BIM技術(shù)在高速公路機電工程中的運用

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摘要：bim技術(shù)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣闊。從BIM技術(shù)的特點和優(yōu)勢出發(fā)，探討了在高速公路機電工程項目中引進BIM技術(shù)的必要性，并分析了BIM技術(shù)在機電工程管理中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM；高速公路；機電工程

1BIM技術(shù)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(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，具有模擬性、協(xié)調(diào)性、可視化、優(yōu)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(tǒng)的二維圖紙，BIM技術(shù)模型可以模擬建成后的建筑物的三維模型。更準(zhǔn)確地說，BIM是一個將實體的建筑工程進行數(shù)字化和可視化的過程，從而將該工程的幾何、構(gòu)造、技術(shù)等信息儲存在數(shù)據(jù)庫里，更有利于促進建筑工程項目的規(guī)范化與精細化管理。在實踐中，建筑信息模型里的相關(guān)信息可實現(xiàn)實時修改和編輯，并可以顯示與修改和編輯相關(guān)的關(guān)聯(lián)點，能有效避免傳統(tǒng)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(shù)在國內(nèi)各行業(yè)發(fā)展迅速，交通運輸部提出要大力推進公路水運工程BIM技術(shù)的應(yīng)用，為交通領(lǐng)域基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目的高效有序進行提供技術(shù)支持。

2國內(nèi)高速公路機電工程項目BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來，與BIM技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)性研究得到了政府和各行業(yè)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(yè)信息化發(fā)展綱要》明確提出，要在建筑工程領(lǐng)域開展BIM技術(shù)研究，大力推進BIM技術(shù)從設(shè)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(shù)的四維信息系統(tǒng)，逐步將BIM技術(shù)推廣到大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建筑工程中，以實現(xiàn)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(shù)在國內(nèi)機電工程中的全面應(yīng)用。目前我國國內(nèi)幾家大型建筑企業(yè)均已組建企業(yè)內(nèi)部的BIM技術(shù)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(shù)進行優(yōu)化設(shè)計。目前在建筑工程項目中，BIM技術(shù)主要應(yīng)用于管線優(yōu)化設(shè)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(jīng)在高速公路機電工程項目中得到了推廣與應(yīng)用，對項目進行精細化、系統(tǒng)化管理已成為了必然。由于BIM技術(shù)中監(jiān)控項目全方位進度、統(tǒng)籌調(diào)度資源、加強組織協(xié)調(diào)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(yīng)用實例很少，可供借鑒的經(jīng)驗更加有限。目前高速公路機電工程施工企業(yè)大多將BIM技術(shù)應(yīng)用于施工前期的各專業(yè)設(shè)計中，而在工程進度、應(yīng)用材料和成本費用支出控制等方面的應(yīng)用很少，項目后期的管理更難以體現(xiàn)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(jīng)驗積累和應(yīng)急處理能力，因此整體管理水平仍表現(xiàn)為粗放型。

3應(yīng)用BIM技術(shù)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(shè)備、給排水、電氣、消防、暖通空調(diào)和通信等系統(tǒng)。高速公路機電工程需要把各種設(shè)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(zhǔn)備，將各專業(yè)協(xié)同起來進行合理優(yōu)化布局，將極大地降低項目的運營風(fēng)險。BIM技術(shù)不僅能幫助高速公路機電工程項目部做好前期戰(zhàn)略規(guī)劃，實行高標(biāo)準(zhǔn)分階段規(guī)劃，還可以同時實現(xiàn)資源管理、進度控制和成本預(yù)算管理等多項功能。采用BIM技術(shù)，不僅能有效地計算出項目的前期投入并制定相應(yīng)的預(yù)設(shè)方案，還有助于機電工程項目部通過控制材料采購環(huán)節(jié)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(jù)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(yè)的競爭力。在模擬過程中，通過對項目各環(huán)節(jié)進行標(biāo)準(zhǔn)化控制，可以更加有效地控制項目成本，并根據(jù)模擬的模型對施工進度進行適時調(diào)整和合理規(guī)劃，以規(guī)避項目施工過程中產(chǎn)生的不必要的風(fēng)險。

4BIM技術(shù)在高速公路機電工程項目中的應(yīng)用

在高速公路機電工程項目中，BIM技術(shù)主要應(yīng)用于工程深度設(shè)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(shè)計和可視化展示

BIM技術(shù)參與高速公路機電工程深度設(shè)計的管理，主要體現(xiàn)在兩個階段：一是創(chuàng)建模型并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入BIM系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計；二是在BIM建模過程中對相關(guān)的設(shè)備和管線進行相應(yīng)的調(diào)整和完善?？梢暬故揪褪窃贐IM建模過程中根據(jù)設(shè)計圖紙和相關(guān)數(shù)據(jù)，利用軟件創(chuàng)建出機電工程項目的BIM模型。實現(xiàn)機電工程項目設(shè)計可視化展示工程的基礎(chǔ)在于導(dǎo)入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和全面性。準(zhǔn)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(shè)計的可行性，查出工程存在的多種隱患，及時制定相應(yīng)的工程整改預(yù)案。

4.2干涉檢測、工程模擬和偏差分析

將BIM模型數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入模擬軟件來進行定位檢測和精準(zhǔn)分析，并準(zhǔn)確模擬出相應(yīng)標(biāo)段各種設(shè)備間的交互關(guān)系，不僅能夠提前發(fā)現(xiàn)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(diào)配資源并優(yōu)化工程方案。根據(jù)高速公路機電工程項目的管理特點及BIM技術(shù)的應(yīng)用價值，機電工程施工企業(yè)需委托專業(yè)的軟件公司對傳統(tǒng)的項目管理系統(tǒng)進行二次開發(fā)，并建立基于BIM技術(shù)的現(xiàn)場施工管理系統(tǒng)。該管理系統(tǒng)具有以下幾方面的功能：一是通過動態(tài)對比各分項工程實際進度與計劃進度，實現(xiàn)進度偏差分析和成本偏差分析，并進行沖突預(yù)警；二是在預(yù)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(shù)據(jù)進行對比，實現(xiàn)工程資源消耗數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析和預(yù)警；三是通過動態(tài)對比計劃進度工程價值和實際進度工程價值，精準(zhǔn)分析出任意節(jié)點上的成本偏差及相應(yīng)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(tǒng)可以在機電工程的不同階段實現(xiàn)對機器設(shè)備、人員等資源進行合理調(diào)撥管理。BIM系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)前工程進度自動生成機器設(shè)備調(diào)撥表；根據(jù)調(diào)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(yè)采用配額領(lǐng)料的方式，由BIM系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的參數(shù)自動生成領(lǐng)料單，施工人員根據(jù)該領(lǐng)料單到倉庫領(lǐng)取物資。根據(jù)BIM系統(tǒng)中的資源動態(tài)變化，該系統(tǒng)可以自動生成工程計量清單，并自動計算出任意節(jié)點上的工程量及對應(yīng)工程所需要的人員、物資等資源所產(chǎn)生的成本。該系統(tǒng)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(xiàn)對項目各類資源的動態(tài)管理，并生成和制定出工程質(zhì)量安全分析資料。高速公路機電工程項目設(shè)計人員利用三維模型直觀的特點，通過BIM技術(shù)把工程設(shè)計方案放在BIM環(huán)境中進行仿真模擬，不僅能對控制性工程節(jié)點的質(zhì)量安全及功能進行分析，以便及時優(yōu)化工程實施方案，而且還可以實現(xiàn)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(shè)定的日期檢査工程進度，可以準(zhǔn)確地分析各種方案的優(yōu)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(jié)語

BIM技術(shù)已經(jīng)成為高速公路機電工程獲得新生的必經(jīng)之路，BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用具有十分重要的意義。然而就目前國內(nèi)的具體情況來看，BIM技術(shù)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(yīng)用中，BIM技術(shù)面臨的限制因素還有很多。但是隨著現(xiàn)代化管理要求的進一步提高，BIM技術(shù)為工程精細化管理提供了穩(wěn)固的技術(shù)支持。BIM技術(shù)在我國高速公路機電工程項目中應(yīng)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(shù)有限責(zé)任公司