聶西婷

摘要：隨著公路工程項目管理越來越精細化、專業(yè)化，需要處理的信息量巨大，參與管理的人員任務繁重。BIM技術能夠根據(jù)公路工程項目實施的不同階段，將所產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)信息進行整合和利用，保證工程項目的目標控制和科學開展，為工程的順利實施奠定良好的基礎，具有很高的推廣價值。

關鍵詞：BIM技術;公路工程;信息數(shù)據(jù) ;建筑模型

建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程項目的各項相關信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。目前，我國信息技術飛速發(fā)展，BIM技術在公路工程中的應用也越來越廣泛，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮著重要的作用。

1 BIM的主要特點

1.1 可視化

在BIM建筑信息模型中，由于整個過程都是可視化的，所以可視化的結果不僅可以用來效果圖的展示及報表的生成，更重要的是，項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進行。

1.2 協(xié)調(diào)性

BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期對各專業(yè)的碰撞問題進行協(xié)調(diào)，生成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，提供出來。

1.3 模擬性

模擬性并不是只能模擬設計出的建筑物模型，還可以模擬不能夠在真實世界中進行操作的事物。根據(jù)施工的組織設計模擬實際施工，從而來確定合理的施工方案來指導施工。

1.4 優(yōu)化性

BIM及與其配套的各種優(yōu)化工具提供了對復雜項目進行優(yōu)化的可能。

1.5 可出圖性

BIM通過對建筑物進行了可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化以后出圖。

1.6 一體化性

基于BIM技術可進行從設計到施工再到運營貫穿了工程項目的全生命周期的一體化管理。BIM的技術核心是一個由計算機三維模型所形成的數(shù)據(jù)庫，不僅包含了建筑的設計信息，而且可以容納從設計到建成使用，甚至是使用周期終結的全過程信息。

1.7 參數(shù)化性

參數(shù)化建模指的是通過參數(shù)而不是數(shù)字建立和分析模型，簡單地改變模型中的參數(shù)值就能建立和分析新的模型;BIM中圖元是以構件的形式出現(xiàn)，這些構件之間的不同，是通過參數(shù)的調(diào)整反映出來的，參數(shù)保存了圖元作為數(shù)字化建筑構件的所有信息。

1.8 信息完備性

信息完備性體現(xiàn)在BIM技術可對工程對象進行3D幾何信息和拓撲關系的描述以及完整的工程信息描述。

2 BIM的在公路工程中的應用

2.1 BIM技術在立項階段的運用

公路工程在立項準備的過程中，技術人員運用BIM技術建立科學合理的三維可視化模型，從而保證能夠體現(xiàn)公路工程設計工作的狀況。另外，在運用BIM技術開展建模工作的過程中，還需要對各個方面的信息和數(shù)據(jù)進行整理和結合，并通過相關資料進行三維模型。除此之外，在建立模型的過程中，還需要對公路工程的交通流進行模擬和預測，保證能夠明確公路工程施工的重要性和相關標準，在這樣的情況下，明確公路設計線路之后，就能夠通過GIS技術對空間進行分析，從而保證能夠進一步明確公路線路的走向。

2.2 勘測階段

使用BIM可以在更加一致的環(huán)境中完成所有任務，包括直接導入原始勘測數(shù)據(jù)、最小二乘法平差、編輯勘測資料、自動創(chuàng)建勘測圖形和曲面;能夠以等高線或三角形的形式來展現(xiàn)曲面，并創(chuàng)建有效的高程和坡面分析。

2.3 設計階段

①道路建模。例如創(chuàng)建動態(tài)更新的交互式平面交叉路口模型，可以根據(jù)常用設計規(guī)范更迅速地設計環(huán)島，包括交通標識和路面標線等;或者根據(jù)設計標準創(chuàng)建自己的部件。通過直觀的交互或變更用于定義道路橫截面的輸入?yún)?shù)即可輕松修改整個道路模型。

②工程量計算與分析。利用復合體積算法或平均斷面算法，更快速地計算現(xiàn)有曲面和設計曲面之間的土方量。使用生成土方調(diào)配圖表，用以分析適合的挖填距離，要移動的土方數(shù)量及移動方向，確定取土坑和棄土堆的可能位置。從道路模型中可以提取工程材料數(shù)量，進行項目成本及時分析。

③自動生成施工平面圖。使用外部參考和數(shù)據(jù)快捷鍵可生成多個圖紙的草圖。這樣，在工作流程中便可利用與模型中相同的圖例生成施工圖紙。一旦模型變更，可以更快地更新所有的施工圖，按照路線走向自動完成圖紙和圖幅線的布局，并根據(jù)布局生成平面和縱斷面圖紙。

④輕松處理變更與評審。因為數(shù)據(jù)直接來自模型，所以報告可以輕松進行更新，更迅速地響應設計變更。如今的工程設計流程比以往更為復雜，設計評審通常涉及到非CAD使用者、但同時又是對項目非常重要的團隊成員，可以利用數(shù)字方式讓整個團隊的人員參與設計評審。

⑤多領域協(xié)作。道路工程師可以將縱斷面、路線和曲面等信息直接傳送給結構工程師，以便其在軟件中設計橋梁、箱形涵洞和其它交通結構物。

⑥可持續(xù)環(huán)保設計，提供高質(zhì)量圖紙。工程師可以根據(jù)可靠的場地現(xiàn)狀模型和設計約束來評估設計方案，推出更具創(chuàng)新性的環(huán)保設計，幫助客戶達到公認的可持續(xù)發(fā)展。通過模型與文檔之間的智能關聯(lián)，交付高質(zhì)量的設計和施工圖紙，提高圖紙的一致性。

2.4 施工階段

利用BIM技術的虛擬施工展示，對安全隱患、施工難點提前反映，可視化的交底、教育等形式也更容易被施工人員所接受，直觀形象的讓施工人員了解施工意圖和細節(jié)，就能使施工計劃更加精準，統(tǒng)籌安排，提前做好安全布置及規(guī)劃，以保障工程的順利完成。同時，借助BIM的可視化模擬，對公路工程分部、分段的進行分析，將一些重要的施工環(huán)節(jié)、工藝等進行重點展示，提高管理人員和施工人員對施工工藝的理解和記憶，并利用BIM技術規(guī)劃施工現(xiàn)場各類安全設施的布置進行模擬，提高施工的安全性和布置的合理性。

通過BIM技術能夠?qū)⒐肥┕ぶ械母鞴^(qū)實時的鏈接在一起，方便各方的溝通。例如：在公路工程中有做路基的、做路面的、做綠化的、做配電的等，在整個工程中要協(xié)調(diào)多個工區(qū)，每個工區(qū)都有自己的進度排布計劃，或者因為其他的外力影響而導致個別工區(qū)的計劃變更，這樣，工序之間就難免出現(xiàn)重合、交叉作業(yè)、延誤作業(yè)。通過建立施工現(xiàn)場的三維信息化模型，能讓可能不懂其他專業(yè)的人員也能直觀的了解整體工程的各項情況，是哪方面出現(xiàn)了問題，又該怎樣解決，等于是在項目各參與工區(qū)之間建立了一個信息交流平臺，使溝通更為便捷、協(xié)作更為緊密、管理更為有效。

2.5 運營階段

BIM技術是基于將現(xiàn)實的各種訊息轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信息，利用自身虛擬建造數(shù)據(jù)庫的技術直觀的將公路整體運營情況展現(xiàn)在管理人員面前，這種技術在公路運營過程中的管理能夠發(fā)揮重大作用。從管理人員角度講，當公路各方面的信息都是以數(shù)字化的方式呈現(xiàn)，并且能利用計算機技術進行分析，管理人員的工作強度在一定程度上就得到了減緩。除此之外，BIM技術將建設過程中的各類不良地質(zhì)路段、變更情況、養(yǎng)護情況等各類信息進行了儲存，并能夠直觀的展現(xiàn)在管理人員面前，同時根據(jù)養(yǎng)護計劃及時提醒管理人員進行養(yǎng)護，也能夠快速查找病害路段過去建設和維修情況，更有利于管理人員制定搶險養(yǎng)護措施。

隨著公路工程項目管理越來越精細化、專業(yè)化，需要處理的信息量巨大，參與管理的人員任務繁重。BIM技術能夠根據(jù)公路工程項目實施的不同階段，將所產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)信息進行整合和利用，保證工程項目的目標控制和科學開展，為工程的順利實施奠定良好的基礎，具有很高的推廣價值。

參考文獻：

[1]張弛、王建偉、沈照慶、徐晟，《公路BIM及設計案例》，人民交通出版社，2018年

[2]趙云峰、高偉連、孟憲忠，BIM技術在公路工程項目管理中的應用研究[J]價值工程，2019，38（11）：170-172