文 / 賀新平

隨著國內(nèi)公路通車?yán)锍虜?shù)量的不斷增加，國內(nèi)道路建設(shè)已經(jīng)開始進(jìn)入“建養(yǎng)并重”的局面，但是在養(yǎng)護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)道路在設(shè)計和施工過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，在參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)方面無法達(dá)到統(tǒng)一，同時在以上環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)無法被運營階段所使用，信息的共享水平比較差。運營單位在面臨大量老舊道路的過程中，需要借助一定的新技術(shù)來實現(xiàn)道路設(shè)計和施工過程中數(shù)據(jù)的共享，從而為長久運營提供技術(shù)職稱。

隨著BIM技術(shù)的不斷發(fā)展，目前此種技術(shù)已經(jīng)逐步進(jìn)入到道路建設(shè)和運營環(huán)節(jié)，初步實現(xiàn)了道路建養(yǎng)過程的信息化管控，為道路建設(shè)的發(fā)展提供了機(jī)遇。鑒于此，本文將對BIM技術(shù)在道路設(shè)施的養(yǎng)護(hù)過程中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

BIM技術(shù)在道路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

現(xiàn)如今，BIM技術(shù)已經(jīng)在道路設(shè)施設(shè)計和規(guī)劃中開展了初步應(yīng)用，但是由于此種技術(shù)的價值體現(xiàn)周期比較長，相關(guān)的政策需求不準(zhǔn)確，不同單位對于BIM技術(shù)的使用習(xí)慣存在差異，導(dǎo)致BIM技術(shù)在應(yīng)用過程中問題較多，建設(shè)和養(yǎng)護(hù)階段仍然存在大量的數(shù)據(jù)壁壘，此種技術(shù)的價值未得到有效的發(fā)揮。

隨著機(jī)械化作業(yè)水平不斷提升，一系列系技術(shù)和新產(chǎn)品正在不斷被應(yīng)用在道路養(yǎng)護(hù)工作中。道路運營過程中，許多單位越來越多的意識到BIM技術(shù)的重要性。目前，國內(nèi)各大高校和科研單位已經(jīng)以各類形式開展了相關(guān)基于BIM技術(shù)的應(yīng)用探索，效果比較明顯，但是其具體應(yīng)用仍然存在較多問題，例如BIM的原因需求梳理不明確，在養(yǎng)護(hù)過程中對于具體的應(yīng)用內(nèi)容分析仍然比較膚淺，缺乏道路養(yǎng)護(hù)中的具體應(yīng)用場景，缺乏具體的應(yīng)用規(guī)范。

在國外方面，BIM技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，已經(jīng)取得了一系列的經(jīng)濟(jì)和社會效益。在標(biāo)準(zhǔn)和政策方面，以英國為例，部分歐洲國家已經(jīng)相對比較完備，很大程度上提升了設(shè)計的效率，降低了項目的整體成本。老齡化程度相對嚴(yán)重的企業(yè)，還未制定相關(guān)的制度，在項目執(zhí)行過程中，大多還是采用外包和勞務(wù)派遣方式實現(xiàn)。

在國內(nèi)方面，不同地區(qū)對于BIM技術(shù)的應(yīng)用水平不一。以北京市為例，已經(jīng)以公聯(lián)公司等為試點單位，開展了BIM技術(shù)的探索和示范應(yīng)用，但是對于此種技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)意見相對比較少。上海市在BIM技術(shù)應(yīng)用過程中，效果比較好，發(fā)展基礎(chǔ)處于各大省市前列。

對比國內(nèi)和國外，我國在BIM技術(shù)的應(yīng)用方面仍然處于初級階段，在標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)突破和創(chuàng)新應(yīng)用方面和歐洲先進(jìn)國家仍然存在一定的差距。在具體應(yīng)用場景方面，歐洲和美國等國家已經(jīng)存在較多的成熟案例，國內(nèi)在具體應(yīng)用場景方面仍然處于試點和研究階段，和發(fā)達(dá)國家仍然存在一定的差距。

道路設(shè)施養(yǎng)護(hù)過程中BIM的應(yīng)用需求和目標(biāo)分析

應(yīng)用需求分析

本文通過調(diào)查問卷方式，對道路設(shè)施養(yǎng)護(hù)過程中BIM的應(yīng)用需求進(jìn)行了調(diào)研分析。具體調(diào)研結(jié)果如下。

在設(shè)備的管理方面，大部分企業(yè)重點關(guān)注設(shè)備的狀態(tài)信息獲取及管理，超過50%的企業(yè)認(rèn)為對于設(shè)備的臺賬管理十分必要。此外，眾多受訪者還列舉了交通運行過程中的數(shù)據(jù)狀態(tài)分析和清掃運行等設(shè)備的管理中可以應(yīng)用BIM技術(shù)的場景。

在具體養(yǎng)護(hù)工作執(zhí)行過程中，受訪人員認(rèn)為對于養(yǎng)護(hù)工程在具體施工過程中BIM可以大有所為，此外對于養(yǎng)護(hù)工程的成本分析和后期質(zhì)量檢測等也可以采用BIM技術(shù)。

在其他業(yè)務(wù)管理方面，受訪人員認(rèn)為對于設(shè)備的結(jié)構(gòu)檢測、養(yǎng)護(hù)效果評價和應(yīng)急處置等應(yīng)用場景均可以采用BIM技術(shù)。對調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行比例分析可知，關(guān)鍵設(shè)備的狀態(tài)獲取和日常巡檢需求占比分別達(dá)到93%和91%，設(shè)備的結(jié)構(gòu)檢測和預(yù)防性維修次之，分別占比88%和86%。

應(yīng)用目標(biāo)分析

在道路養(yǎng)護(hù)設(shè)備項目管理過程中，BIM技術(shù)的應(yīng)用，主要是立足養(yǎng)護(hù)工作的實際業(yè)務(wù)需求，從養(yǎng)護(hù)對象的本身特點出發(fā)，搭建BIM平臺，實現(xiàn)項目管理過程中的質(zhì)量、成本、效率和計劃等各項管理指標(biāo)的全面管控。BIM的應(yīng)用，是以滿足實際業(yè)務(wù)需求為目標(biāo)的，但是在應(yīng)用過程中還要綜合考慮實際的業(yè)務(wù)投入的數(shù)額，實現(xiàn)具體的管理需求。另外，在具體應(yīng)用過程中，應(yīng)該站在技術(shù)角度實現(xiàn)基于BIM技術(shù)的全壽命周期數(shù)據(jù)集成，實現(xiàn)三維空間物體的可視化表達(dá)，以及三維實體定位信息和屬性信息的實時聯(lián)動。從基礎(chǔ)設(shè)備管理、養(yǎng)護(hù)管理、工程管理和安全運行等角度，實現(xiàn)BIM對道路養(yǎng)護(hù)項目的全面管控。

基于BIM的道路設(shè)施養(yǎng)護(hù)應(yīng)用創(chuàng)新

為了進(jìn)一步驗證BIM技術(shù)在道路設(shè)施養(yǎng)護(hù)過程中的具體應(yīng)用場景，本文在調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年的技術(shù)經(jīng)驗，梳理了重點創(chuàng)新應(yīng)用場景，具體應(yīng)用場景如下。

基于BIM的數(shù)字沙盤

數(shù)字沙盤是一種將工程資產(chǎn)信息和BIM模型相結(jié)合的技術(shù)，數(shù)字沙盤能夠支持運營企業(yè)實現(xiàn)不同尺度的資產(chǎn)信息查看，是一個可配置性較高的信息化管理平臺。采用沙盤平臺，用戶能夠在項目執(zhí)行過程中實現(xiàn)對資產(chǎn)數(shù)據(jù)的全面統(tǒng)籌管理，實時掌控資產(chǎn)信息的現(xiàn)狀，對資產(chǎn)的養(yǎng)護(hù)和中長期管理制定好工作計劃。采用沙盤平臺，能夠為用戶提供設(shè)備資產(chǎn)保養(yǎng)計劃的推演和評估，并與三維資產(chǎn)模型進(jìn)行實時關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)保養(yǎng)計劃的聯(lián)動仿真。

例如在道路運營過程中，可將橋梁、涵洞、立體交通以及附屬設(shè)備等結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維模型管理，實現(xiàn)工程基礎(chǔ)設(shè)施和三維模型的統(tǒng)籌管理，支持以上設(shè)備和圖紙、視頻等信息的實時關(guān)聯(lián)，支持以上信息和三維地理位置信息的關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)快速導(dǎo)航，支持沙盤的定位和縮放，基于場景可進(jìn)行自由切換，有效的支撐了道路養(yǎng)護(hù)企業(yè)的養(yǎng)護(hù)工作開展。

病蟲害預(yù)防預(yù)測

采用BIM技術(shù)實現(xiàn)道路設(shè)施的建模，搭建道路車轍動態(tài)預(yù)測么性，然后將車轍數(shù)據(jù)錄入值系統(tǒng)中，通過系統(tǒng)程序設(shè)置自動生成預(yù)測模型，但是此種模型僅僅是曲面模型，距離實際預(yù)測還存在一段距離。輸出完成后的濕粒模型便能夠與系統(tǒng)中構(gòu)建的道路模型完成嚙合，從而完成基于BIM模型的車轍模型預(yù)測。隨著系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)量的不斷增多，模型能夠根據(jù)所填入的信息實現(xiàn)模型的自動更新。隨著道路基礎(chǔ)設(shè)施典型參數(shù)的不斷優(yōu)化，會使得路面病蟲害模型能夠快速形成?；诖朔N基礎(chǔ)，可以根據(jù)坐標(biāo)劃分情況，構(gòu)建三維全景和道路設(shè)施的不同構(gòu)建以及其位置關(guān)系，進(jìn)而實現(xiàn)設(shè)施模型和道路模型的強(qiáng)關(guān)聯(lián)。日常巡檢人員在應(yīng)用過程中，對巡檢養(yǎng)護(hù)信息的詳細(xì)點位進(jìn)行標(biāo)注，然后對巡檢詳細(xì)信息進(jìn)行錄入，從而實現(xiàn)巡檢數(shù)據(jù)的實時共享和比對，進(jìn)而打造更加快速便捷的應(yīng)用方案。

基于BIM移動軟件的巡檢

在日常巡檢過程中，僅僅采用線下手段，采用手工錄入表單的方式開展巡檢業(yè)務(wù)，然后對巡檢信息采用線下傳遞的方式，對巡檢任務(wù)進(jìn)行閉環(huán)。為了解決巡檢任務(wù)無法實時監(jiān)控和閉環(huán)的問題，在日常巡檢過程中，并且對巡檢點的位置進(jìn)行快速定位。面對此種問題，巡檢人員急需要找到一種能夠?qū)ρ矙z位置進(jìn)行快速標(biāo)準(zhǔn)和定位，對巡檢內(nèi)容進(jìn)行實時監(jiān)控的工具。

近年來，隨著移動應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，手機(jī)APP已經(jīng)成為我們?nèi)粘９ぷ髦斜貍涞墓ぞ咧唬Y(jié)合BIM技術(shù)的不斷發(fā)展，將BIM和手機(jī)APP進(jìn)行融合，建立日常巡檢的管理系統(tǒng)，實現(xiàn)巡檢過程中巡檢位置的快速定位，巡檢人員可通過系統(tǒng)對巡檢內(nèi)容進(jìn)行快速錄入，標(biāo)注巡檢位置，從而有效的提升巡檢作業(yè)的錄入效率，精確定位巡檢位置，降低巡檢過程中人員所花費的時間，提升作業(yè)效率。在系統(tǒng)界面中，可實時對巡檢問題列表進(jìn)行展示，結(jié)合部件的二維碼識別，可采用手機(jī)快速上傳巡檢問題部位，并且實現(xiàn)巡檢記錄的快速查詢。

基于BIM的增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)

在完成道路項目交付之后，施工單位能夠?qū)⒐こ虒嶓w交付給甲方，并且將相關(guān)紙質(zhì)資料交付給運營單位。

在后期運維過程中，如果出現(xiàn)問題，便需要對運維手冊進(jìn)行查詢。大量的紙質(zhì)材料，使得運維手冊查詢非常困難。采用BIM技術(shù)之后，可以將部件的具體三維模型和運維手冊進(jìn)行關(guān)聯(lián)，手冊中還能夠包含大量的其他信息，如關(guān)鍵參數(shù)、內(nèi)部信息、運維要求、注意事項等信息。采用BIM模型可以對工程運維過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中交付，實現(xiàn)由施工階段想運營階段的傳遞。

結(jié)論

隨著公路通車?yán)锍痰牟粩喟l(fā)展，道路運維企業(yè)的日常運維工作量便變得十分巨大，耗費的人力和物力較大，造成了巨大的資源浪費。未來提升企業(yè)人員日常問題的解決效率，降低日常運維成本，本文提出了基于BIM技術(shù)的道路設(shè)施養(yǎng)護(hù)技術(shù)，在養(yǎng)護(hù)過程中，采用BIM技術(shù)，對日常運維流程進(jìn)行優(yōu)化，對運維過程中的信息進(jìn)行快速實時的收集和共享，從而提升運維效率。

但是，BIM技術(shù)在道路設(shè)施養(yǎng)護(hù)過程中的應(yīng)用仍然處于起步階段，對于三維模型的構(gòu)件，關(guān)鍵技術(shù)的突破，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的制定等方面仍然有大量的工作要開展。