BIM技術在高速公路機電工程項目管理中的應用

北京瑞拓電子技術發展有限公司 解海波

高速公路機電工程是十分重要的環節，通過構建完善的機電工程，能確保各項建設工作的高效開展，提高機電工程的工作效率。BIM技術是在信息化發展背景下所誕生的一種現代化的信息管理系統，該工作系統主要是基于項目工程分類信息，構建三維建筑模型，并在模型構建過程中，將項目的各項信息涵蓋了規劃、設計、施工、后期服務等全部內容融入其中，為施工管理人員提供一個良好的操作平臺、管理平臺。同時在BIM技術體系當中還可應用數字化的信息模擬建模技術，保證了機電工程建設的協同性，同時也能對數據進行動態性的分析，及時地掌握工程各個階段的詳細信息，使工程人員能建立相對準確的工程數據模型，實現對項目工程針對性的管控。

1 在高速公路機電工程項目管理中應用的特點

1.1 BIM技術的原理

BIM技術被稱為building Information modeling，是在現代信息技術應用背景之下所誕生的一種3D結構化的數據庫，通過將該項技術應用到工程領域，可有效避免工程因為延期所造成的各種經濟管理方面的問題，從而能保證整個項目工程在建設過程中施工流程更加明確，管理更加科學，以此來提高施工效率，大幅度地降低工程的建設風險[1]。BIM技術是一種現代化的工程信息管理手段，能在項目工程建設的各個環節有效應用。從項目工程的設計到現場施工作業以及各個施工環節之間的有效協調，運營管理等各個方面利用3D模型創建形式，通過將工程建設和數據庫有效錄入到模型當中，從而能真實的還原和模擬施工現場的實際情況，并能對項目工程建設過程中的實際方案做出動態化的優化，對關鍵環節進行數據信息的修改，科學合理保障設計方案的合理性。

1.2 系統具有較強的仿真功能

BIM技術的一個顯著特征是具備較強的仿真模擬功能，能實現工程各個階段的現場模擬，通過將工程各個階段的數據輸入到模擬系統當中，不但能對各項數據進行針對性的分析，保證各項數據的科學合理，還能為整個項目工程的規劃設計建造管理提供強大的數據支撐。如進行工程模擬處理過程中，通過將3D和時間軸有效結合形成4D模型，能對工程設計階段的可行性進行全面、針對性的數據分析，從而使整個項目工程的建設方案更加趨于合理化、科學化。

項目工程建設期間，可創建三維模型時間軸成本控制為主的5D模型，對項目工程的建設進度建設計劃進行有效的分析處理，從而進一步掌握項目工程，在建設過程中可能會存在的問題，明確各個施工環節，準確的劃定施工進度并對施工計劃進行有效地控制，確保項目工程的建設成本控制更加得到實現，對各個階段施工作業費用支出情況進行針對性監測和動態化控制。在高速公路機電工程施工建造期間，還可對項目工程建設期間可能會出現的安全隱患進行有效地預判，并提前制定預防方案，通過模擬停電消防疏散等一系列的工程，確保所制定的應急方案更加科學合理[2]。

1.3 具有可視化管理的特點

BIM技術體系是一種數字化的模擬系統，能從多個方面入手，構建一個立體化的模型，從而從多角度全方位對項目工程建設的相關數據進行綜合性分析，相較于傳統的2D平面模型，3D模型、4D模型或5D模型更加具客觀，能真實地反映當前項目工程的建設現狀。用該項技術也能根據不同構建屬性進行相關信息的集成和分析，及時對內部的構件進行有效的調換，然后對項目工程建設信息進行有效的修改，這個過程中只需對模型構建的相關信息進行必要修改即可，與之關聯的模型會自動化地進行數據關聯和數據轉變，這也是BIM技術應用先進性的一個重要體現。機電工程在整個建設施工期間，通過利用BIM技術的可視化管理特征，不僅能及時發現項目工程在執行建造過程中施工方案的不足之處，并針對施工方案當中的問題進行針對性的分析，做出動態化的調整，還能確保各個工作部門的銜接更加緊密，聯系更加科學。

1.4 可實現多方協作

BIM技術體系是一種數字化、模擬化、系統化的信息處理系統，具有較強的協同功能。高速公路機電工程在施工建造期間，往往會因周邊環境發生變化以及項目工程的變動，使很多設計出現變更現象，而任何一個環節的設計出現變更，就需對整個項目工程的施工方案作出有效調整，如單純應用傳統的管理方式，往往需消耗大量時間、精力和人力，施工方案在調整過程中很容易因人為因素造成方案缺乏針對性，導致機電工程的建造不能滿足高速公路的實際運行需求。

通過將BIM技術應用到項目管理工作當中，能將工程建設期間的成本預算數據、資產管理、建設計劃、施工進度等各種信息進行綜合性的匯總，并錄入到數據平臺當中，能實現對多方數據的高效共享、高效處理，同時利用該技術也能明確各個管理工作部門的相關職責，保證各個部門能協調處理問題，不但能確保項目工程的整體施工進程和施工進度，還能確保整個項目工程的建設方案更加科學合理。

1.5 支持多種類型的文件傳輸

BIM技術體系當中各種文件在傳輸過程中通過基于IFC的標準執行規范，能實現對數據對象信息的有效交互，能通過不同的建設周期進行數據信息間的交換式溝通交流，利用格式數據文件交換的形式為整個項目工程建設提供強大的數據支撐。當前隨著科學技術不斷向前發展以及多樣化的軟件不斷出現，項目工程施工、建造，尤其是項目管理過程中所涉及到的各種文件的格式類型多種多樣，常見的就包括了.dwg、hif、sat、tgn，同時在進行數據表格制定過程中還會涉及到Excel以及數據庫軟件odbc，應用BIM技術能實現對上述多種文件格式的高效兼容，實現多種文件形式的高效傳輸。

BIM系統對于某些動畫錄像格式也具有極大的兼容功能。同時該系統還能根據不同層次不同用戶的實際應用需求，在系統的外部增加了API二次開發的相關接口，能實現C++、vb.net等相關程序。在BIM技術體系當中，通過應用國際通用標準的IFC能實現全球數據信息的高效共享，從而使項目工程管理工作更加精準無誤，能實現各種信息的無縫對接。

2 在高速公路機電工程項目管理中應用的價值

2.1 控制項目工程的設計變更

高速公路機電工程在施工建造過程中，由于建設的特殊性，包含了諸多的施工流程和施工環節，同時施工現場也會配置大量的電氣設備，一旦設計方案出現變更，將會對整個項目工程的建設和施工質量產生一定影響。但在實際的項目工程施工建造期間，正是因為機電工程設計諸多環節施工的復雜性經常會出現，由于設計方案與項目實際不相符，施工現場管理人員提出新要求等原因需要對設計方案作出有效的變革。因此在機電工程項目管理工作開展過程中，有必要采取措施控制高速公路機電工程項目的設計變更。

通過在機電工程當中引入BIM技術，可利用該項技術在碰撞檢驗方面的優勢，通過將更改后的各項數據輸入到系統中構建3D、4D或5D模型，并對項目更改后所造成的人力、物力和資金成本的增加情況進行進一步的衡量和分析，及時發現新更改方案中所存在的諸多不足之處，并在項目工程施工設計之前、工程設計階段提前對方案作出有效的調整，消除設計變更風險。目前應用BIM技術在控制項目工程設計變更方面發揮著很好的作用，應用較為廣泛。

2.2 加強信息的有效分享

高速公路機電工程在施工建造期間往往會涉及到多個環節、多個方面，需要多個領域全面參與其中。其中項目工程的很多參與方均在高速公路機電工程項目管理中具有一定的權限，在機電工程項目管理實踐過程中，各個參與方可能會因為信息分享溝通不到位而出現信息鴻溝，信息不對稱影響到部門間的有效溝通，進而干擾了機電工程項目的順利開展。相較于常規管理方式，BIM技術引入后能為高速公路機電工程的各方提供詳實有效更加便捷的信息，同時也能實現信息的高效分享、高效傳輸。以BIM技術為核心，加快構建信息交流平臺，允許項目工程的參與方能直接從交流平臺上獲取信息，并且在交互板塊開展信息交流。同時利用該信息平臺，也能幫助參與方及時獲取高速公路機電工程施工建造中的各項信息，部門之間的相互交流溝通得到了有效保障，另外各個部門也可利用自己的職能優勢，在信息平臺上上傳相應的信息文件。

2.3 控制施工建造成本

高速公路機電工程所涉及到的施工環節和施工方面多種多樣，尤其是在大型的機電工程項目施工建造過程中，由于內容的復雜性造成了這類工程的投入成本相對較高，一旦在施工過程中沒有做好成本的控制工作，容易產生不必要的經濟支出，從而增加了項目工程的建設造價。而BIM技術的應用，能很好地模擬工程在施工建造過程中可能會存在的風險，同時也能應用碰撞檢測的功能實現對各類資源以及成本消耗的精確識別，有助于完善高速公路機電工程施工項目前期的針對性規劃，保證設計方案的科學合理性，進而實現對機電工程施工建造成本的針對性把控。

3 在高速公路機電工程項目管理中的具體應用

3.1 施工準備階段的應用

機電工程施工準備階段應盡早介入到項目建設前期工作，做得越充分越有利于降低項目工程的運營風險、成本投入。所以在項目工程的準備階段，一方面要保證各個專業能協同配合，對施工方案作出不斷地優化。傳統二維的設計模式之下，施工方案當中的離散行為具有不可預見性，很可能會因為人為因素造成一些疏漏，最終造成機電工程的線路布設、管線安裝位置出現沖突。同時二維設計模式之下不能全面反映多專業構建的高速公路機電工程的整個過程，而利用BIM的可視化功能，能從多方面多維度多系統的模擬和演示，從而進行各個專業的沖突檢測，及時解決各個專業之間配合問題并為實際問題的解決提供詳細的信息參考。

例如在高復雜線路的機電工程設計過程中，應用BIM對關鍵環節進行定位處理，建立與施工現場相符合的結構模型，能進一步得到在實際項目工程建設過程中各種設備基礎的實際尺寸，從而起到模擬預安裝的作用，達到高效管理的目的。另一方面在施工建造之前，要保證各項施工部署的前瞻性。機電工程涉及到的環節十分復雜，需施工單位和管理部門要綜合協調好土建、電氣等各專業施工技術人員，利用BIM技術的可視化功能進行支線主線，以及空間時間上的綜合模擬，確保各個關鍵節點之間不相互沖突，并且在模型建造過程中還能進一步標注關鍵部位具體的部件，從而對施工方案作出進一步的優化。

3.2 機電工程實施階段的應用

項目工程在實施階段將BIM達到對成本質量以及施工進度的針對性調控。機電工程開展施工建造過程中，通過將BIM技術有效進入其中，可模擬整個項目工程施工的各個環節，更加直觀的確定相關線路器械設備的配置情況，并對施工做出有效的劃分，保障各項資源能科學配置。同時利用該項工程的可視化特征，能實現對項目工程的實施監管，確保更加直觀地完成項目，對施工項目進行針對性的調控。

3.3 工程現場協調管理的應用

機電工程所涉及到的環節和部門多種多樣，在開展項目管理過程中內部信息的高效傳遞對確保工程建設質量有很大幫助，如果一直沿用傳統的溝通方式，往往會造成信息鴻溝或信息不對稱。通過將BIM技術有效應用，其中可利用短視頻或動畫等多種形式進行有效的演示，通過利用形象化、生動化的元素來開展協調和溝通，確保各個環節溝通順暢，尤其是技術交底得徹底。

綜上，高速公路機電工程項目管理開展過程中，通過應用BIM技術能切實發揮該信息系統的職能作用，不僅可促進工程的順利開展，還能節約大量資源，保證工程的管理效率和管理質量。當前在高速公路建設事業不斷發展的大背景下，通過應用BIM技術等現代化的信息技術，能大大提升高速公路建設的效率，并且能促進項目參與方與建設方之間的有效溝通交流協同，更好的協調項目的參與方，促進機電工程建設的合理化和規范化，保障管理工作效率和工作質量。