BIM技術(shù)在高速公路機電工程中的應用

戴鵬騰

(四川路橋建設(shè)集團交通工程有限公司，四川 成都 610045)

0 前 言

為了滿足高速公路的建設(shè)需求，把BIM技術(shù)引入到機電工程中，可以在動態(tài)方面管理整個施工過程，從而提升工程的工作效率。本文結(jié)合實際情況對BIM技術(shù)的應用價值以及應用方面進行詳細的分析，期望提高對BIM技術(shù)應用的了解。

BIM(Building Information Model)技術(shù)主要是根據(jù)工程項目的詳細數(shù)據(jù)建立三維建筑模型，這種模型可以直觀表現(xiàn)出整個項目從規(guī)劃到后期服務(wù)的詳細信息，從而為施工單位提供可靠的依據(jù)。在機電工程中運用BIM技術(shù)的主要目標是完善工程項目的全過程，保證整個過程能夠被統(tǒng)一規(guī)劃，使得各個單位能夠有一個共同的參考平臺，在提升工程項目建設(shè)的同時，減少項目交接過程中出現(xiàn)的糾紛問題。除此以外，BIM技術(shù)還運用了數(shù)字信息建模技術(shù)，在建設(shè)三維模型時可以直觀地表現(xiàn)出項目的全部信息，使得各個單位能夠直接了解到高速公路建設(shè)的結(jié)果。所以BIM技術(shù)不但能夠提升高速公路建設(shè)的協(xié)調(diào)性，還可以通過動態(tài)數(shù)據(jù)為工程的各個階段提供參考依據(jù)，從而為后期的工程提供準確的工程數(shù)據(jù)。

1 BIM技術(shù)在高速公路機電工程中的應用優(yōu)勢

1.1 控制設(shè)計變更

在高速公路中機電工程項目需要進行的工作非常復雜，工作難度相對較大，這些情況會使得機電工程如果出現(xiàn)錯誤，或者是設(shè)計方案與施工情況不符，出現(xiàn)設(shè)計變更時，不但會增加工程完成的時間，還會在很大程度上增加項目的成本。所以控制高速公路機電工程項目的變更，可以有效地保證工程項目完成的情況。在機電工程項目中引入BIM技術(shù)后，相關(guān)工作人員可以通過模擬實驗，在第一時間發(fā)現(xiàn)機電工程項目中存在的問題，并進行及時的改正，在前期設(shè)計階段消除設(shè)計變更發(fā)生的概率，這一優(yōu)點是機電工程項目引入BIM技術(shù)非常重要的原因。

1.2 促進信息分享

在進行高速公路建設(shè)過程中，機電工程項目需要多個參與者共同進行工作，如果這些參與者不能夠全面了解項目管理，就無法給出正確的設(shè)計方案。在過去的機電工程項目中，各個參與者因為信息共享不方便或者是無法直接溝通，使得項目很難整合各方意見，從而為工程的設(shè)計造成一定程度上的不便。在機電工程項目中引入BIM技術(shù)以后，可以為工程項目的參與者提供一個信息共享的平臺，通過BIM技術(shù)為核心，構(gòu)建信息交流平臺，使得各方參與者能夠從交流平臺上獲得相關(guān)的資料，并且傳送出己方的信息。通過信息共享可以使得各方參與者及時獲得機電工程項目中需要的信息，在與各方進行溝通的過程中保證了機電工程的效果。

1.3 控制施工成本

在高速公路的建設(shè)中，機電工程項目需要涉及到許多的方面，特別是在一些大型工程中，由于項目本身存在的復雜性很容易使得項目建設(shè)的成本出現(xiàn)增加的情況，如果某一施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯誤，還會造成工程出現(xiàn)非必要成本。在機電工程項目中引入BIM技術(shù)以后，通過其具有的虛擬施工以及碰撞檢查功能，可以很精確識別出工程中材料的用途以及成本的變動，從而提高了機電工程項目的前期設(shè)計，使得工程項目的成本在很大程度上得到控制。

2 BIM技術(shù)在機電工程項目管理中的應用

2.1 質(zhì)量管理

高速公路機電工程主要由供配電及通風照明系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、收費系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)構(gòu)成。由于機電工程項目的復雜性使得各個子系統(tǒng)的管理都非常困難，在其中引進BIM技術(shù)可以在很大程度上改善項目的管理工作，從而提高了項目的管理質(zhì)量。通過對BIM技術(shù)應用進行分析，其質(zhì)量管理流程如下。

首先要建設(shè)系統(tǒng)的信息化模型。通過對整個項目的信息以及各個子系統(tǒng)進行研究，然后結(jié)合設(shè)計方案，可以建立完整的BIM系統(tǒng)模型。例如某高速公路機電工程項目在進行監(jiān)控設(shè)計時運用BIM技術(shù)進行建模處理，其三維模型如圖1。

第二步：再通過分解成檢測單元，然后對這些單元進行評估，和過去的管理方法相比，引入BIM技術(shù)以后可以對大數(shù)據(jù)單元進行評估，有效避免了過去抽樣檢查出現(xiàn)的小概率情況，從而在很大程度上提高了項目的質(zhì)量。

圖1 機電工程監(jiān)控系統(tǒng)三維建模

2.2 成本控制

在高速公路的建設(shè)過程中成本控制是最為重要的部分，在保證施工質(zhì)量的同時，降低建筑成本，可以使得施工單位提升其核心競爭力。在機電工程項目中引入BIM技術(shù)主要是通過虛擬技術(shù)把設(shè)計方案中存在的不科學的情況檢測出來，在前期工作中進行改正，從而有效控制成本。例如，某施工單位在建設(shè)高速公路時引入了BIM技術(shù)，通過碰撞監(jiān)測發(fā)現(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)中一條非常重要的路段出現(xiàn)了監(jiān)控盲區(qū)，相關(guān)工作人員及時把這一情況進行上報，設(shè)計單位根據(jù)實際境況進行改正，從而優(yōu)化了整條公路的監(jiān)控系統(tǒng)，避免了施工后再進行修改的情況，為施工單位節(jié)約了施工成本。

2.3 施工管理

高速公路在建設(shè)過程涉及到的方面非常多，從而使得機電工程項目的施工管理難度非常大，其具體表現(xiàn)在部分重點區(qū)域在施工過程中影響的因素比較多，施工單位在建設(shè)過程中要考慮的情況比較多，從而增加了工作難度，當引入BIM技術(shù)以后可以很好改善這種情況。比如，在進行多工種共同工作時，BIM技術(shù)可以進行虛擬工作模型，在前期就設(shè)計出工作協(xié)調(diào)的方案，重新調(diào)整各工種之間的工作順序以及配合，然后在實際工作中根據(jù)虛擬施工進行工作，從而保證了各工種之間的協(xié)調(diào)性。在面對重要施工路段時，可以通過BIM技術(shù)的可視化技術(shù)，通過視頻的方式向工作人員講解施工的順序以及配合情況，從而為后期施工提供可靠的依據(jù)。

2.4 施工進度管理

施工進度管理作為項目管理的主要內(nèi)容之一，其管理效果直接影響著工程的施工周期以及成本。在機電工程管理中引入BIM技術(shù)可以在很大程度上縮短施工周期，提升工程進度，其具體表現(xiàn)如下。

第一步：精細化施工進度。在機電工程項目中引入BIM技術(shù)可以在很大程度上支持數(shù)據(jù)系統(tǒng)的建設(shè)。通過BIM技術(shù)為核心，把項目施工過程中的施工進度方案輸入到數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，提高計算機技術(shù)對整個數(shù)據(jù)進行運算處理，從而形成以日施工進度為基礎(chǔ)、周施工進度為要點的精細化施工管理體系。除此以外，相關(guān)工作人員還運用BIM技術(shù)的匯總能力把系統(tǒng)定期收到信息進行匯總，然后傳輸?shù)街付ㄎ恢茫阌谄渌撠熑四軌蚣皶r了解到施工進度情況。

第二步：施工進度動態(tài)控制。在高速公路機電工程項目的施工過程中，相關(guān)管理負責人最重要的工作就是運用BIM技術(shù)了解項目中各個子系統(tǒng)的工作進度，并且實際施工進度和設(shè)計進度進行對比，觀察其有無差別，如果不存在差別，就說明施工進度管理效果達到預期的效果，如果存在差別，就需要相關(guān)負責人對實際施工情況進行分析，然后找出產(chǎn)生的原因，進而針對這些原因提出合理的措施，保證施工進度得到最有效的控制。

3 BIM用于高速公路機電工程建設(shè)中的構(gòu)建

3.1 施工模擬，確定位置

在高速公路機電工程建設(shè)中，應用BIM技術(shù)進行工程設(shè)計，可以提取預演施工方案以替代以往采用的方案編制工作，對平面圖標無法明確的問題予以有效解決。設(shè)計人員通常會采用靜態(tài)和動態(tài)兩種方案對施工方案進行模擬，舉例來講，機電工程要進行吊裝施工，需要充分考慮之前的設(shè)計內(nèi)容，并對吊裝機位進行進一步檢查，并通過靜態(tài)調(diào)整以確定最為合理的機位位置，首先排除在吊裝高度和工作半徑方面存在的不合理問題，并對其他安全隱患進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)并予以處理。

3.2 仿真建設(shè)，有效溝通

在高速公路機電工程建設(shè)中，管理人員應對BIM技術(shù)構(gòu)建動態(tài)的應用予以重視，對工程地點的工程建設(shè)目標方向、地面情況、地理位置等進行考慮，對三維模型設(shè)計程序進行設(shè)計。在程序設(shè)計中，首先設(shè)置一些權(quán)限到系統(tǒng)中，從而保護施工單位的重要數(shù)據(jù)內(nèi)容，并通過賬號密碼登錄的形式對重要數(shù)據(jù)和應用進行加密。再者，在機電工程應用BIM技術(shù)進行設(shè)計過程中，分析各方面設(shè)計參數(shù)后再進行輸入，從而實現(xiàn)可視化三維模型的建立。最后，重視設(shè)計工作中對公共交流平臺的建立，在平臺中實現(xiàn)設(shè)計人員、施工人員、管理人員之間的信息交流，鼓勵工作人員積極提出建議，從而對程序進行不斷改進。

3.3 監(jiān)測管理，確保質(zhì)量

在高速公路機電工程施工監(jiān)測管理工作中也可以應用BIM技術(shù)。管理人員想要對整個高速公路機電工程當前建設(shè)情況進行隨時了解就需要應用到BIM技術(shù)，通過測試工程施工空間的形態(tài)并評估工程的質(zhì)量，分析各個方面收集到的數(shù)據(jù)，從而全面評估施工技術(shù)的操作工藝、科學性等內(nèi)容，充分掌握工程施工階段性的成果， 以便進行下一步工作量的規(guī)劃與任務(wù)的部署。

3.4 結(jié)構(gòu)建設(shè)，數(shù)據(jù)檢測

還可以應用BIM技術(shù)在工程結(jié)構(gòu)檢測環(huán)節(jié)對承載力、穩(wěn)定性、碰撞等因素進行檢測，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)性能和質(zhì)量的檢測，避免由于穩(wěn)定性不足造成結(jié)構(gòu)性能出現(xiàn)問題。舉例來講，在工程結(jié)構(gòu)建設(shè)的實際施工中，可以對BIM技術(shù)中的revit技術(shù)加以運用，檢測工程結(jié)構(gòu)的可持久性和穩(wěn)定牢固性，并將這些數(shù)據(jù)應用到模型的構(gòu)建中，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)建設(shè)水平的有效提升。

3.5 管理資源

在高速公路機電工程的建設(shè)階段，所用到設(shè)備種類較多，并且具有不同的性能和復雜多樣的信號，管理起來難度較高。而這些設(shè)備信息內(nèi)容都可以在BIM模型中進行準確的標注，從而有效統(tǒng)計施工各項材料的種類、數(shù)量等信息，統(tǒng)一各項參數(shù)內(nèi)容并向采購部門提交，開展后續(xù)的設(shè)備購置工作，這些數(shù)據(jù)會為后續(xù)材料管理工作中被再次調(diào)用。

4 結(jié)束語

綜上所述，在高速公路機電工程中運用BIM技術(shù)可以在很大程度上提升工程的質(zhì)量，其實際應用具有非常重要的意義。為了保證BIM技術(shù)的應用效果，就需要工作人員在運用過程中結(jié)合實際情況，對不同子系統(tǒng)選用合適的功能。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)工作人員還應該對BIM技術(shù)的應用效果進行總結(jié)，從而提高項目管理的質(zhì)量。本文主要針對BIM技術(shù)的應用效果進行分析，重點介紹了其在質(zhì)量管理、成本管理以及施工管理等方面的作用，以期加深對BIM技術(shù)的研究。

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