保施工安全。在建立的三維空間模型中，可被輸入各項工程參數，經過對這些數據模型的綜合分析，更有利于發現其中存在的問題，查找危險因素，便于預先對其進行處理，調整工程結構，提高交通工程項目的安全性。基于照明在施工中的重要作用，工作人員可以將BIM技術充分用于隧道、涵洞規劃建設中，模擬照明設施，以進一步明確照明的范圍和光照強度，評估其合理性，若發現無法滿足實際需求，可根據計算所得數據進行合理設置，以保證在這些工程的施工中能配置科學的光照強度，獲得良好的照明效果，進而降低后期使用中發生交通事故的幾率。同時，工作人員可運用BIM技術模擬工程的整個施工過程，在三維模型的狀態下更直觀的觀察現場，檢查各道工序間前后順序是否合理，及時發現那些可能產生交叉和碰撞的工序，優化工序安排，以免出現工序相互間沖突的情況，使得工程項目的施工可以高效進行，避免現場過于混亂的現象，防止因工序不當、沖突而導致的安全事故發生。總之，將BIM技術運用于交通工程項目全過程，可及時發現安全隱患，事先制定相應對策，優化工程結構，保證現場照明效果，合理安排工序，保證施工現場的有序性，最大程度的避免安全事故的發生，達到安全控制預期目標。

3.5 交通工程項目風險控制

交通工程涉及環節眾多，較為復雜，在施工過程中需要運用到多個學科領域的知識和技能，這也就導致在項目工程建設中，會面臨來自方方面面的風險和問題。通過合理運用BIM技術，有利于控制和規避風險，使整個項目變得更加安全。從財務風險上來看，通過BIM技術的運用，工作人員可以在所構建的三維模型上直接計算出工程結構中各個相關性能數值，及時發現其中的安全隱患并進行預先處理，以免在工程進行中發現導致的返工、工期延長等;借助BIM技術，工作人員可以在三維模型上完成關于橋梁承重結構、公路基礎形式等方面的模擬試驗，大大縮短了試驗驗證的時間，降低了在工程中各項人力物力的消耗，有效的降低了成本投入，且使同樣的資金能產生出更大的效率，盡快確定工程進行中的各種不確定性，規避工程進度風險。結合BIM技術模擬和可視化功能，工作人員對工程進行模擬和量化構建，尤其是進行抗災風險中發揮作用，如可模擬面對洪水威脅的風險模型，讓工作人員更直觀的看到橋梁面對洪水沖刷時的穩定性，及時發現其中可能存在風險的結構層面，對其進行調整和加固，同時，還可以模擬監控設備的動態響應能力，降低橋梁結構單獨面對洪水沖刷的時間。

3.6 虛擬設計與虛擬現實

虛擬，代表了BIM技術在交通工程領域的整個使用特點。BIM技術始終通過虛擬的方式，對交通工程的基礎框架進行可視化的仿真構建，提高可行性研究的質量，讓工作人員通過對模型的直觀觀察和檢測，更好的進行不同設計方案間的比較;而可視化的施工過程，也為施工秩序和質量提供了保障。借助BIM技術，可以讓交通工程的計劃和調度變得更輕松、更準確，資源管理也變得更容易。BIM的虛擬現實和增強現實技術，提高了交互性和模型收益，擴展了項目的視野，使工作人員對施工現場的勘察更為仔細。通過BIM的這些技術，參與各方可以實現更好的溝通，在直觀可視的模擬狀態下，更好的理解項目，還可以通過數據的擴充來傳達想法，均對提高工程項目的質量和效率產生良好的作用。

4 結語

總之，BIM技術是建立在信息數據基礎上的先進技術，在各類工程中發揮了巨大作用，為工程建設的發展提供了保障。交通工程項目的復雜性，對相關工作人員提出了較高要求。在交通工程中合理運用BIM技術，可有效控制成本，控制風險，提高工程效率。

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