BIM技術在高速公路機電工程中的運用

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摘要：bim技術在基礎設施建設領域的應用日益廣闊。從BIM技術的特點和優勢出發，探討了在高速公路機電工程項目中引進BIM技術的必要性，并分析了BIM技術在機電工程管理中的具體應用。

關鍵詞：BIM；高速公路；機電工程

1BIM技術概述

2002年，Autodesk公司正式提出了建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）這一概念。該模型的建立以建筑工程信息數據為基礎，具有模擬性、協調性、可視化、優化性和可出圖性等五大特點，可以用來展示建筑工程的整個生命周期。相對于傳統的二維圖紙，BIM技術模型可以模擬建成后的建筑物的三維模型。更準確地說，BIM是一個將實體的建筑工程進行數字化和可視化的過程，從而將該工程的幾何、構造、技術等信息儲存在數據庫里，更有利于促進建筑工程項目的規范化與精細化管理。在實踐中，建筑信息模型里的相關信息可實現實時修改和編輯，并可以顯示與修改和編輯相關的關聯點，能有效避免傳統軟件帶來的溝通障礙，以滿足各參建方以及工程各階段的實際需要。近年來，BIM技術在國內各行業發展迅速，交通運輸部提出要大力推進公路水運工程BIM技術的應用，為交通領域基礎設施建設項目的高效有序進行提供技術支持。

2國內高速公路機電工程項目BIM技術應用現狀

近年來，與BIM技術相關的基礎性研究得到了政府和各行業的大力支持，并已取得了不錯的研究成果。住建部的《2011～2015年建筑業信息化發展綱要》明確提出，要在建筑工程領域開展BIM技術研究，大力推進BIM技術從設計階段向施工階段的延伸，有效降低信息在傳遞過程中造成的偏差，著力研究基于BIM技術的四維信息系統，逐步將BIM技術推廣到大型復雜結構的建筑工程中，以實現對建筑工程項目的精細化和可視化管理。此《綱要》的頒布有效推動了BIM技術在國內機電工程中的全面應用。目前我國國內幾家大型建筑企業均已組建企業內部的BIM技術研究團隊，在多項建筑和機電工程施工等方面開始采用BIM技術進行優化設計。目前在建筑工程項目中，BIM技術主要應用于管線優化設計和碰撞檢查、施工模擬及工程項目的全生命周期管理。由于總承包模式已經在高速公路機電工程項目中得到了推廣與應用，對項目進行精細化、系統化管理已成為了必然。由于BIM技術中監控項目全方位進度、統籌調度資源、加強組織協調各方和實測工程實際成本支出等功能，在機電工程實踐中的應用實例很少，可供借鑒的經驗更加有限。目前高速公路機電工程施工企業大多將BIM技術應用于施工前期的各專業設計中，而在工程進度、應用材料和成本費用支出控制等方面的應用很少，項目后期的管理更難以體現在具體的軟件中。高速公路機電施工項目的管理仍然主要依賴于施工人員的經驗積累和應急處理能力，因此整體管理水平仍表現為粗放型。

3應用BIM技術的必要性

機電工程作為高速公路的一個重要組成部分，涵蓋了設備、給排水、電氣、消防、暖通空調和通信等系統。高速公路機電工程需要把各種設備、管路和管線有機地組合起來，以滿足特定功能的需要。如果能從項目初期就做好充分準備，將各專業協同起來進行合理優化布局，將極大地降低項目的運營風險。BIM技術不僅能幫助高速公路機電工程項目部做好前期戰略規劃，實行高標準分階段規劃，還可以同時實現資源管理、進度控制和成本預算管理等多項功能。采用BIM技術，不僅能有效地計算出項目的前期投入并制定相應的預設方案，還有助于機電工程項目部通過控制材料采購環節來降低成本。模擬出的材料配合比可以提高項目部對價格信息的掌握程度，還可以根據工程進度對材料進行有效的控制，最大限度地降低成本，提高企業的競爭力。在模擬過程中，通過對項目各環節進行標準化控制，可以更加有效地控制項目成本，并根據模擬的模型對施工進度進行適時調整和合理規劃，以規避項目施工過程中產生的不必要的風險。

4BIM技術在高速公路機電工程項目中的應用

在高速公路機電工程項目中，BIM技術主要應用于工程深度設計、可視化展示、干涉檢測、工程模擬和偏差分析，以及資源、工程進度和項目成本的控制管理等方面。

4.1工程深度設計和可視化展示

BIM技術參與高速公路機電工程深度設計的管理，主要體現在兩個階段：一是創建模型并將數據導入BIM系統進行優化設計；二是在BIM建模過程中對相關的設備和管線進行相應的調整和完善。可視化展示就是在BIM建模過程中根據設計圖紙和相關數據，利用軟件創建出機電工程項目的BIM模型。實現機電工程項目設計可視化展示工程的基礎在于導入數據的準確性和全面性。準確的建模，不僅可以使管理者非常直觀地了解工程全貌及整體布局，還能及時檢驗機電工程前期設計的可行性，查出工程存在的多種隱患，及時制定相應的工程整改預案。

4.2干涉檢測、工程模擬和偏差分析

將BIM模型數據信息導入模擬軟件來進行定位檢測和精準分析，并準確模擬出相應標段各種設備間的交互關系，不僅能夠提前發現項目開工后項目管理中會遇到的問題，還能及時對工程進行修改，合理調配資源并優化工程方案。根據高速公路機電工程項目的管理特點及BIM技術的應用價值，機電工程施工企業需委托專業的軟件公司對傳統的項目管理系統進行二次開發，并建立基于BIM技術的現場施工管理系統。該管理系統具有以下幾方面的功能：一是通過動態對比各分項工程實際進度與計劃進度，實現進度偏差分析和成本偏差分析，并進行沖突預警；二是在預定的日期對已完成工程量、已消耗工程資源和已支出成本與計劃數據進行對比，實現工程資源消耗數據的精準分析和預警；三是通過動態對比計劃進度工程價值和實際進度工程價值，精準分析出任意節點上的成本偏差及相應的影響因素。

4.3資源、工程進度和項目成本的控制管理

BIM系統可以在機電工程的不同階段實現對機器設備、人員等資源進行合理調撥管理。BIM系統可以根據當前工程進度自動生成機器設備調撥表；根據調撥表及工程進度計劃制訂材料采購計劃，再進行置辦。為了有效地控制物資，機電工程施工企業采用配額領料的方式，由BIM系統根據設定的參數自動生成領料單，施工人員根據該領料單到倉庫領取物資。根據BIM系統中的資源動態變化，該系統可以自動生成工程計量清單，并自動計算出任意節點上的工程量及對應工程所需要的人員、物資等資源所產生的成本。該系統可以自動生成工程量進度表、工程資源占用表及各類偏差表等，實現對項目各類資源的動態管理，并生成和制定出工程質量安全分析資料。高速公路機電工程項目設計人員利用三維模型直觀的特點，通過BIM技術把工程設計方案放在BIM環境中進行仿真模擬，不僅能對控制性工程節點的質量安全及功能進行分析，以便及時優化工程實施方案，而且還可以實現工程進度的實時査詢和工程進度的偏差分析等功能，并可以按照具體的要求自動生成多種報表。機電工程項目部可以按照設定的日期檢査工程進度，可以準確地分析各種方案的優劣，從而降低施工成本，以獲取最大的管理效益和工程收益。

5結語

BIM技術已經成為高速公路機電工程獲得新生的必經之路，BIM技術的推廣應用具有十分重要的意義。然而就目前國內的具體情況來看，BIM技術的推廣運用仍處于探索階段，運作時并沒有能夠達到理想的效果，尤其是在我國高速公路機電工程項目的應用中，BIM技術面臨的限制因素還有很多。但是隨著現代化管理要求的進一步提高，BIM技術為工程精細化管理提供了穩固的技術支持。BIM技術在我國高速公路機電工程項目中應用的前景，必定十分廣闊。

作者：王陸玲 郁明 單位：中國公路工程咨詢集團有限公司 中科九度（北京）空間信息技術有限責任公司