鮑 濤

江蘇育通交通工程咨詢監(jiān)理有限責任公司

1 引言

2016年12月新概念“品質工程”從交通運輸部發(fā)布并正式實施。五大新發(fā)展概念是品質工程建設的根本和BIM技術為主的工程數(shù)字化概念相同。工程建設中至關重要的技術為數(shù)字化技術，也是交通建設管理的關鍵，有效推廣是為了工程項目建設能夠得到提高，也是提高公路工程設計與品質建造的主要步驟。工程數(shù)字化大數(shù)據(jù)的根本來源于BIM技術,為促進區(qū)域數(shù)字經濟的進步具有重要作用。

2 工程數(shù)字化技術在公路品質工程建設中的應用

2.1 項目背景

本文以項目青洋路快速化（滆湖路-武進大道）工程為實例進行論述，本項目路線起于滆湖東路北側，順接現(xiàn)狀青洋路高架跳水臺，往南沿現(xiàn)狀青洋路老路布線，止于武進大道北側，與青洋路一期工程跨武進大道橋相順接，路線全長6.735km。起點樁號K0+000.000，終點樁號K6+735.000。本標段工程主要建設內容包括橋梁10 座，其中高架橋1 座，上下匝道6 座，地面橋3 座，設置涵洞10道。同步實施雨水等管道，以及道路綠化、交通標志標線等附屬工程。

本標段施工單位為中鐵大橋局集團有限公司，監(jiān)理單位為江蘇育通交通工程咨詢監(jiān)理有限責任公司。監(jiān)理服務范圍包括：對應施工標段的路基、路面、橋梁、排水、交安、監(jiān)控、照明、綠化及其他附屬配套設施等的質量、安全、環(huán)保、費用、進度、合同、創(chuàng)優(yōu)及其他事項管理等監(jiān)理工作及缺陷責任期監(jiān)理工作。

為有效提高項目設計與管理建設體系，將BIM 技術作為示范項目，現(xiàn)已開展并做好BIM應用技術、策劃方案與圖紙設計每個環(huán)節(jié)的BIM 應用，而且施工過程中BIM 的項目建設管理已經得到有序進展。BIM 應用技術在施工過程中累積了豐富的經驗，這為項目后期運營管控做出了有力的信息依據(jù)，進一步推動項目BIM技術的應用。

2.2 設計BIM技術提升公路勘察設計品質

前期的項目設計是決定此次項目投資與施工質量的主要因素，前期項目策劃環(huán)節(jié)可有效控制項目的施工成本。應用BIM技術將公路勘察設計工作做到位，盡可能降低在施工運行中所產生的事故，有利于此次項目質量的提高。

2.2.1 三維數(shù)字化勘測提高勘測效率和精度

由于傳統(tǒng)的公路全線長且精度高，導致后期容易產生一系列變更問題。選取新的勘察技術為有效提升并優(yōu)化項目勘測的管理體系與現(xiàn)代化水平。經過測量技術的不斷發(fā)展，數(shù)字化勘察手段是作為高效測量方案之一。此次項目由無人機檢測得到的三維地形與BIM技術進行有效結合，取得全線三維實景建模，將三維地質模型建立好，為達成數(shù)字集成管理方案，對于公路勘測技術可有效實現(xiàn)數(shù)字化、自動化、信息化以及智能化發(fā)展做出有力的支撐。

2.2.2 三維方案設計提高方案分析和決策能力

在整個項目中，能夠直接影響項目投資與具體實施的重要環(huán)節(jié)是方案設計。選取恰當?shù)牡缆肪€形是作為整個項目的關鍵，不僅僅要確保線形的美觀、和環(huán)境的匹配程度，而且還要滿足地質需求以及控制到最低成本。傳統(tǒng)的CAD技術面對問題時很難進行綜合處理，往往會因考慮不周而致使線形設計不規(guī)范等問題，如果前期發(fā)現(xiàn)及時并立即整改，依舊會對后面一系列的工作增加難度。BIM技術則不同，主要依據(jù)三維模型，工程數(shù)據(jù)較完整，信息完全真實性，處于三維空間時具有計算分析功能，使用CIS可以建立地形信息模型，且?guī)в械刭|信息。所以，通過BIM與CIS技術中優(yōu)良性能與計算分析性能，能夠處理好道路線形的決策和評價優(yōu)化現(xiàn)象。

2.2.3 基于BIM的協(xié)同設計減少對接不暢導致的質量問題

在傳統(tǒng)設計中，信息傳遞的丟失、延后直接影響設計質量。基于發(fā)達的互聯(lián)網(wǎng)技術與BIM 技術結合，一個模型可接收多個專業(yè)不同的設計人員共同進展，達到有效地實時對接。

2.2.4 三維設計校審減少設計錯漏碰缺

基于BIM 模型展開設計校審與三維協(xié)同會簽審核，能夠較好的完成校審體系的數(shù)字化管控，確保校審流程數(shù)據(jù)的全面性輸送。對于施工圖的具體設計環(huán)節(jié)，還能利用數(shù)字技術的三維可視化技術、4D 施工模擬技術以及碰撞檢查技術等方案，能夠有效輔助設計人員發(fā)現(xiàn)問題、迅速處理因碰撞、凈空不足造成的一系列問題，降低現(xiàn)場返工，進一步減少了濫用資源現(xiàn)象，能夠及時統(tǒng)計好工程量，降低建設資源損耗，設計質量得到顯著提升（見圖1）。

圖1 互通排水碰撞檢測示例圖

3 建設過程數(shù)字化管理

在傳統(tǒng)的施工流程中，因圖紙以及更改進度計劃等因素導致項目延期、建設標準不規(guī)范、不合理的管理模式、需要再次返工等現(xiàn)象，致使這種問題發(fā)生的關鍵是管理人員僅憑借經驗之談開展溝通和管控。此項目通過BIM工程數(shù)字化技術進行全過程精細化統(tǒng)治，有利于成本、質量等工程項目階段的提升，也為后期數(shù)字資料奠定了堅實的基礎。

3.1 BIM數(shù)字化技術提高施工仿真和優(yōu)化效率

與傳統(tǒng)相對比，運用BIM 技術進行公路建設的仿真模擬試驗能夠擬化出更為真切的地質環(huán)境，根據(jù)數(shù)字孿生這一技術對較重要的施工工藝展開虛擬模擬，在現(xiàn)場建造開始前做好預判以及前期完善工作，大大降低了施工過程中潛在問題的發(fā)生。此次項目利用三維數(shù)字化進行一系列的空間布置模擬，在真實情景下施工場地滿足了標準規(guī)劃與集成化管理，為順利完成現(xiàn)場運輸?shù)缆纷龀鰜碛辛χ危ㄒ妶D2）。

圖2 項目施工場地布置優(yōu)化示意圖

3.2 數(shù)字化管理提高施工過程的資源管控

在建設的整個過程中會產生很多數(shù)據(jù)與資料，以往的施工流程管理主要分為紙質文檔與線上兩種管理模式，與現(xiàn)場實施項目銜接不上，極易發(fā)生管理資料和現(xiàn)場施工不符，引發(fā)數(shù)據(jù)編改，導致數(shù)據(jù)內容不準確；施工中物料沒有得到嚴格的管理，優(yōu)質物料與場地標準化管控很難實現(xiàn)；不能立即轉達調整施工計劃的有關信息，很難利用三維可視化展開直觀了解。在整個施工中利用BIM 數(shù)字孿生模型進行安全質量以及成本進度監(jiān)管，促使施工過程資源管控和數(shù)字模型進行有效結合，利用數(shù)字模型進行現(xiàn)場工程預判，監(jiān)管好質量問題與具體的資金流情況，施工流程中資源管理得到了大大提升。

3.3 數(shù)字化交付提升項目竣工交付成果

項目進行竣工交付時，利用數(shù)字化交付成果對整個項目展開進一步施工質量的復查工作，依據(jù)BIM 數(shù)字化成果進行竣工核算，可有效提升項目竣工核算的精確度及效率。通過數(shù)字化竣工交付成果，能夠帶來項目策劃與施工整個流程的統(tǒng)一數(shù)據(jù)信息，還能與BIM可視化模型展開有效結合，將為后期業(yè)主維護帶來了可靠數(shù)據(jù)。

4 基于BIM和大數(shù)據(jù)的運維管理

公路項目在運維管理環(huán)節(jié)具有很大的數(shù)據(jù)信息量及繁雜的管理流程。傳統(tǒng)的管理模式為人工管理，無法進行高效儲存資料與快速查詢模式，經常致使資料丟失、輸送信息滯后、不便于查詢和探析，對資料數(shù)據(jù)不能規(guī)范化、有序管理，項目建設整個流程的信息庫，有利于建設流程的資料信息進行統(tǒng)一分類儲存。而且還可以利用數(shù)據(jù)儲存模式保存建設流程中引發(fā)的大量資料，記載資料儲存方位與資料更改流程，還能通過計算機檢索功能開始快捷搜索。施工開始后做好項目建設信息庫的工作，為有效管理整個項目流程的資料信息。

利用BIM技術、GIS技術和互聯(lián)網(wǎng)等大數(shù)據(jù)技術進行相互關聯(lián)，通過移動數(shù)據(jù)獲取道路交通設施情況與公路環(huán)境氣象狀態(tài)信息，能夠產生對于BIM與大數(shù)據(jù)數(shù)字化資產及運營管控體質。并將此連接到項目建設方的養(yǎng)護信息體系中，能夠完成養(yǎng)護信息一體化，便于儲存、管控、互換共享、探析與運用，是養(yǎng)護決策方提供的有力支撐，進一步提高了養(yǎng)護決策的規(guī)范成果（見圖3）。

圖3 基于BM和大數(shù)據(jù)的項目運營管理示例圖

5 項目數(shù)字化品質工程建設保障措施

5.1 加強組織領導，組建數(shù)字化實施團隊

項目在建設過程中涉及很多參與方，想要統(tǒng)一進行管理、實施流程規(guī)范化，推進數(shù)字化技術在此次項目中的應用，需要在項目開始前策劃一個可靠的計劃流程，建立BIM 組織實施部門。將組織機構進行詳細分工，為保證BIM技術應用能夠順利進展。

5.2 專項資金保障

此次項目通過BIM技術提高工程造價再將其加到項目建設成本中，留有專業(yè)財政資金，為培養(yǎng)工程技術人員與建立BIM管理體系、順利運行及后續(xù)的升級改造等工序。

5.3 建立BIM實施流程和標準

項目開始前制定標準的工作流程與規(guī)范，進行統(tǒng)一管控BIM 應用技術，確定BIM 應用點及重要環(huán)節(jié)BIM 技術應用的詳細內容，規(guī)定項目級BIM規(guī)范化實施，引導并規(guī)范此項目的各個參與方在實施BIM 中的模型號、權限設置以及對象參與化等有關技術流程，有效提升各個參與方的BIM 項目實施效果（見圖4）。

圖4 項目模型文件命名和組裝原則流程圖

5.4 建立BIM成果審查機制

依據(jù)攻關行動建立較為完善的BIM 成果管理體系，對于統(tǒng)一模型與圖紙、創(chuàng)建模型是否達到BIM 規(guī)范化需求等。將項目BIM 成果審核表做好再上交給有關單位進行調整處理，處理好之后開始二次審核，直到所有意見解決好即可。

6 結語

品質工程是作為建設公路最關鍵、也是今后堅持努力的發(fā)展目標，對于不斷改進技術與管理技術，提高并優(yōu)化項目勘察設計過程中的科技含量，是完成品質工程的必經之路。依據(jù)BIM技術進行工程數(shù)字化技術的探析與應用，是通往公路工程建設的有力途徑。本文將通過數(shù)字化技術去處理建設項目設計與施工流程中產生的問題，進一步提升公路工程的建設品質，實現(xiàn)項目統(tǒng)一管理制度。作為新理念的BIM技術及管理體制對后期整個交通行業(yè)的生產手段一定會有顯著提升，促進整個公路項目建設和交通行業(yè)的有力發(fā)展。