高速公路机电工程BIM技术应用

摘要:现如今，我国高速公路的发展非常迅速，发展成果令人可喜。然而，BIM技术的出现更为公路事业注入了新鲜的血液。从设计质量、施工速度、施工协调、施工成本以及运营管理等方面BIM技术正在实现建造更优越的公路设施。本文将BIM技术的管理优势、应用方法、未来趋势等，融入到高速公路机电工程的施工中进行分析，并指明了高速公路机电工程施工期间应用BIM技术的系统流程、技术需求和应用措施，希望能够为高速公路机电工程实施BIM技术的现代化施工发展贡献一份力量。

关键词:BIM技术;高速公路;新思路

本文研究分为三个部分，课题首先分析了BIM技术的概念与特点，其次，对BIM技术的可视化设计、干涉监测和工程模拟、工程深度设计和资源、成本、进度的管理以及BIM技术的偏差和职能管理等方面的优势进行了分析;再次，提出了BIM技术在高速公路机电工程施工中的沟通、技术、安全、成本以及管理等方面的应用。旨在为我国基于BIM技术的高速公路机电工程的现代化发展提供一些思路。

一、BIM技术的概念以及特点

BIM技术也就是建筑信息模型技术，主要是通过数据采集等等方式来将建筑的未来实际图景与建设方向进行展示。在建设的过程中通过BIM技术能够有效的在设计阶段将各项数据以及各种问题都集中起来进行解决，不仅仅能够控制项目过程中的成本，同时也能将建设过程中的各个项目进行整合，避免后期冲突造成返工。BIM技术一般来说分为三部分，首先是使用数字化模型来将设计方向和设计目的进行展示，让建筑在建设结束后的物理场景与实际功能展现出来。除此之外，BIM技术最重要的就是在设计过程中的信息共享功能，无论是项目中的哪个部分，都能够在整体规划中找到自己的负责方向，从而进行调整，做到更好的一体化建设。BIM技术主要有以下几点特点:首先是3D参数化，施工过程中使用BIM技术能够将数据制作成为3D模型，同时BIM技术还能够对3D模型进行数据的计算与测试。其次是信息化的特点，作为传统建筑设计软件的替代品，BIM技术中充分的运用了信息化技术，能够对整体高速公路进行整体化的设计与细节化的展示。再次则是BIM技术中具有其他技术没有的完整性，使用BIM技术进行设计的过程中，可以将其他道路与高速公路的具体接轨情况进行展示。最后则是BIM技术拥有更好的开放交互性，使用BIM技术来对公路进行设计的过程中，BIM技术中的数据可以实现与其他工程实际软件数据进行互相导入。但是这项功能要求数据的类型属于标准数据，而非特殊的独特数据。

二、BIM技术实施

要实现BIM技术在高速公路机电工程管理的应用也并不简单。而且，任何技术的兴起都留不开许许多多的专家、专业人士付之努力，BIM技术的应用具有大量BIM建模工作，需要专业的工作人员将大量的数据剪辑到工程应用软件中，从而实现BIM技术的实施工作。

(一)BIM可视显示设计准确、全面的项目数据是实现动态可视显示的前提，在这一前提下的BIM建模能够帮助项目管理者直接了解工程的布局情况，校检项目实施的可行性，能够更早的发现工程问题，及时处理并验证工程计划。BIM可视显示设计是实现应用BIM技术的先决条件，也是关键之一。

(二)BIM干涉监测和及工程模拟把创建的所有项目BIM模型包括道路、隧道、机电设备等等，编辑到工程模拟软件检测线缆路由以及设备控制范围干涉，实施设备定位监测和精确分析的工作，并模拟相关标段设备之间的关系。如此便能够尽早提前发现后期管理中的不足，减少或优化工程变更，科学的调配资源，优化工程方案。

(三)BIM工程深度设计深度设计工程BIM模型(如道路、隧道、桥梁、建筑、机电设备等)，是应用BIM技术进行工程管理的主要体现。其主要工作有两项:第一，根据数据要求创建模型，再编辑到BIM系统开展优化设计;第二，按照测试结果，调整并改进BIM建模的相关设备管线。各项目的专业工作人员深化图纸的设计，并创建BIM三维模型，根据软件标准定义道路和设备数据，包括每项工程的尺寸、功能、型号、材料等完整的参数。创建成为各道路设备的3D数据模型，利用专用浏览器对设备模型实施分类、组织以及关联，从而实现应用3D多视觉浏览整体项目。将每个子项目的分部工程信息实施创建、编辑与扩展，并将项目属性(如项目进度、质量、安全、成本等)和相应的模型相关联。

(四)施工资源管理针对工程进行的每个阶段，将设备、工作人员以及其他资源和物资实施调拨管理。应用BIM系统根据工程进度编辑成设备调拨表，工程管理者可根据调拨表和施工进度规划好物料到货时间，并提交采购部实施订购。此外，为了对物资的管理进行控制，项目部可开展限额领取材料，BIM系统可以自动生成物料配置单，施工队根据物料配置单进行物料的发放和领取。

(五)工程进度管理利用BIM系统集成进度计划数据以及BIM模型，使得相关人士利用至关且易于理解三维模型的特征来模拟BIM虚拟环境中的项目施工，并分析其安全性、功能和空间，优化、完善工程组织的计划方案。同时，能够确保工程进度信息、计划进度CPI和实际进度API偏差等方面的实施查询，并可根据需要生成各种报表。按不同的时间段检查项目施工进度，研究分析各时间段方案的施工缺陷，以实现最佳的施工管理效益。全面优化施工的进度，从而促进降低施工成本。

(六)施工偏差分析按照高速公路机电工程管理特点和要求，根据BIM技术的应用价值，聘请职业软件企业为施工管理系统实施系统的再开发，实现基于BIM技术动态现场施工管理系统的搭建，通过动态的对比每个子项目工程的实际和预计的进展，为施工中的偏差与冲突分析进行预警;设定时间段分析工程量、工程资料和成本，进行资源消耗量的分析和预警;对比计划进度工程价值和实际进度，分析每个节点成本偏差与影响因素。

(七)职位以及项目部门的管理BIM系统为不同的职位、不同部门提供各种管理功能，包括合同管理、采购管理、进度管理、质量管理、安全管理、变更管理、支付管理等，确保每项业务之间的控制联动，并实现可视显示查询功能。能够有效地帮助管理人员进行实时的数据查询、统计与分析，并根据需要生成各种工程报表。此外，通过全程跟踪工程关键线路，确保对工程施工质量、安全施工的全程监控，为项目管理者的决策提供分析数据。

三、BIM系统实施目标及社会、经济效益

BIM技术在高速公路机电工程中的应用深入推进下，能够有效提高项目工程的管理能力，控制决策风险，降低能源消耗，减少施工成本，创建绿色施工。全面应用BIM技术，能为高速公路机电安装工程建立了完整的构件库，构建了基于BIM技术的现场施工管理系统，并可全面应用到项目整体中。

(一)促进全面的沟通与协调BIM技术能为高速公路机电工程项目搭建可视化的三维模型，实现更方便的沟通，能够有效低提高工作效率。BIM系统是一个高度集成的综合性信息平台，能够实现项目的各个参与方全方位地沟通与交流;充分利用系统中工程模型扩展的信息以及实时更新的信息，工程项目的管理效率会得到显著的提高。

(二)提高技术效率与质量在道路管线路由以及设备控制范围中使用BIM模型，能够对高速公路监控、指示牌和路桥实施干涉监测，尽早了解各标段相互配合时存在的缺陷，提前处理，避免没必要的设计变更，降低设计弊端，以免因设计错误增加施工成本，提高设计效率和工程质量。

(三)确保安全施工基于项目BIM三维模型，准确计算材料使用情况，并科学的利用资源。根据对重要的子项目与工程节点动态、直观地进行模拟，系统能够搭建起若干个项目的施工方案，以供项目施工进行合理地选择。此外，BIM技术在高速公路机电工程中的应用能够及时发现施工中存在的安全问题与技术缺陷，极大地促进了施工安全、正常进行，保障了工程的安全性、可靠性。

(四)降低项目施工的成本根据项目施工得进度，BIM技术可以准确的计算出工程每个时间周期人力、物力消耗的情况，有助于管理人员对工程资源和场地进行合理的调拨，并及时调整子项目施工的进度计划，以确保各项目施工的合理对接，降低施工耗时，提高资源利用率，降低成本。此外，应用BIM技术能够实现统一分析工程的进度、资源的消耗以及施工的成本，确保工程成本的实时查询与合理调拨。

(五)促进工程全面管理在高速公路机电工程中，全面应用BIM模型系统，有助于信息化管理项目运营维护，它能够确保所提供高速公路工程模型的真实性和完整性，极大地方便了高速公路机电系统的后期运营维护，且能够更全面的支持高速公路机电工程全寿命周期管理的数据交换和共享。

四、结论

目前，BIM技术应用于工程管理中，依旧存在一些不足，例如，大量的建模工作、标准的差异性、缺乏配套的应用软件等。但是，在现代化管理的需求下，BIM技术的出现符合工程施工管理的需求，BIM技术在高速公路机电工程中的应用，能够满足高速公路机电工程现代化管理的需求。

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作者：李爱龙 单位：中铁十二局集团电气化工程有限公司