探討公路項目管理BIM協作平臺的應用

戚 浩

（貴州橋梁建設集團有限責任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

BIM技術在項目管理中的運用是提高施工效率、降低施工成本、增加工程壽命的有效手段。大數據時代背景下，新型科學技術在建筑領域廣泛應用，例如遙感技術、圖形化技術、數字化技術使體驗感和服務感得到提升[1-3]。該文基于路線計算服務引擎和服務框架總線，構建了公路項目管理BIM協作平臺，實現了公路工程項目的質量、安全、計劃進度等多領域動態協調，解決了幾何模型動態更新慢和建模適應性不足的問題，實現了信息共享、資源優化配置，為項目標準化、信息化、精準化管理提供了保障。

1 BIM技術的基本理論

BIM即建筑信息模型，通過虛擬三維模型的構建，借助數字化技術實現可視化、數字化、圖形化，為建筑工程項目信息提供科學指導，是拓撲關系、邏輯關系、工程實體幾何信息、空間信息描述等內容的綜合體[4]。BIM技術在建筑領域的應用，豐富了項目管理策略，改善了項目管理質量，為相關責任方提供了準確的信息共享服務平臺，形成了共享互通機制。

BIM技術在公路項目管理領域的普及是大勢所趨，相比于傳統建模手段，該技術解決了其幾何模型動態更新慢、項目建模工程量大、資金投入大、應用集成度低等不足，為建筑項目施工提供了有效的信息數據模擬工具，但是公路幾何模型的不規則性，影響了BIM技術在公路項目領域應用推廣進展。

2 公路BIM服務總線協作平臺的構建

2.1 服務框架總線

服務框架總線（SFB）為具備標準接口的基礎框架，以服務路由為基礎，提供標準接口實現互聯通信，對降低系統間耦合度、延長系統生命周期、實現系統擴展、改善系統集成度有重要意義[5]。服務框架總線基于內容服務路由，提供事件驅動、文本導向、消息驅動等不同處理模式，借助服務框架總線實現全流程協調調度，確保系統耦合效果最佳，實現了系統精簡優化，改善其靈活性，使系統信息共享成為可能，同時降低了資源共享成本[6]。

2.2 路線計算服務引擎

路線業務計算服務引擎通過對平、縱、橫三條路線數據與地形數據的結合實現三維模型的構建，通過對路線平、縱、橫數據的立體化管理滿足系統要求，可根據任意指定坐標值及其里程樁號，獲取線路任一點的坐標值；可進行任意樁號間土方工程量計算，進行任意橫斷面填挖面積、度計算；可進行土方工程分期計算管理，從而為BIM模型更新，提供精準的計算服務和信息共享。詳情如圖1所示。

圖1 路線計算服務引擎

2.3 BIM服務總線協作平臺構建

公路項目施工過程中，各單位關注的重點是工程建設實體，也是相關單位一切活動的核心。工程項目施工應當結合單位、項目、工程、構件等實際情況進行項目類型劃分，同時結合WBS模式進行項目分解，將其分化為易于管理的工程模式。

BIM技術具備可視化特征，可結合路線計算服務引擎對涵洞、路面、橋梁、隧道、防水工程、擋土墻、排水工程等項目進行BIM模型的構建，以當地地形和公路項目設計方案為要求進行數據模擬，將定額控制數據、工程量清單等內容分解后附加在BIM模型構建中，通過上述信息內容的集合構建BIM屬性數據庫[7]。

從項目進度、安全、質量、檔案、成本等信息共享需求和集成特點入手，借助服務框架總線實現相關業務的協同體制，并通過路線業務計算服務引擎，構建BIM服務總線協作平臺，詳情如圖2所示。

圖2 BIM服務總線協作平臺

3 基于BIM協作平臺的項目管理

3.1 基于BIM的成本管理

3.1.1 工程量計算

公路工程建設十分復雜，項目施工前需進行大量數據核算，施工單位需要大量時間進行各工序參數校核，該環節工作效率低、專業度強、工作量大且易出錯。借助BIM技術構建BIM模型，可以實現工程量自動計算，工作強度明顯降低，計算準確度增加，工作效率明顯提高。

施工過程中，每期工程都需要進行工程量的計算，工作人員需要大量的時間進行手工核算。對路基土方工程量計算過程中，測量人員進行現場測量，計算人員核算不同斷面的面積和土方使用量，工作量大且難度高[8]。通過服務框架總線、路線業務計算服務引擎，構建BIM服務總線協作平臺后，可以通過BIM模型建立，自動完成圖形繪制、工程量核算，實現可視化展示，科學控制工作量，并減輕了計量人員的工作強度，施工效率明顯提升，分期工程量計算情況如圖3所示。

圖3 分期工程量計算

3.1.2 工程變更管理

項目工程施工實踐中由于相關因素的影響，經常出現工程變更現象，隨著施工方案的修訂，需要對變更工程量進行重新計算，計量人員的工作壓力巨大，需要大量的時間進行數據核算。

通過BIM模型的建立，實現了工程量變更的自動核算和臺賬變更，自動化水平明顯提高。借助BIM模型可以進行變更信息的添加，明確項目空間信息，并賦予變更符號，根據實際情況進行工程變更圖標識，為項目的順利開展奠定基礎。

3.1.3 人、材、機管理

傳統項目管理流程中，人、材、機管理需要借助大量人工核算來完成，該項工作具備工作難度大、計算量大的特點，需要花費大量的時間進行數據確認。

通過BIM建模，借助數據模型完成基礎數據的配置，可以實現施工過程中的數據自動化匯總，借助平臺實現人、材、機管理的同步，有效控制項目成本，科學管理項目進展，提高施工效率。

3.2 基于BIM的進度管理

根據項目工程進展情況，一般可將工程計劃分為總體計劃、年度計劃、月度計劃等，常采用圖表的方式來展現項目進展。項目工程進度施工臺賬的匯總、制作，多以實際施工情況為基礎，傳統核算方式的準確度不足，往往對項目進度的合理控制產生消極影響。

借助BIM服務總線協作平臺構建BIM模型后，可以實現自動化處置，簡單勾選項目計劃即可生年度規劃、月度規劃，實現對相關數據的精準統計和匯總，并以可視化的方式，使用不同顏色在BIM模型中立體化展現。通過該模式實現了數據實時更新，可將實際項目進展與計劃進度對比，明確項目狀況。BIM平臺提供了可視化管理工具，可以借助BIM線框模型進行實體填充，明確分階段工程的不同完成狀況，通過完成情況對比，客觀真實地展現項目進度[9]。

3.3 基于BIM的質量管理

項目工程質量管理是一項十分復雜的工作體系，需要通過嚴格管理來實現，在施工環節需要進行試驗、現場勘測、現場記錄、質量評定、工序報驗等，隨后進行相關工序數據的匯總分析，借助BIM模型進行資料傳輸，自動構建電子文檔，歸納后作為竣工驗收資料備用，提高了項目管理的規范性，增強了項目數據的可追溯性、資源共享性。

項目執行過程中，工程質量巡檢人員嚴格執行質量管理規范，遵循技術操作規程、項目施工方案，加強質量監督和巡視?？赏ㄟ^App進行現場登記，并將數據傳輸至BIM模型中，通過嚴格巡視和現場勘測及時發現可能存在的質量漏洞，并借助平臺實現系統處置措施的跟進與整改效果的核查。借助BIM空間位置功能進行詳細標識，并構建質量管理專題圖庫，便于后續查對。

3.4 基于BIM的安全管理

安全巡檢是確保項目工程施工質量的有效措施，實踐過程中可以根據BIM平臺特征明確位置屬性，加強平臺監管和標識，從而形成安全管理圖，借助可視化管理保障施工質量。

安全監控系統在BIM平臺中實現了可兼容性，通過統一管理，同步掌握項目進展，及時發現和處置問題，降低故障風險[10]。

3.5 基于BIM的協同工作

BIM技術應用需多部門協調，工程部、經營部、物資部、安全部、合約部、檔案部等部門均須各司其職，確保平臺運行穩定，確保工程順利實施。

工程部依據項目方案要求，借助BIM平臺進行工序建模，模擬項目進展，并編制進度規劃；質檢部嚴格執行項目操作規范，跟蹤項目進度，并加強現場勘測，實時傳輸現場照片；經營部進行數據關聯并制定預算文件，核算項目運行成本；安全部進行安全建模，確保工地施工安全無風險；合約部按照規定，工程量計量統一計算口徑，并對項目檔案進行歸檔分析。各個部門之間通過互相協調、明確分工為項目順利進展奠定基礎。

4 應用案例

4.1 工程概況

某高速公路項目全長30.48 km，橋梁占比69.81%，項目設計車速100 km/h，為全封閉式，立體雙向八車道公路標準。

4.2 形象進度展示

施工前期，根據設計院項目方案，結合施工圖紙、地形數據，進行了路基與橋梁BIM建模，施工過程中加強現場勘測，實時錄入數據，借助BIM平臺進行項目工程的電子化管理，形象直觀地展現項目進展，反映項目情況。

4.3 工程質量管理

該項目依托BIM服務總線協作平臺，運用試驗數據管理系統、檔案管理系統、可視化操作系統、質量檢驗評定系統等，實現了質量評定、勘測數據、質量檢測、試驗對比等流程數據電子化和可視化。使工作效率明顯提升，項目質量有所改善。項目質檢資料由施工人員、試驗人員、資料人員等借助系統生成，借助BIM系統實現數據查詢、數據錄入、照片核對、質檢查驗等，完成了項目工程施工環節的同步質量控制。

5 結論

該文以服務框架總線、路線計算引擎為基礎，構建了公路BIM服務框架協作平臺，實現了信息、資源、數據共享，通過BIM模型的建立達到可視化目標，促進各工序服務的協同?；陧椖抗芾韺嶋H狀況，對BIM技術在公路項目管理相關業務中應用效果加以分析，并借助項目工程實踐案例進行論證。在科學技術快速發展的時代背景下，BIM技術在公路建設領域的廣泛應用，為項目管理提供了精準化、可視化、標準化的數據管理，增強了數據資源的可共享性，促進了項目成本降低、工程質量改善。