楊美云,劉德泉
(1.廣西交通設(shè)計集團(tuán)有限公司,廣西 南寧 530029;2.廣西水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣西 南寧 530023)
在智慧交通建設(shè)中,我國交通工程領(lǐng)域迎來全新的發(fā)展機(jī)遇,交通運(yùn)輸方面取得顯著成效。為進(jìn)一步優(yōu)化智慧交通建設(shè)水平,需要依托BIM技術(shù)、人工智能技術(shù)等相關(guān)技術(shù)融合應(yīng)用,推動智慧交通信息化建設(shè),提高工程施工各個環(huán)節(jié)的管理水平,進(jìn)而突破智慧交通建設(shè)局限。因此,為促使智慧交通保持良好的發(fā)展態(tài)勢,交通工程部門要提高對BIM技術(shù)應(yīng)用的重視程度,不斷挖掘BIM技術(shù)在智慧交通工程項目施工建設(shè)中的作用優(yōu)勢,切實依靠BIM技術(shù)提高智慧交通建設(shè)成效。
BIM技術(shù)興起,掀起了交通工程領(lǐng)域技術(shù)革命,通過三維建模技術(shù)的應(yīng)用,實現(xiàn)了工程信息數(shù)字化表達(dá)方式。BIM技術(shù)應(yīng)用過程中,提供核心建模軟件的使用、可視化軟件的使用、模型檢查軟件的使用等[1],一般可借助Revit核心軟件進(jìn)行建模,為工程規(guī)劃設(shè)計提供了可靠性的參考。將BIM技術(shù)投入智慧交通工程項目中,有效突破傳統(tǒng)成本管理局限,加強(qiáng)對施工現(xiàn)場各項資源的掌握,優(yōu)化資源配置,強(qiáng)化成本控制效果。BIM技術(shù)彌補(bǔ)了智慧交通建設(shè)面臨的技術(shù)缺陷,有效防止了重復(fù)建設(shè)問題,保證工程信息的暢通,在一定程度上為智慧交通工程建設(shè)提供了全新的發(fā)展思路。
在智慧城市發(fā)展背景下,社會各界對交通出行的舒適度和便捷度提出了更高層次的要求,通過借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、云計算技術(shù)等前沿技術(shù),積極構(gòu)建了智慧交
通系統(tǒng),賦予了交通系統(tǒng)高清識別和管理功能。將大數(shù)據(jù)技術(shù)運(yùn)用其中,實現(xiàn)對交通信息數(shù)據(jù)的挖掘、分析、處理和存儲,發(fā)揮出智慧交通的優(yōu)勢作用,為人們提供便捷性服務(wù)、智能化服務(wù)[2]。智慧交通在人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下,實現(xiàn)了對城市交通數(shù)據(jù)信息的分析,加強(qiáng)對城市交通現(xiàn)狀的分析和評估,全面分析影響交通運(yùn)輸和通行的因素,并根據(jù)系統(tǒng)評估結(jié)果,給出具有針對性的解決措施。
2.1.1 智能交通機(jī)器人的使用
人工智能技術(shù)支持下,為智慧交通夯實了基礎(chǔ),通過應(yīng)用智慧交通機(jī)器人,提供了智能指揮功能。交通指揮中心負(fù)責(zé)人可通過監(jiān)控反饋界面,實時掌握城市當(dāng)前各個時段、各個路段交通信息,并做好調(diào)度和調(diào)整工作,確保城市交通暢通,防止擁堵現(xiàn)象的出現(xiàn),影響人們的出行體驗。智能交通機(jī)器人在實際應(yīng)用過程中,支持交通信號燈系統(tǒng)聯(lián)合使用,更好地優(yōu)化了信號燈的控制,給出明確的信號信息。智能交通機(jī)器人在圖像識別技術(shù)應(yīng)用下,實現(xiàn)對行人和非機(jī)動車的監(jiān)控,為交通安全規(guī)則的制定和調(diào)整提供了參考[3]。
2.1.2 無人駕駛技術(shù)的應(yīng)用
在計算機(jī)系統(tǒng)支持下,研發(fā)無人駕駛汽車,這種汽車智能化程度高,在計算機(jī)視覺技術(shù)和定位技術(shù)支撐下,可在無人狀態(tài)下自主行駛,更好地保證行人安全,發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢,推動智慧交通發(fā)展,解決交通高峰期中出現(xiàn)的各種問題。
2.1.3 優(yōu)化出行方式
在人工智能技術(shù)支撐下,人們借助移動地圖,科學(xué)地規(guī)劃出行線路,通過手機(jī)移動端擇優(yōu)路線,提高人們交通出行便捷程度[4]。同時,人工智能技術(shù)應(yīng)用在智慧交通建設(shè)中,加強(qiáng)對道路信息的識別,便于交通管理部門清晰地識別和處理圖像信息,識別道路車輛,加強(qiáng)對各路段車流信息的掌握。
大數(shù)據(jù)時代背景下,大數(shù)據(jù)技術(shù)廣泛應(yīng)用在社會各行業(yè)中,提高了信息數(shù)據(jù)收集、存儲和處理速率。將大數(shù)據(jù)技術(shù)具體應(yīng)用在智慧交通建設(shè)中,實現(xiàn)了智慧交通人性化建設(shè)。通過大數(shù)據(jù)技術(shù),將城市交通具體情況收錄到大數(shù)據(jù)庫中,并在智慧交通系統(tǒng)處理下,為駕駛員規(guī)劃最佳交通出行路線,增強(qiáng)交通出行便利感。同時,在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下,實現(xiàn)信息共享,提供了運(yùn)輸信息服務(wù),以便企業(yè)掌握交通運(yùn)輸情況,尤其在物流運(yùn)輸環(huán)節(jié),可制定出最優(yōu)物流運(yùn)輸線路,實現(xiàn)資源優(yōu)化配置目標(biāo)[5]。此外,將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在智慧交通建設(shè)中,可為交通管理部門提供管理協(xié)助,進(jìn)而提高城市交通運(yùn)行效率,合理調(diào)整和規(guī)劃停車場,加快車流量的疏導(dǎo)。交通管理部門借助大數(shù)據(jù)技術(shù),實現(xiàn)對交通事故多發(fā)路段車速的控制和限制,降低交通事故發(fā)生的概率。
智慧交通工程建設(shè)過程中,加大對新型技術(shù)的應(yīng)用,在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下,構(gòu)建了智慧交通平臺,優(yōu)化交通系統(tǒng)。智慧交通系統(tǒng)在前期設(shè)計規(guī)劃過程中,借助BIM技術(shù)優(yōu)化設(shè)計,搭建三維模型,集成了設(shè)計、材料采購、工程量計算、施工管理、成本控制等施工環(huán)節(jié),在三維模型構(gòu)建下,實現(xiàn)對勘察信息的整合,提高了施工設(shè)計的合理性,促使智慧交通工程建設(shè)品質(zhì)不斷提升。
智慧交通建設(shè)過程中,依托互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建了“互聯(lián)網(wǎng)+交通”模式,如網(wǎng)約車、共享單車、共享汽車等,提供了“互聯(lián)網(wǎng)+”服務(wù),改變了人們的出行方式,并在5G通信技術(shù)支撐下,推動智慧交通向共享經(jīng)濟(jì)層面發(fā)展。同時,智慧交通中的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)化了物流運(yùn)輸環(huán)節(jié),提供了物流運(yùn)輸綜合性服務(wù),如移動支付、充電設(shè)施增值服務(wù)等。
BIM技術(shù)可將工程信息進(jìn)行整合,實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)化管理,還應(yīng)用其可視化優(yōu)勢,搭建施工場景模型,加強(qiáng)對施工環(huán)節(jié)的監(jiān)控和管理,并將GIS技術(shù)引入其中,實現(xiàn)了對空間地理信息的收集、存儲和管理,優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)[6]。在智慧交通迅猛發(fā)展過程中,BIM技術(shù)在智慧交通工程建設(shè)中的應(yīng)用更為廣泛和頻繁,可實現(xiàn)對交通工程建設(shè)整個生命周期的監(jiān)控,提高工程科學(xué)管理成效。尤其在公路工程建設(shè)中,投資額度大、工程規(guī)模大、承建單位參與者較多,增加了工程管理難度,為降低智慧交通工程建設(shè)難度,減少疏漏環(huán)節(jié),可借助BIM技術(shù)實現(xiàn)施工全過程數(shù)字化管理,將設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)以及運(yùn)營等環(huán)節(jié)集成到同一平臺上,并利用BIM技術(shù)可視化優(yōu)勢,展現(xiàn)多維度施工信息,進(jìn)一步提高項目綜合運(yùn)行管理水平,保證BIM技術(shù)投入的有效性和針對性。
BIM技術(shù)在工程設(shè)計階段可以深化設(shè)計,推動傳統(tǒng)二維圖紙向三維模式轉(zhuǎn)變。在三維模型支持下,設(shè)計人員更便于進(jìn)行設(shè)計各個環(huán)節(jié)的試驗碰撞,從而加強(qiáng)對交通工程信息的分析和處理,檢驗施工圖紙設(shè)計的合理性。在BIM技術(shù)支持下,將BIM方案與預(yù)期的評估進(jìn)行對比,選出最佳的方案。
在實際利用BIM技術(shù)開展項目計劃設(shè)計時,通過BIM模型搭建,實現(xiàn)對物料使用成本的控制,提高數(shù)據(jù)提取效率,并在模型多次校驗無誤后,邀請參建單位再次進(jìn)行審核,確保參建各單位清晰了解設(shè)計的意圖[7]。同時,為保證綜合管線布設(shè)的合理性,借助四維模型進(jìn)行施工模擬,提供了可視化進(jìn)度,便于查缺補(bǔ)漏,優(yōu)化施工環(huán)境。根據(jù)整體模型的建立,構(gòu)建交通基礎(chǔ)設(shè)施參數(shù)化信息模型,精細(xì)化地建立各個組件的微觀模型,包括行車道、超車道和應(yīng)急停車道等組件模型,確保各個組件線路設(shè)計的合理性,避免在施工階段出現(xiàn)偏差,進(jìn)而影響施工進(jìn)度。
BIM技術(shù)應(yīng)用在制圖過程中,優(yōu)化了工程圖紙出圖方式,保證設(shè)計與施工之間的一致性。通過模型進(jìn)行設(shè)計圖紙校驗和核對,可預(yù)先發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的不足之處,深化設(shè)計,為后續(xù)的設(shè)計交底工作夯實了基礎(chǔ)。針對施工圖紙中的關(guān)鍵點進(jìn)行標(biāo)識和標(biāo)注,可更好地滿足實際施工要求,便于施工計劃的落實,保證施工進(jìn)度,提高交通工程項目建設(shè)品質(zhì)。當(dāng)模型發(fā)生改變時,相應(yīng)的施工圖紙會隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變和更改,自動完成圖幅安排,減少了設(shè)計變更時間,優(yōu)化了施工環(huán)節(jié),實現(xiàn)對施工成本的控制[8]。
基于智慧交通工程項目涉及人員繁雜,為保證各部門各環(huán)節(jié)人員協(xié)調(diào)性,將BIM技術(shù)引入其中,提高了交通工程信息傳輸時效,人員接收信息更加靈活,方便設(shè)計人員、參建單位之間的溝通和交流,及時就問題進(jìn)行協(xié)商,大大提高了工作效率。
在BIM技術(shù)支持下,還可以科學(xué)地計算出工程量,工程項目建設(shè)單位可更好地安排采購計劃,配置施工人員等。同時,根據(jù)工程量科學(xué)估算工程成本,實現(xiàn)對不同設(shè)計方案的對比,更好優(yōu)化了工程招投標(biāo)階段的設(shè)計和規(guī)劃。
將BIM技術(shù)應(yīng)用在智慧交通工程施工階段,可實現(xiàn)對施工成本的控制,加強(qiáng)對施工中質(zhì)量通病、安全隱患的評估和分析,及時解決施工階段過程中出現(xiàn)的問題,推進(jìn)施工進(jìn)度,保證施工質(zhì)量。智慧交通工程項目建設(shè)過程中,最終目標(biāo)是成本控制、進(jìn)度管理和質(zhì)量提升[9],基于此,必須借助BIM技術(shù)優(yōu)勢,實現(xiàn)智慧交通建設(shè)目標(biāo),確保按時完成施工項目,避免出現(xiàn)停工和二次返工的現(xiàn)象。通過構(gòu)建BIM技術(shù)管理系統(tǒng),實現(xiàn)對各項信息動態(tài)化監(jiān)控,在三維模型場景構(gòu)建下,實現(xiàn)對真實的施工場景和施工進(jìn)度的模擬,避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)的現(xiàn)象,在保證工程建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上,確保智慧交通工程項目完工建設(shè)。在施工場景仿真建設(shè)過程中,實現(xiàn)對施工場地合理化調(diào)整,并得出施工區(qū)平面設(shè)計圖。在三維施工場景中,借助BIM技術(shù)科學(xué)地進(jìn)行交通規(guī)劃和功能區(qū)設(shè)計,實現(xiàn)功能區(qū)的劃分,并支持對施工方案、施工組織設(shè)計說明的驗證和分析,糾正設(shè)計方案中的不足之處,通過模型多次驗證,選擇出最佳的規(guī)劃方案,更好為施工管理、施工進(jìn)度提供保障。
在整個線路與工程標(biāo)準(zhǔn)段管理過程中,依據(jù)BIM技術(shù)創(chuàng)建整體線路宏觀模型,實現(xiàn)施工階段的精細(xì)化管理目標(biāo),建立施工進(jìn)度與工程信息相結(jié)合的微觀模型,并將施工任務(wù)、施工資源、質(zhì)量以及成本等信息錄入到模型中,借助BIM軟件進(jìn)行各個階段施工進(jìn)度的規(guī)劃,提供項目建設(shè)節(jié)點查詢和跟蹤功能。如電機(jī)施工信息查詢時,可具體查詢施工設(shè)施、承建單位及進(jìn)度信息等。施工進(jìn)度模塊中,需要根據(jù)施工計劃模擬整個施工周期,加強(qiáng)對施工安全設(shè)施、場地布設(shè)等信息的綜合考量,根據(jù)施工實際情況調(diào)整施工進(jìn)度。在施工進(jìn)度動態(tài)管理方面,可構(gòu)建5D-BIM模型調(diào)整施工計劃,加強(qiáng)調(diào)度人員、材料及機(jī)械設(shè)備計算,全面分析影響施工進(jìn)度的因素。
BIM技術(shù)下的三維場景構(gòu)建,是借助仿真軟件展示仿真動畫,為工程管理人員提供最佳的設(shè)計方案,實現(xiàn)對方案的模擬對比[10]。同時,在技術(shù)交底環(huán)節(jié),通過展示三維動畫效果圖,相關(guān)施工人員可直觀、清晰地掌握技術(shù)工藝實施步驟和流程,實現(xiàn)對施工人員的技術(shù)指導(dǎo)。在軟件支持下,科學(xué)計算各個階段施工需要的材料資源、人力資源等,加強(qiáng)對工程施工成本的控制,提高工程項目負(fù)責(zé)人的管理水平,清晰掌握施工全過程信息,從而加強(qiáng)對施工風(fēng)險的控制和預(yù)見,加強(qiáng)施工指導(dǎo),合理優(yōu)化工期,為推進(jìn)施工進(jìn)度夯實基礎(chǔ)。
同時,BIM技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用,進(jìn)一步提高智慧交通智能化建設(shè)進(jìn)程,將BIM模型得出的相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至云平臺,可實現(xiàn)手機(jī)移動端的操作,進(jìn)行進(jìn)度計劃安排、安全管理、施工動態(tài)監(jiān)控等。同時,科學(xué)定位施工人員,可清晰觀察到施工人員的施工動態(tài)特征,加強(qiáng)對施工人員的技術(shù)指導(dǎo),保證工程項目高效運(yùn)行。通過BIM技術(shù)的運(yùn)用,實現(xiàn)施工階段的精細(xì)化管理,保證各項工程數(shù)據(jù)精確,借助“BIM+點云進(jìn)度”進(jìn)行校核,降低模型對比誤差,進(jìn)而實現(xiàn)了對施工材料、預(yù)制件加工精度的控制,實現(xiàn)對加工、出廠、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的進(jìn)度控制和質(zhì)量控制,便于工程負(fù)責(zé)人隨時調(diào)取各個構(gòu)件信息,查詢預(yù)制件制作的原始數(shù)據(jù)。
綜上所述,智慧交通與智慧醫(yī)療、智慧社區(qū)等智慧行業(yè)發(fā)展前景廣闊,實現(xiàn)了資源整合發(fā)展,為打造智慧城市貢獻(xiàn)力量。BIM技術(shù)在智慧交通工程建設(shè)中的應(yīng)用,提高了工程信息化水平,加強(qiáng)了對工程質(zhì)量預(yù)判的能力,提高了工程信息收集、存貯、處理水平,并在互聯(lián)網(wǎng)支持下,實現(xiàn)了交通信息共享,更好地提供了遠(yuǎn)程服務(wù)。通過BIM三維模型的創(chuàng)建,實現(xiàn)施工進(jìn)度的模擬,通過模型碰撞檢驗,提高施工技術(shù)、施工組織設(shè)計制定的合理性,推動施工進(jìn)度,保證了智慧交通工程建設(shè)質(zhì)量。