肖 慧

（廣州快速交通建設(shè)有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

當前我國經(jīng)濟發(fā)展狀況非常好，各行各業(yè)都得到了很大的發(fā)展。計算機模型的產(chǎn)生推動了各類技術(shù)方法在建筑工程中的應(yīng)用，大大提高了施工的工作效率。BIM 技術(shù)是將計算機技術(shù)和信息技術(shù)巧妙地結(jié)合在一起，能夠?qū)崿F(xiàn)信息數(shù)據(jù)的整合，從而形成一個立體的可視化模型。而通過建立三維建模等方法，可以模擬出機電施工過程，從而快速發(fā)現(xiàn)問題，從根本上解決問題，對確保工程的質(zhì)量和安全起著重要的作用。

1 BIM 技術(shù)的應(yīng)用特點

BIM 技術(shù)由于其自身的技術(shù)特性和優(yōu)越性，在高速公路的機電工程建設(shè)中有著舉足輕重的地位，它在建筑工程建設(shè)應(yīng)用中，可以通過構(gòu)建系統(tǒng)的信息模型，使工程信息可視化。由于傳統(tǒng)的高速公路機電工程安全質(zhì)量管理還不夠完善，采用BIM 技術(shù)可以對施工過程進行動態(tài)管理，并以模型化的方式對末端點位進行檢驗，從而有效避免了施工過程中的各種問題影響，最終使成本和費用得到很大控制。比如在機電工程中，管道的沖撞問題比較普遍，從而導(dǎo)致工期延誤和返工問題，給企業(yè)成本管理帶來了很大的壓力。而應(yīng)用BIM 技術(shù)能夠有效完成點位的檢驗，保證對工程設(shè)計圖紙的指導(dǎo)[1]。

2 BIM 技術(shù)在高速公路機電工程項目管理中的重要意義

2.1 有利于控制項目設(shè)計的變更

高速公路機電工程項目涉及到的工程項目比較多，其施工管理也比較繁瑣，從而導(dǎo)致在設(shè)計和施工中出現(xiàn)與工程實際不符的問題，或因?qū)嶋H狀況而導(dǎo)致計劃變化，進一步影響機電工程的實施。利用BIM 技術(shù)對工程設(shè)計中出現(xiàn)的問題進行檢測，能夠?qū)こ淘O(shè)計中出現(xiàn)的問題進行有效控制。

2.2 有利于收集全面的信息

BIM 技術(shù)除了能夠有效輸入各種參數(shù)之外，還可以建立起一個立體的高速公路機電工程三維模型，使技術(shù)人員能夠更直觀、更全面地了解工程的具體情況。繁雜的信息存在于高速公路的機電工程項目管理中，如運行參數(shù)等，因此通過BIM 技術(shù)可以將這些信息進行集成，形成一個數(shù)據(jù)庫，并通過BIM 技術(shù)進行信息數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和識別。針對某些具體廠商和成本開支信息，建議通過后臺建立相應(yīng)的資料庫，方便施工管理者以后的查詢，同時加強了信息檢索與查詢的功能，有利于收集全面的信息。

2.3 有利于實現(xiàn)信息分享

通過計算機建模技術(shù)，可以將項目的二維平面圖轉(zhuǎn)換成三維圖形，大大提高工程數(shù)據(jù)的可見性，真正實現(xiàn)與模型的一一對應(yīng)，并在需要的情況下對模型進行轉(zhuǎn)動，從而有效滿足各個方向觀測模型的要求。同時將BIM 技術(shù)作為關(guān)鍵技術(shù)手段，能夠及時更新模型和施工進度，建立信息共享平臺，確保高速公路機電工程項目各參與方共享信息的有效性，防止信息共享渠道不暢通等問題，從而進一步保障機電工程項目的施工效率。

2.4 有利于控制施工成本

高速公路機電工程項目涉及的范圍很廣，各環(huán)節(jié)之間的不協(xié)調(diào)會導(dǎo)致工程造價過高，從而導(dǎo)致工程造價的上升。運用BIM 技術(shù)可以對工程的整個生命周期進行全面管理，使工程各環(huán)節(jié)之間從整體到局部進行合理統(tǒng)籌，從工期、質(zhì)量、成本等多個角度來控制工程造價，達到工程造價控制的目的，為機電工程的設(shè)計、安裝等全生命周期提供堅實的保證[2]。

3 BIM 技術(shù)在高速公路機電工程項目管理中的應(yīng)用探究

3.1 BIM 技術(shù)在高速公路機電施工中的風(fēng)險管理

高速公路機電工程由于其本身的復(fù)雜性，使其在工程建設(shè)過程中存在諸多影響因素，既造成了工程造價的壓力，又使工程質(zhì)量和安全管理變得十分困難。機電工程項目管理的風(fēng)險監(jiān)控是一項具有高度專業(yè)性的工程項目，它直接關(guān)系到工程工期、造價和質(zhì)量。通過對工程建設(shè)中可能存在的危險進行預(yù)控制，然后運用現(xiàn)場調(diào)查法、專家調(diào)查法等調(diào)查方法，對工程建設(shè)進行全方位的安全管理。比如在高速公路機電工程施工過程中，有時會遇到地質(zhì)條件較差，導(dǎo)致施工場地出現(xiàn)較大的截面，使施工難以進行的情況，通過BIM 技術(shù)可以全面了解工程的使用需求和施工環(huán)境，并根據(jù)工程地質(zhì)環(huán)境的不同，提前進行BIM 模擬設(shè)計。此外，BIM 技術(shù)是一種動態(tài)的工程預(yù)警系統(tǒng)，它可以實現(xiàn)對項目建設(shè)過程中的動態(tài)質(zhì)量管理，當出現(xiàn)項目費用管理異常情況時，可以及時預(yù)警。BIM 技術(shù)的預(yù)警功能在工程管理中的運用，能夠?qū)︼L(fēng)險的類型、等級和影響程度進行有效的評價，并以數(shù)字的方式表示[3]。同時，BIM 技術(shù)能夠?qū)㈨椖康臄?shù)據(jù)與信息進行關(guān)聯(lián)顯示，并將以往的項目管理經(jīng)驗與教訓(xùn)整合起來，對施工中的風(fēng)險進行管控。

3.2 BIM 技術(shù)在高速公路機電施工中的進度管理

在高速公路機電工程中，施工進度管理是一項重要的工作，工程的進度管理成效對工程的工期和造價有很大影響。BIM 技術(shù)應(yīng)用于高速公路機電施工中進度管理的第一個步驟就是對工程進度進行精細的分析，在BIM 技術(shù)的基礎(chǔ)上，將施工進度規(guī)劃的內(nèi)容輸入到數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，利用云平臺和集約管理的能力，將施工進度規(guī)劃細化為以日進度為基礎(chǔ)、周進度為評價重點的精細施工進度管理體系。在施工進度管理中，各層次的領(lǐng)導(dǎo)都需要利用BIM 技術(shù)的綜合功能，將各個子系統(tǒng)的進度信息定期地上傳到機電工程的數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，以便于項目經(jīng)理對項目的實施進行評價。第二個步驟是動態(tài)控制建設(shè)項目的進度。在高速公路機電工程建設(shè)中，施工進度管理者的工作重點是通過BIM 技術(shù)，把工程的收費、監(jiān)控等建設(shè)進度與施工進度進行比較，以確定兩者的不同。結(jié)果表明，BIM 技術(shù)在機電工程中的應(yīng)用是有效的，而如果出現(xiàn)了工程工期的延誤，則需要進一步分析、比較每天的工程進度狀況，從而找到造成工程進度變動的主要因素，并根據(jù)具體原因制定相應(yīng)的措施，進行工期的控制。

3.3 BIM 技術(shù)在高速公路機電工程施工中的應(yīng)用

3.3.1 針對施工過程實行動態(tài)管控

機電工程的設(shè)備復(fù)雜，與其他專業(yè)的交叉施工都比較密集，需要更高的系統(tǒng)集成，除了對操作團隊的技術(shù)水平要求很高之外，還要在施工期間對工程環(huán)境和設(shè)備的安裝部位進行動態(tài)控制。在野外環(huán)境調(diào)查的基礎(chǔ)上，需要將設(shè)備的尺寸、重量、高度、寬度、長度等信息輸入到BIM 系統(tǒng)中，并根據(jù)設(shè)備類別、數(shù)量、安裝部位和安裝形式，結(jié)合施工特點和技術(shù)要求，采用BIM 技術(shù)相應(yīng)地顯示重點、難點，“暴露”隱蔽工程或隱蔽點，并對其他可能出現(xiàn)的交叉/重疊的影響因素進行分析，在施工中及時調(diào)整方案。

3.3.2 優(yōu)化處理現(xiàn)有的施工方案

機電工程的設(shè)計很難做到包羅所有的施工環(huán)節(jié)，也很難保證設(shè)計的合理性與可行性。因此，必須利用BIM 技術(shù)對機電項目的施工進行仿真，找出設(shè)計圖紙、現(xiàn)有施工方案中的不合理之處。在此基礎(chǔ)上對設(shè)計方案進行優(yōu)化和調(diào)整，防止在以后的施工中發(fā)生工程變更、返工等，從而影響到項目的進度和經(jīng)濟的損失。在實際工程中，利用BIM 技術(shù)，對電纜敷設(shè)、設(shè)備安裝等各個環(huán)節(jié)進行仿真，以達到最優(yōu)的控制效果，從而使項目的管理水平得到明顯的提升。

3.3.3 加快設(shè)備安裝進度

機電工程實際安裝時，難免會出現(xiàn)裝配精度不高的問題，根據(jù)以往的經(jīng)驗一般都是現(xiàn)場打磨或修理，對工程進度、質(zhì)量和資源造成一定的負面影響。當BIM 技術(shù)與設(shè)備安裝施工相適應(yīng)后，就能靈活地利用BIM 技術(shù)對預(yù)裝設(shè)備進行參數(shù)化提煉，委托生產(chǎn)廠家根據(jù)圖紙進行加工、編碼、設(shè)備安裝的數(shù)字化管理，產(chǎn)品到達后根據(jù)代碼進行組裝，既能加速設(shè)備的安裝速度，又能降低資源的浪費，提高項目的質(zhì)量。

3.4 BIM 技術(shù)融合運維管理模式的應(yīng)用

建立運行管理的組織結(jié)構(gòu)，健全運行管理體系，把用戶的信息放在BIM 技術(shù)模型中，提高系統(tǒng)的安全性。根據(jù)客戶的要求將機電設(shè)備按運行狀態(tài)進行有效分區(qū)，重點對重要的設(shè)備和系統(tǒng)進行監(jiān)測。根據(jù)高速公路機電設(shè)備的布設(shè)位置圖，結(jié)合BIM技術(shù)對相應(yīng)的模塊進行添加和標識，使管理數(shù)據(jù)化和模塊化。為了進一步提高機電設(shè)備的運營管理，構(gòu)建了一個以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對整個機電系統(tǒng)的運行狀況進行監(jiān)測。運維系統(tǒng)BIM 模型包括現(xiàn)場設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)通信層、管理應(yīng)用層三層結(jié)構(gòu)，具體如圖1 所示。

圖1 基于BIM 技術(shù)的運維管理架構(gòu)

3.4.1 現(xiàn)場設(shè)備層的工作，主要是收集現(xiàn)場設(shè)備的操作資料，獲得最新的操作資料，并把資料傳送到管理應(yīng)用層，方便技術(shù)人員對其進行科學(xué)的控制，其中傳感器、執(zhí)行器、輸入/輸出擴展模塊、控制器等構(gòu)成了系統(tǒng)的主要功能。該傳感器能實時地記錄機械設(shè)備的工作狀態(tài)，包括溫度、濕度、流量等。通過對傳感器所獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)進行邏輯計算，并將計算的結(jié)果傳送到執(zhí)行機構(gòu)，以便執(zhí)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。通過多個基本單元，實現(xiàn)對機電設(shè)備的實時監(jiān)控，獲得設(shè)備的最新運行情況，為高速公路工程的機電安全管理提供良好的先決條件[4]。

3.4.2 網(wǎng)絡(luò)通信層主要負責(zé)現(xiàn)場設(shè)備和管理應(yīng)用層之間的通信。目前已有的研究是利用CAN 總線來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，把各種機電設(shè)備與總線連接起來，從而達到更好的通信效果。

3.4.3 管理應(yīng)用層由打印設(shè)備、工作站、交換機、服務(wù)器等設(shè)備構(gòu)成，其功能是監(jiān)控、顯示、分析等。員工通過監(jiān)控設(shè)備的操作狀況來實現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)控，如果發(fā)生故障應(yīng)通知有關(guān)人員進行檢修，以確保設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

3.5 BIM 技術(shù)在成本管理中的應(yīng)用

高速公路機電安裝工程項目比較復(fù)雜，各子項目之間又有交叉。運用BIM 技術(shù)，對各工程進行預(yù)設(shè)，并根據(jù)相關(guān)的規(guī)劃戰(zhàn)略，進行成本估計，利用BIM 技術(shù)對各影響因素進行分析、判定，為工程造價、進度管理工作提供依據(jù)。利用BIM 技術(shù)進行仿真可以將有關(guān)數(shù)據(jù)進行存貯，并將仿真結(jié)果與相應(yīng)規(guī)劃方案進行比較，從而直觀地掌握工程的具體情況和有關(guān)的資料，從而避免在施工中造成不必要的資源浪費和經(jīng)濟損失，從而達到對工程造價的精確控制。

3.6 BIM 技術(shù)在項目施工完成后評價管理的應(yīng)用

高速公路機電工程項目竣工后，通過對該項目的評估可以為以后的新項目提供有益借鑒。在此基礎(chǔ)上，利用BIM 技術(shù)在時間維度上真實地記錄和反映工程變更的發(fā)生次數(shù)、原因和結(jié)果，以便對工程建設(shè)的各個階段有一個完整的認識，便于對工程的數(shù)據(jù)進行記錄、分析、總結(jié)和評估。

4 結(jié)語

綜上所述，BIM 在高速公路機電工程建設(shè)中的應(yīng)用非常重要，可以在計算機上構(gòu)建出一個三維的模型，從而達到對工程的直觀仿真，因此有關(guān)單位堅持以實際為本的工作方針，注重BIM 技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用和實踐，并根據(jù)不同的施工階段對BIM 技術(shù)提出不同要求，從而使高速公路機電工程的項目管理效率和管理水平得到全面提高。