論BIM技術(shù)在交通工程中的應(yīng)用

許宇寰

摘 要：隨著社會(huì)的進(jìn)步，各類科技成果不斷涌現(xiàn)，并被逐漸應(yīng)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(jìn)技術(shù)，在多個(gè)領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用。近年來，城市軌道交通工程的數(shù)量、規(guī)模不斷擴(kuò)張，為提高城市交通效率作出了巨大貢獻(xiàn)。高質(zhì)量的交通工程建設(shè)必然伴隨著完整的工程設(shè)計(jì)，一旦設(shè)計(jì)上出現(xiàn)問題，會(huì)對(duì)工程整體質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，縮短工程壽命，帶來社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益上的損失。而BIM技術(shù)的模擬功能，可在施工前就能發(fā)現(xiàn)其中存在的缺陷和隱患，制定應(yīng)對(duì)措施，有助于提高交通工程的質(zhì)量和安全管理。本文從BIM技術(shù)入手，詳細(xì)闡述其在交通工程中的應(yīng)用，旨在為實(shí)踐技術(shù)利用提供指導(dǎo)和參考。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);交通工程;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U239.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

科技是社會(huì)發(fā)展的原動(dòng)力。近年來，越來越多的科技成果被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，為各行業(yè)的創(chuàng)新式發(fā)展提供了技術(shù)保障。BIM技術(shù)的模擬功能，使其在建筑、交通等工程類行業(yè)發(fā)揮了巨大作用，不僅能保障項(xiàng)目的安全進(jìn)行，還能提高項(xiàng)目的綜合效益。

1 BIM技術(shù)

BIM技術(shù)誕生于2002年初，是建立在現(xiàn)代信息技術(shù)基礎(chǔ)上，借助虛擬三維模型手段，在數(shù)字技術(shù)的支持下構(gòu)建完整的建筑工程數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)工程各部門間信息共享，一經(jīng)問世后即被迅速推廣到虛擬設(shè)計(jì)、建筑、設(shè)施管理等領(lǐng)域，發(fā)揮了巨大的作用。我國BIM技術(shù)最早運(yùn)用于建筑工程的集成和優(yōu)化上，相關(guān)工作人員通過構(gòu)建工程信息模型來分析施工中可能存在的問題，結(jié)合成本和進(jìn)度，對(duì)之后方案調(diào)整的合理性進(jìn)行評(píng)估。在數(shù)據(jù)庫中，主要包含關(guān)于建筑構(gòu)件尺寸、狀態(tài)、屬性等方面的信息，以及非構(gòu)件對(duì)象的狀態(tài)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(qiáng)，參與方能在共享平臺(tái)上進(jìn)行信息交互，工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)也發(fā)展成為可視化的動(dòng)態(tài)3D建模，可在其中添加大量信息和數(shù)據(jù)來獲得更大效能。除此之外，還可以對(duì)特定對(duì)象進(jìn)行針對(duì)性分析，如施工效果、進(jìn)度、成本等。隨著BIM技術(shù)日益成熟，開始在除了建筑工程外的其他工程領(lǐng)域被推廣應(yīng)用，尤其在交通工程中，顯示出了非常顯著的優(yōu)勢(shì)，獲得了技術(shù)人員越來越大的重視。

2 BIM技術(shù)的特點(diǎn)

BIM技術(shù)主要有數(shù)據(jù)信息集成化、強(qiáng)大的傳遞性等特點(diǎn)。BIM技術(shù)可通過數(shù)字信息對(duì)空間關(guān)系、幾何形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)其中各類要素進(jìn)行視覺信息表達(dá)，以及模擬材料、構(gòu)件的功能等方面信息，模擬出建筑物，并幫助技術(shù)人員更好的掌握各類構(gòu)件信息。在數(shù)據(jù)構(gòu)建時(shí)，運(yùn)用BIM技術(shù)可促使數(shù)據(jù)信息的聯(lián)系性和一致性。這樣一來，可固定建筑物不同時(shí)期的信息，若后期出現(xiàn)信息被篡改，BIM可第一時(shí)間進(jìn)行反應(yīng)，而不需要通過人工手段來處理圖紙。BIM技術(shù)的種種特征，可確保工作的順利開展，并在工程的各個(gè)時(shí)期都能凸顯最終工作結(jié)果，提高交通工程不同階段的工作效率，并進(jìn)一步降低經(jīng)濟(jì)成本。

3 BIM技術(shù)在交通工程中應(yīng)用

交通工程設(shè)計(jì)各類建筑施工，故和其他類型的工程項(xiàng)目均存在一定的共性，這就導(dǎo)致BIM技術(shù)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(shù)的模擬功能，可明顯優(yōu)化交通工程各個(gè)環(huán)節(jié)的施工。

3.1 前期規(guī)劃

城市軌道交通的前期規(guī)劃，主要包括線路、人流量、車站規(guī)模、站間距等內(nèi)容，良好的前期規(guī)劃，有利于提高交通的實(shí)際運(yùn)行效果。所以，在前期規(guī)劃中有必要進(jìn)行具體分析。BIM技術(shù)可用于對(duì)人流量、線網(wǎng)運(yùn)距等內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算和分析，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、道橋、管線等實(shí)際信息，共同構(gòu)建完整的交通三維模型。同時(shí)，需要對(duì)社會(huì)人口流動(dòng)性和分布密度進(jìn)行研究，合理劃分經(jīng)濟(jì)區(qū)域，選擇交通線路，設(shè)置車站位置布局和規(guī)模等。因此，BIM技術(shù)對(duì)交通工程的前期規(guī)劃起到重要作用。

3.2 交通工程成本控制

進(jìn)行交通工程建設(shè)時(shí)，也需要做好成本管理，提高經(jīng)濟(jì)效益。BIM技術(shù)的運(yùn)用，可以在不需要耗費(fèi)過多人力資源的情況下，獲得全面、準(zhǔn)確的造價(jià)信息。通過相關(guān)數(shù)據(jù)的輸入，能做到對(duì)工程的模擬分析和造價(jià)評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的不足，事先制定針對(duì)性措施來規(guī)避這些可能的失誤，使項(xiàng)目成本控制更容易達(dá)到預(yù)期。同時(shí)，運(yùn)用BIM技術(shù)還有利于工程的各個(gè)參與方，政府方面來看，可有效實(shí)施成本控制，減少對(duì)項(xiàng)目的資金投入，緩解了相關(guān)的財(cái)政壓力，提高資金利用率;站在施工企業(yè)的立場(chǎng)來看，可在保質(zhì)保量完成項(xiàng)目的同時(shí)，獲得更高的收益，也能更好的贏得行業(yè)內(nèi)的口碑。

3.3 工程施工階段

在交通工程的整個(gè)施工過程中，BIM技術(shù)可以在精確的數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)上，對(duì)其中每一個(gè)環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)都進(jìn)行模擬，計(jì)算某個(gè)階段的承載力，檢測(cè)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)是不是足夠合理，在這樣的設(shè)計(jì)下是否存在安全隱患，今后在使用中面臨的某些風(fēng)險(xiǎn)幾率高不高等。一旦發(fā)現(xiàn)問題，可以對(duì)其進(jìn)行充分分析，并運(yùn)用BIM模擬解決措施，進(jìn)一步驗(yàn)證解決方案是否可行。此外，BIM還可以對(duì)工程進(jìn)度進(jìn)行模擬，在總工程量和施工進(jìn)度間建立關(guān)聯(lián)，并實(shí)施相應(yīng)分析。這樣一來，既可以防止施工單位謊報(bào)工程量，也能對(duì)實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)督，大大提高施工效率。

3.4 工程項(xiàng)目安全控制

安全是任何施工的首要目標(biāo)，交通工程也不例外。保證施工中的安全，不僅為保質(zhì)保期完成任務(wù)提供了重要保障，更是提高工程項(xiàng)目綜合效益的前提。因此，在交通工程中加強(qiáng)安全控制非常重要。工作人員可以通過BIM模型的構(gòu)建，測(cè)量和評(píng)估橋梁、道路的穩(wěn)定性和承載能力，獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，以此為依據(jù)事先在施工中進(jìn)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(xiàng)工程參數(shù)，經(jīng)過對(duì)這些數(shù)據(jù)模型的綜合分析，更有利于發(fā)現(xiàn)其中存在的問題，查找危險(xiǎn)因素，便于預(yù)先對(duì)其進(jìn)行處理，調(diào)整工程結(jié)構(gòu)，提高交通工程項(xiàng)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(shù)充分用于隧道、涵洞規(guī)劃建設(shè)中，模擬照明設(shè)施，以進(jìn)一步明確照明的范圍和光照強(qiáng)度，評(píng)估其合理性，若發(fā)現(xiàn)無法滿足實(shí)際需求，可根據(jù)計(jì)算所得數(shù)據(jù)進(jìn)行合理設(shè)置，以保證在這些工程的施工中能配置科學(xué)的光照強(qiáng)度，獲得良好的照明效果，進(jìn)而降低后期使用中發(fā)生交通事故的幾率。同時(shí)，工作人員可運(yùn)用BIM技術(shù)模擬工程的整個(gè)施工過程，在三維模型的狀態(tài)下更直觀的觀察現(xiàn)場(chǎng)，檢查各道工序間前后順序是否合理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)那些可能產(chǎn)生交叉和碰撞的工序，優(yōu)化工序安排，以免出現(xiàn)工序相互間沖突的情況，使得工程項(xiàng)目的施工可以高效進(jìn)行，避免現(xiàn)場(chǎng)過于混亂的現(xiàn)象，防止因工序不當(dāng)、沖突而導(dǎo)致的安全事故發(fā)生。總之，將BIM技術(shù)運(yùn)用于交通工程項(xiàng)目全過程，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，事先制定相應(yīng)對(duì)策，優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)，保證現(xiàn)場(chǎng)照明效果，合理安排工序，保證施工現(xiàn)場(chǎng)的有序性，最大程度的避免安全事故的發(fā)生，達(dá)到安全控制預(yù)期目標(biāo)。

3.5 交通工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)控制

交通工程涉及環(huán)節(jié)眾多，較為復(fù)雜，在施工過程中需要運(yùn)用到多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)和技能，這也就導(dǎo)致在項(xiàng)目工程建設(shè)中，會(huì)面臨來自方方面面的風(fēng)險(xiǎn)和問題。通過合理運(yùn)用BIM技術(shù)，有利于控制和規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，使整個(gè)項(xiàng)目變得更加安全。從財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)上來看，通過BIM技術(shù)的運(yùn)用，工作人員可以在所構(gòu)建的三維模型上直接計(jì)算出工程結(jié)構(gòu)中各個(gè)相關(guān)性能數(shù)值，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的安全隱患并進(jìn)行預(yù)先處理，以免在工程進(jìn)行中發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致的返工、工期延長等;借助BIM技術(shù)，工作人員可以在三維模型上完成關(guān)于橋梁承重結(jié)構(gòu)、公路基礎(chǔ)形式等方面的模擬試驗(yàn)，大大縮短了試驗(yàn)驗(yàn)證的時(shí)間，降低了在工程中各項(xiàng)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(chǎn)生出更大的效率，盡快確定工程進(jìn)行中的各種不確定性，規(guī)避工程進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)合BIM技術(shù)模擬和可視化功能，工作人員對(duì)工程進(jìn)行模擬和量化構(gòu)建，尤其是進(jìn)行抗災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)中發(fā)揮作用，如可模擬面對(duì)洪水威脅的風(fēng)險(xiǎn)模型，讓工作人員更直觀的看到橋梁面對(duì)洪水沖刷時(shí)的穩(wěn)定性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中可能存在風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)構(gòu)層面，對(duì)其進(jìn)行調(diào)整和加固，同時(shí)，還可以模擬監(jiān)控設(shè)備的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，降低橋梁結(jié)構(gòu)單獨(dú)面對(duì)洪水沖刷的時(shí)間。

3.6 虛擬設(shè)計(jì)與虛擬現(xiàn)實(shí)

虛擬，代表了BIM技術(shù)在交通工程領(lǐng)域的整個(gè)使用特點(diǎn)。BIM技術(shù)始終通過虛擬的方式，對(duì)交通工程的基礎(chǔ)框架進(jìn)行可視化的仿真構(gòu)建，提高可行性研究的質(zhì)量，讓工作人員通過對(duì)模型的直觀觀察和檢測(cè)，更好的進(jìn)行不同設(shè)計(jì)方案間的比較;而可視化的施工過程，也為施工秩序和質(zhì)量提供了保障。借助BIM技術(shù)，可以讓交通工程的計(jì)劃和調(diào)度變得更輕松、更準(zhǔn)確，資源管理也變得更容易。BIM的虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，提高了交互性和模型收益，擴(kuò)展了項(xiàng)目的視野，使工作人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的勘察更為仔細(xì)。通過BIM的這些技術(shù)，參與各方可以實(shí)現(xiàn)更好的溝通，在直觀可視的模擬狀態(tài)下，更好的理解項(xiàng)目，還可以通過數(shù)據(jù)的擴(kuò)充來傳達(dá)想法，均對(duì)提高工程項(xiàng)目的質(zhì)量和效率產(chǎn)生良好的作用。

4 結(jié)語

總之，BIM技術(shù)是建立在信息數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的先進(jìn)技術(shù)，在各類工程中發(fā)揮了巨大作用，為工程建設(shè)的發(fā)展提供了保障。交通工程項(xiàng)目的復(fù)雜性，對(duì)相關(guān)工作人員提出了較高要求。在交通工程中合理運(yùn)用BIM技術(shù)，可有效控制成本，控制風(fēng)險(xiǎn)，提高工程效率。

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