賈立

（山西省交通新技術發(fā)展有限公司）

1 引言

在高速公路工程建設中，為加強工程項目的建設質量和安全管理，促進工程項目建造效益的提升，必須采取有效措施，加強施工現(xiàn)場的管控。通過借鑒BIM 技術在建筑領域的應用成果和經(jīng)驗，以及信息技術的迭代發(fā)展，在以高速公路建設為主要內容的基礎設施建設中，積極引進BIM等新興技術，以期提高高速公路工程的建設質量，加強安全管理和成本管理，降低建造成本，提高資金利用效率。BIM技術的廣泛應用，不僅僅由于國家與行業(yè)的政策推動，更是由于BIM自身超強的技術優(yōu)勢。工程建設行業(yè)經(jīng)歷了人工繪圖、CAD 輔助設計階段，再到現(xiàn)在的三維可視化建模，BIM推動了工程建設行業(yè)的技術革命（見圖1）。

圖1 建筑模型示意圖

2 BIM技術的概念與特征

2.1 BIM技術的概念

BIM 的全稱是Building Information Modeling，即建筑信息模型。在工程項目的具體應用中，可通過BIM 創(chuàng)建三維模型，并基于可視化數(shù)字模型，構建整個高速公路工程的全生命周期管理系統(tǒng)，具體包括有工程建設的設計、施工、管理等要素，為工程項目的全面管控搭建了技術平臺，有利于推動項目的順利開展。BIM模型是完整的信息數(shù)據(jù)模型，基于模型平臺，可收集工程項目建設過程中不同階段、不同時期的工程信息、數(shù)據(jù)、資源，并將這些數(shù)據(jù)信息進行集成分析、管理、處理，便于工程項目各參建方的協(xié)同使用。與此同時，通過三維數(shù)字技術模擬建筑物的真實信息，并將所有數(shù)據(jù)按照標準和規(guī)格進行統(tǒng)一，為工程項目施工工作的有序開展打下基礎[1]。

2.2 BIM技術的特點

目前，在工程項目建設過程中，采用了很多系統(tǒng)，但這些系統(tǒng)之間彼此不能相互連接與通信，仍處于信息孤島的狀態(tài)。各個管理系統(tǒng)中的存儲數(shù)據(jù)僅用于單點項目，沒有形成歷史數(shù)據(jù)文件，難以被二次利用。高速公路建設所涉及的數(shù)據(jù)量大，維度眾多，僅僅是進行信息化建設還遠遠不夠，還有許多方面的問題亟待解決，如信息如何收集、處理、存儲、查詢、展示、統(tǒng)一等。但隨著BIM技術逐步轉向基礎設施建設行業(yè)，從行業(yè)到企業(yè)，都逐步對BIM技術有了全新的認識，了解到BIM技術不僅可以應用在建筑行業(yè)，更可以支持大型、復雜基礎設施建設工程。BIM技術在提供可視化模型的基礎上，還可以存儲或鏈接工程項目規(guī)劃、設計、施工、維護等階段所產(chǎn)生的大部分數(shù)據(jù)。同時，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過檢索與加工，又能從模型中導出，實現(xiàn)規(guī)劃信息、設計信息、施工信息、養(yǎng)護信息的可追溯。

BIM 技術在基礎設施建設行業(yè)展現(xiàn)出了強大的可視化與數(shù)字化優(yōu)勢。BIM可視化技術支持現(xiàn)實世界與電子虛擬空間的數(shù)字孿生，可實現(xiàn)兩者之間的物理參數(shù)信息互動，其數(shù)據(jù)的唯一性支持了多單位、多設備、多材料之間的設計協(xié)同。同時，除了進行效果展示和生成報表，BIM可視化應用更重要的是在項目設計、建造、運營過程中，為各參建方溝通、討論、決策提供精準直觀的數(shù)字模型場景。由此衍生的各類施工模擬動畫，可系統(tǒng)、形象地演示工程建設內容和過程[2]。

3 BIM 技術在高速公路工程建設中的應用策略

BIM 技術可以滿足高速公路工程建設的需要，將其用于工程施工能取得良好效果，有利于確保工程質量和效益。但部分建設單位對BIM認識不足，不能重視數(shù)字化工作，未能結合項目建設具體要求使用BIM 技術，施工建設方案不科學，沒有對高速公路工程建設進行全過程管理，造成項目不能順利開展，如期交付。

3.1 對臨建場地設計動態(tài)的推演優(yōu)化

高速公路線路較長，空間跨度大，在現(xiàn)實中很難直接呈現(xiàn)。通過BIM技術，建立場景模型、臨建模型和機械設備模型等，利用BIM 可視化的特點，可以直觀展示項目的地理坐標、臨建選址、布局方案，以及與周邊環(huán)境的融合，指導臨建前期規(guī)劃、場地精準布置，并根據(jù)臨建施工組織方案，提前進行虛擬施工部署、資源調配和進度管控動態(tài)演示，清晰表達管理人員的各種需求，一次性生成最優(yōu)方案[3]。

3.2 針對危、大、雜、難的工藝工序進行仿真模擬

BIM 技術可以實現(xiàn)工程項目施工前期的技術交底和質量安全管控。BIM 可視化表達形象、高效傳遞了關于質量安全的工藝工序信息，方便施工人員提前了解施工方案、熟悉工序流程，掌握工藝難點，能夠起到指導施工的作用。應用BIM 可視化技術結合漫游動畫，實現(xiàn)三維可視化技術交底，提升施工質量，保證施工安全。

3.3 BIM 可視化技術結合信息化平臺實現(xiàn)智能化建設協(xié)同管理

施工單位定期進行全線無人機航測，實時獲取施工現(xiàn)場的影響資料，利用BIM+GIS 軟件比對前后工地場景的模型，便于管理人員實時掌握項目進度。在此基礎上，引入時間維度、成本參數(shù)等，針對工程建設項目形成多維度進度管控，并將數(shù)字化進度信息導入?yún)f(xié)同管理平臺，實現(xiàn)項目各參建方、各業(yè)務部門的協(xié)同統(tǒng)一管理。

3.4 實現(xiàn)對工程建設的動態(tài)控制

隨著高速公路工程建設項目的推進，參建單位和施工人員也會發(fā)生相應變化，項目數(shù)據(jù)和相關信息也越來越多。利用BIM 技術建立智能化、數(shù)據(jù)化模型，隨著項目施工的推進，模型數(shù)據(jù)信息也會不斷更新，便于項目管理人員及時了解、掌握項目不同時間、不同階段的基本情況，實現(xiàn)對高速公路工程建設的動態(tài)控制。

3.5 在安全管理中的應用

安全管理是高速公路工程建設的關鍵要素。為提升安全管理水平，項目開始前，可應用BIM 技術構建可視化模型，全面、準確預估施工中可能出現(xiàn)的安全隱患，并做好解決預案。同時，利用項目的可視化模擬，還可以評估項目建設方案的可行性，發(fā)現(xiàn)問題，及時反饋，做好預案，不斷模擬驗證、優(yōu)化方案，確保建設工作的順利進行。同時，利用BIM技術還能識別施工現(xiàn)場風險并對風險進行預控，避免安全事故的發(fā)生，確保高速公路現(xiàn)場施工秩序處于良好狀態(tài)。

3.6 在成本管理中的應用

在工程項目的成本管理中，利用BIM技術打造一體化信息管理系統(tǒng)，進行施工現(xiàn)場模擬和數(shù)據(jù)庫構建，將工程量、施工成本輸入管理系統(tǒng)。通過BIM技術，根據(jù)施工進度，可精確計算出項目每月、每周，甚至每天的人力、物力消耗，有效幫助管理人員合理分配工程資源和場地，調配工程進度計劃，實現(xiàn)分項進度合理搭接，縮短工期，提高資源利用率，節(jié)省資源供給[4]。

3.7 用于方案的碰撞檢查與優(yōu)化

在以往利用CAD圖紙進行管理的設計模式中，并沒有真正重視方案中各專業(yè)的碰撞沖突，即便在深化設計中開展了這項工作，也由于各專業(yè)間的不了解，導致溝通效率不高、協(xié)調效果較差。在傳統(tǒng)的設計中，主要是根據(jù)各個平面圖中的標高及位置節(jié)點，按照經(jīng)驗，進行各專業(yè)間的沖突檢查。雖然會針對關鍵位置繪制細部圖，但很難全面、系統(tǒng)地解決各專業(yè)在設計上的沖突。而BIM技術的應用，三維設計取代了二維平面設計，在同一個參數(shù)化模型中，所有專業(yè)的信息都能被可視化、直觀體現(xiàn)。即便各專業(yè)之間互相不了解，也可以通過真實尺寸建模，在模型中依據(jù)其他專業(yè)的條件開展本專業(yè)設計，避免二維圖紙表達的局限性。BIM 技術的碰撞檢查與優(yōu)化使管理人員能夠及時發(fā)現(xiàn)工程的安全隱患和技術缺陷，快速解決問題，大大提高了工程的安全性、可靠性。

4 結語

綜上所述，在當今工程建設的信息化進程中，因為BIM技術可視化、參數(shù)化、可模擬性等更直觀形象、即時準確的特點，被廣泛應用于工程建設實踐。高速公路建設項目著力實現(xiàn)BIM 技術在建設期的落地應用，不斷加強對BIM可視化等技術的應用與研究，以便更好地輔助工程施工，最終促進高速公路工程建設質量和效益的提升。