郭智生 方亦超 袁金海 蘆 俊 蔡韓齊

（1.佛山市鐵路投資建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東佛山 528000；2.廣東威恒輸變電工程有限公司，廣東佛山 528000）

隨著國家電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，應(yīng)加強(qiáng)電網(wǎng)工程中的變電站建設(shè)和管理研究，促進(jìn)電網(wǎng)建設(shè)進(jìn)一步升級(jí)。我國變電站建設(shè)中，傳統(tǒng)變電站建設(shè)占地面積較大、施工工期緊張、工程建設(shè)的管理與組織效率較低，導(dǎo)致變電站建設(shè)的整體質(zhì)量和效益提升受到較大制約。針對(duì)此情況，為了促進(jìn)變電站建設(shè)及其全壽命周期管理的提升，有效解決傳統(tǒng)變電站建設(shè)工作效率低下等問題，采用BIM技術(shù)進(jìn)行變電站工程3D模型建立，利用BIM平臺(tái)對(duì)變電站設(shè)計(jì)與施工進(jìn)度、運(yùn)營管理等進(jìn)行支持，實(shí)現(xiàn)變電站建設(shè)各項(xiàng)目階段信息共享與有效傳遞支持下的整體發(fā)展和提升，具有積極的作用和意義。

1 BIM技術(shù)及其特點(diǎn)分析

BIM技術(shù)即建筑信息模型技術(shù)，在工程設(shè)計(jì)與管理領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，通過充分整合和利用數(shù)字化與信息化模型，在工程項(xiàng)目的運(yùn)行周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)有關(guān)信息的傳遞與共享，為工程建設(shè)以及有關(guān)管理決策的制定提供充分的信息支持。在工程領(lǐng)域應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠促進(jìn)工程建設(shè)的工作效率全方位提升，有效節(jié)約工程建設(shè)成本，對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量和安全進(jìn)行有效保障，縮短工程建設(shè)的工期，促進(jìn)工程建設(shè)的整體質(zhì)量和效益提升。

（1）可視化。

在變電站建設(shè)中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠以3D模型對(duì)變電站的設(shè)計(jì)圖紙及其有關(guān)信息進(jìn)行可視化展示，使有關(guān)人員更直觀地了解變電站建設(shè)中各部件的尺寸、大小以及顏色、材質(zhì)等信息，為變電站建設(shè)提供良好支持。變電站建設(shè)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)以及建設(shè)過程、運(yùn)營管理等，都能夠通過BIM技術(shù)進(jìn)行可視化展示，具有突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

（2）可模擬。

在BIM技術(shù)支持下，有關(guān)信息平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工程模型的最大化還原，利用該平臺(tái)開展一些模擬試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)工程性能及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的全面分析和掌握。在工程項(xiàng)目的招投標(biāo)階段，BIM技術(shù)具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，能夠通過4D模擬支持，對(duì)整個(gè)工程的組織設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬仿真和還原，使有關(guān)工作人員能夠根據(jù)模擬研究結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)化施工方案制定，為工程項(xiàng)目的施工開展提供科學(xué)的指導(dǎo)。在工程造價(jià)的控制與管理下，通過BIM技術(shù)應(yīng)用對(duì)其造價(jià)進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程建設(shè)成本的有效控制。

（3）可協(xié)調(diào)。

工程項(xiàng)目建設(shè)中，施工設(shè)計(jì)與建設(shè)等內(nèi)容由不同的單位和不同人員實(shí)施，各單位以及部門人員之間的組織協(xié)調(diào)不統(tǒng)一或溝通不到位時(shí)，極容易產(chǎn)生各種矛盾和問題，影響工程項(xiàng)目建設(shè)的有序推進(jìn)。在工程項(xiàng)目建設(shè)中應(yīng)用BIM技術(shù)，能夠通過其技術(shù)平臺(tái)的可協(xié)調(diào)性，對(duì)上述問題進(jìn)行有效解決，在工程項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施的前期階段，通過各專業(yè)的碰撞以及對(duì)其專業(yè)碰撞問題的有效協(xié)調(diào)，生成數(shù)據(jù)結(jié)果，為工程項(xiàng)目建設(shè)和管理提供支持。

（4）可優(yōu)化。

工程項(xiàng)目建設(shè)中，項(xiàng)目建設(shè)與管理問題的優(yōu)化，一般會(huì)受到信息以及施工建設(shè)復(fù)雜性、時(shí)間等因素限制，對(duì)于部分較為復(fù)雜的工程項(xiàng)目，施工人員對(duì)各種信息及其時(shí)間節(jié)點(diǎn)掌握不全面，需要通過一定的科學(xué)技術(shù)與設(shè)備應(yīng)用促進(jìn)施工建設(shè)的有效開展。在具體建設(shè)中，可以通過BIM技術(shù)的有效應(yīng)用，使施工人員能夠根據(jù)有關(guān)信息結(jié)果對(duì)其施工過程進(jìn)行有效優(yōu)化，促進(jìn)工程項(xiàng)目建設(shè)的不斷發(fā)展和提升。

2 BIM技術(shù)在變電站建設(shè)中的應(yīng)用分析

以某110 kV變電站的建設(shè)為例，在該變電站建設(shè)中采用BIM5D平臺(tái)進(jìn)行支持，以該變電站建設(shè)的設(shè)計(jì)與施工開展中對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用為例，對(duì)BIM技術(shù)的優(yōu)越性及其具體應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)論述。

BIM5D技術(shù)平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 BIM5D技術(shù)平臺(tái)架構(gòu)

BIM5D技術(shù)平臺(tái)是一個(gè)針對(duì)集團(tuán)、公司以及項(xiàng)目設(shè)計(jì)的多級(jí)管理平臺(tái)，該平臺(tái)擁有較為完善的權(quán)限管理系統(tǒng)，其平臺(tái)數(shù)據(jù)能夠基于BIM云滿足有關(guān)信息互通要求，提供不同的應(yīng)用端口，平臺(tái)中的各層級(jí)數(shù)據(jù)源自平臺(tái)的項(xiàng)目端，在工程項(xiàng)目中應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)從集團(tuán)企業(yè)或公司層面對(duì)多個(gè)單體項(xiàng)目的建設(shè)進(jìn)度以及成本等各項(xiàng)內(nèi)容的協(xié)同管控，取得較好的項(xiàng)目應(yīng)用效果。

2.1 BIM應(yīng)用方案與模型細(xì)度分析

在BIM5D技術(shù)平臺(tái)的架構(gòu)和功能支持下，某110 kV變電站項(xiàng)目建設(shè)中，變電站建設(shè)的項(xiàng)目策略制定以及模型細(xì)度分析、設(shè)計(jì)、施工等環(huán)節(jié)，均對(duì)BIM技術(shù)有應(yīng)用體現(xiàn)。

（1）采用BIM技術(shù)進(jìn)行變電站建設(shè)應(yīng)用前，應(yīng)針對(duì)BIM技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行策劃，確保對(duì)BIM的應(yīng)用策略與變電站建設(shè)項(xiàng)目的計(jì)劃以及建設(shè)目標(biāo)、資源能力等要求相符合，嚴(yán)格按照BIM應(yīng)用策略的規(guī)定執(zhí)行。通常情況下，BIM應(yīng)用策略的制定可以按照“對(duì)BIM的應(yīng)用范圍與內(nèi)容進(jìn)行確定、根據(jù)BIM應(yīng)用流程對(duì)其應(yīng)用過程進(jìn)行明確、對(duì)BIM應(yīng)用過程中的信息交換要求進(jìn)行規(guī)定、進(jìn)行BIM應(yīng)用的基礎(chǔ)條件確定”等步驟操作。確定BIM應(yīng)用的基礎(chǔ)條件時(shí)，主要進(jìn)行BIM應(yīng)用的溝通條件以及技術(shù)與質(zhì)量保障措施等內(nèi)容。

（2）BIM應(yīng)用的模型細(xì)度分析中，通常根據(jù)變電站建設(shè)內(nèi)容以及BIM應(yīng)用的實(shí)際情況，對(duì)其模型細(xì)度一般從方案設(shè)計(jì)模型以及初步設(shè)計(jì)模型、施工圖設(shè)計(jì)模型、深化設(shè)計(jì)模型、施工模型、竣工驗(yàn)收模型、運(yùn)營維護(hù)模型等方面進(jìn)行劃分，各模型細(xì)度的等級(jí)中包含模型元素以及有關(guān)幾何與非幾何信息，都應(yīng)對(duì)該階段各項(xiàng)專業(yè)任務(wù)的模型需求進(jìn)行滿足，確保其模型建立以及在變電站建設(shè)中的有效運(yùn)用。

2.2 變電站設(shè)計(jì)中的BIM技術(shù)應(yīng)用分析

在變電站設(shè)計(jì)階段，BIM技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)為對(duì)變電站設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，通過設(shè)計(jì)變電站，各專業(yè)溝通效率優(yōu)化和提升，在不同專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)與優(yōu)化基礎(chǔ)上，促進(jìn)其設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率提升。通常情況下，在變電站建設(shè)的方案設(shè)計(jì)與確定階段，可以對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)方案表達(dá)與設(shè)計(jì)意圖展示，在對(duì)設(shè)計(jì)方案的模擬分析基礎(chǔ)上，促進(jìn)變電站設(shè)計(jì)的優(yōu)化和提升。

變電站方案設(shè)計(jì)階段的模型建立，主要包括變電站建設(shè)的場(chǎng)地模型以及建筑單體模型等，場(chǎng)地模型需要對(duì)建設(shè)場(chǎng)地的實(shí)際地形特征以及和周邊鄰近環(huán)境、項(xiàng)目建筑主體的關(guān)系等進(jìn)行有效體現(xiàn)，建筑單體模型需要對(duì)建筑整體外觀形狀以及主要建筑構(gòu)部件、建筑物內(nèi)的功能空間布局等進(jìn)行表現(xiàn)。

變電站建設(shè)場(chǎng)地布置模型如圖2所示。

圖2 利用BIM技術(shù)建立的變電站建設(shè)場(chǎng)地布置模型

2.3 變電站施工的BIM應(yīng)用

變電站施工階段，BIM技術(shù)的應(yīng)用及其模型建立，以設(shè)計(jì)階段交付的模型及其信息為基礎(chǔ)，根據(jù)變電站施工建設(shè)的需求進(jìn)行建立。根據(jù)變電站建設(shè)項(xiàng)目的具體差異，可以對(duì)變電站施工的具體模型進(jìn)行分類，可以劃分為深化設(shè)計(jì)模型與施工過程模型、竣工驗(yàn)收模型等，變電站施工的深化設(shè)計(jì)模型主要包含相應(yīng)的二維模型圖與一些必需的三維模型圖。

在上述模型建立和應(yīng)用分析基礎(chǔ)上，BIM技術(shù)在變電站施工過程中的應(yīng)用體現(xiàn)，主要表現(xiàn)為對(duì)變電站施工進(jìn)度管理以及工程預(yù)算與成本管理、施工質(zhì)量和安全管理、施工監(jiān)理等的支持。以變電站建設(shè)的施工進(jìn)度管理為例，通過BIM平臺(tái)對(duì)其施工進(jìn)度進(jìn)行管理和控制，工程建設(shè)的實(shí)際進(jìn)度一般按照周或月進(jìn)行定期錄入；進(jìn)度計(jì)劃發(fā)生改變時(shí)，需要及時(shí)對(duì)變電站建設(shè)的進(jìn)度管理模型進(jìn)行更新。

變電站施工中對(duì)工程量計(jì)算以及工程分部分項(xiàng)計(jì)價(jià)、工程總造價(jià)計(jì)算的具體操作和管理，均可以利用BIM5D平臺(tái)進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)算模型建立，按照地區(qū)計(jì)量規(guī)定對(duì)其工程量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在有關(guān)平臺(tái)軟件的支持下，采用清單計(jì)價(jià)方法進(jìn)行工程量計(jì)算，為變電站建設(shè)的合同管理與施工等提供可靠的支持。

3 結(jié)語

對(duì)BIM技術(shù)在變電站建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，有利于促進(jìn)人們對(duì)BIM技術(shù)及其特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)的充分把握，在變電站建設(shè)工程實(shí)踐中有效運(yùn)用BIM技術(shù)。采用BIM技術(shù)進(jìn)行變電站建設(shè)支持，通過BIM技術(shù)軟件支持，對(duì)變電站建設(shè)的工程質(zhì)量及其進(jìn)度、造價(jià)、工程安全、信息管理等內(nèi)容進(jìn)行不斷優(yōu)化和完善，促進(jìn)變電站建設(shè)的工程目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，為變電站建設(shè)的發(fā)展及其管理提升提供良好的支持，具有積極作用和意義。