BIM技術(shù)在公路機(jī)電工程中的應(yīng)用

蘇鵬

摘 要：隨著當(dāng)前信息化的快速發(fā)展，在各個建筑工程行業(yè)當(dāng)中對于建筑信息模型的應(yīng)用非常普遍。在公路發(fā)展中，對BIM技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)轫椖康穆鋵?shí)提供相應(yīng)的支撐，采用對公路機(jī)電工程分析可以發(fā)現(xiàn)，工程所涉及到的設(shè)備數(shù)量較多以及系統(tǒng)的復(fù)雜程度較高，這些對于施工會增加很多難度，所以在施工當(dāng)中就需要加強(qiáng)對于BIM技術(shù)的合理應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);公路機(jī)電工程;應(yīng)用

一、公路機(jī)電工程的特點(diǎn)

首先，由于公路工程機(jī)電施工當(dāng)中所涉及到的范圍比較廣，并且在整個工程當(dāng)中和設(shè)計交底以及設(shè)備材料的采購、設(shè)備的安裝以及調(diào)試等階段。其次，在公路工程機(jī)電施工當(dāng)中，通常對于一些新材料以及新技術(shù)和新設(shè)備等會應(yīng)用到。最后，公路機(jī)電工程當(dāng)中的材料以及設(shè)備比較多，并且其相應(yīng)的施工工藝也比較復(fù)雜，施工周期也比較短，因此在實(shí)際的公路機(jī)電工程施工當(dāng)中就需要加強(qiáng)人力以及物力的投入，在一定意義上對于施工技術(shù)人員自身的要求也是非常的高。

二、 BIM技術(shù)在公路設(shè)計中的應(yīng)用優(yōu)勢所在

在公路建設(shè)當(dāng)中，機(jī)電工程是其主要的環(huán)節(jié)之一，其范圍主要包括收費(fèi)以及監(jiān)控和通信等多個方面，并且在這當(dāng)中還有機(jī)電安裝以及調(diào)試和運(yùn)行等方面，其所涉及的方面比較多，在整個過程當(dāng)中呈現(xiàn)相應(yīng)的繁瑣性以及復(fù)雜性，工程量比較大，施工周期也非常長，同時機(jī)電工程實(shí)際的施工效益對于公路的整體經(jīng)濟(jì)效益有著很大的影響。在實(shí)際的工程建設(shè)項目當(dāng)中，這就需要能夠根據(jù)實(shí)際的要求對于BIM軟件合理選取，并且在此基礎(chǔ)上，可以根據(jù)實(shí)際的要求對軟件實(shí)施再次開發(fā)，以此來有效的滿足不同施工要求，現(xiàn)階段，在公路機(jī)電工程當(dāng)中，對于BIM技術(shù)的應(yīng)用其作用主要有以下相關(guān)方面：

（一）精確計算，節(jié)省支出

在進(jìn)行公路設(shè)計時，應(yīng)用BIM技術(shù)采用平均斷面算法等快速、精確的計算出設(shè)計線和原地面之間的土方量。此外，采用BIM技術(shù)建造的平臺可以自動生成土方分配圖標(biāo)，然后確定土方棄土堆和缺失坑的位置。通過在工程中應(yīng)用BIM技術(shù)，設(shè)計人員還可以粗略估算工程材料的數(shù)量，有效地控制施工和施工的成本，并確保施工的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）清晰反映，立體展示

在公路的機(jī)電工程設(shè)計中，可采用BIM技術(shù)下的平臺進(jìn)行圖像設(shè)計，便于設(shè)計人員全面掌握公路相關(guān)信息，如公路路線、公路四周的環(huán)境情況。之后將這些信息通過BIM技術(shù)進(jìn)行簡單3D建模，清晰反映出相關(guān)信息。與常規(guī)的CAD設(shè)計圖紙相比，BIM技術(shù)建立的三維模型，圖像更加直觀清晰，設(shè)計人員一看就能立馬發(fā)現(xiàn)問題的所在點(diǎn)，減少設(shè)計偏差，確保設(shè)計質(zhì)量。

（三）調(diào)整優(yōu)化，模擬施工

在進(jìn)行工程設(shè)計時，設(shè)計人員要考慮到已完成設(shè)計公路的四周環(huán)境，坡度是否太大等情況，而設(shè)計人員想了解到的這些數(shù)據(jù)都已經(jīng)在計算機(jī)屏幕上清晰的呈現(xiàn)出來。即便發(fā)現(xiàn)之前的設(shè)計內(nèi)容有些地方存在不合理之處，也只需要動動鼠標(biāo)進(jìn)行一下修改，確保了工程設(shè)計質(zhì)量。除此之外，設(shè)計人員還可進(jìn)一步模擬出整個施工方案，優(yōu)化其中的相關(guān)工序，提高管理水平。

（四）協(xié)調(diào)作業(yè)，數(shù)據(jù)共享

在傳統(tǒng)公路設(shè)計模型中，每一環(huán)節(jié)的設(shè)計工作都是獨(dú)立存在的個體，彼此之間沒有聯(lián)系，造成最終的設(shè)計方案中存在很多沖突。而應(yīng)用BIM技術(shù)進(jìn)行工程設(shè)計時，將每一個環(huán)節(jié)的設(shè)計內(nèi)容協(xié)調(diào)在一起，一同在BIM數(shù)據(jù)平臺下協(xié)同作業(yè)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，防止在實(shí)際的工程建設(shè)中出現(xiàn)問題，有效保障施工進(jìn)度，為建筑單位節(jié)約工程成本。

三、BIM技術(shù)在公路機(jī)電工程中的應(yīng)用價值

BIM技術(shù)是一項隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展且逐漸成熟的智能化、信息化、數(shù)字化技術(shù)。BIM技術(shù)是建筑信息模型，主要借助構(gòu)建三維模型的方式對建筑的物理、功能等以數(shù)字化方式表現(xiàn)出來。BIM技術(shù)簡單而言就是以信息化模型的方式展現(xiàn)設(shè)計、施工等過程，借助這一項技術(shù)的應(yīng)用，可以在設(shè)計、施工、管理、運(yùn)營等過程形成系統(tǒng)化的改進(jìn)，可以在規(guī)劃設(shè)計、建造施工、運(yùn)營維護(hù)等過程中，采用3D、4D信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化設(shè)計、協(xié)調(diào)性施工、虛擬性建造以及工程量預(yù)算等。在具體應(yīng)用中，BIM技術(shù)的應(yīng)用價值也非常多，三維模型當(dāng)中的任何信息都可以實(shí)現(xiàn)隨時刪減或編輯，也可以更好地滿足不同參建方的工作需求，為整個機(jī)電工程的開展提供可靠的技術(shù)支持。例如，在公路機(jī)電工程建設(shè)中，應(yīng)用BIM技術(shù)不僅可以建立出三維模型，清晰反映出圖像內(nèi)容，還可讓多名參與者之間展開有效的溝通交流，大大提高工作效率。另外，應(yīng)用BIM技術(shù)所創(chuàng)建的平臺是一個全方位的信息平臺，為參與者提供了溝通交流的渠道。通過所建立的工程模型上的信息數(shù)據(jù)，及時掌握公路周邊的相關(guān)情況，減少設(shè)計變更。BIM技術(shù)可運(yùn)用到對公路監(jiān)控與道路檢測上，發(fā)現(xiàn)各環(huán)節(jié)中存在矛盾的地方，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計，減少設(shè)計誤差，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失，確保工程設(shè)計質(zhì)量。

四、在公路機(jī)電工程中BIM技術(shù)的具體應(yīng)用

（一）設(shè)計階段優(yōu)化設(shè)計

在機(jī)電系統(tǒng)的設(shè)計階段，基于公路主體工程和其他輔助工程的模型，可以進(jìn)一步具體優(yōu)化道路機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備的安裝位置和電纜連接路徑。生成準(zhǔn)確的相關(guān)工程量，并檢查機(jī)房和機(jī)房，收費(fèi)廣場，隧道，橋梁，孔等預(yù)留管道等相關(guān)專業(yè)接口是否保留。是否位置空間干擾，是否有系統(tǒng)設(shè)計缺失項目等，并進(jìn)一步優(yōu)化每個專業(yè)設(shè)計。

（二）基于現(xiàn)場實(shí)際情況優(yōu)化施工方案

BIM技術(shù)用于將系統(tǒng)模型劃分為不同的層以進(jìn)行打印，并且在辦公室中引導(dǎo)施工現(xiàn)場。但是，當(dāng)討論或內(nèi)容的內(nèi)容發(fā)生變化時，有必要重新印刷圖片，這會浪費(fèi)相關(guān)的人力和物力資源。限制BIM技術(shù)的優(yōu)勢，因此移動設(shè)備可用于解決此問題，例如將BIM模型導(dǎo)入平板電腦。通過動態(tài)實(shí)時現(xiàn)場比對，可以直接在現(xiàn)場進(jìn)行程序討論，實(shí)現(xiàn)多專業(yè)信息與任意視角的視覺聯(lián)動。

（三）組建云平臺工作組，實(shí)現(xiàn)模型更新的同步控制

項目的參建單位一般主要有建設(shè)單位以及設(shè)計單位和監(jiān)理單位、施工單位，為了確保項目的統(tǒng)一性，各個參建單位需要都能夠受到信息模型的更新信息，這就需要對分布式云平臺技術(shù)進(jìn)行引入，這項技術(shù)進(jìn)行云平臺工作組的組件，在業(yè)主對圖紙確認(rèn)之后，相關(guān)的參建技術(shù)人員需要對BIM模型有效的更新，同時由云平臺管理人員對數(shù)據(jù)和人員做好更新，將工程的進(jìn)度模型進(jìn)行更新，確保用戶所接受到的信息模型統(tǒng)一，防止產(chǎn)生信息更新的不是很及時以及圖紙錯誤等，同時確保進(jìn)度信息的顯著，從而能夠?qū)M(jìn)度實(shí)現(xiàn)合理的分析以及控制。

（四）通過BIM技術(shù)進(jìn)行物資設(shè)備管理

三維模型可以快速計算工程量，確保材料的精細(xì)管理，準(zhǔn)確及時地提供數(shù)據(jù)支持，從而制定有效的設(shè)備采購計劃。此外，在機(jī)電安裝項目中，BIM3D模型可用于成本管理。更新項目后，技術(shù)人員會更改和調(diào)整組件參數(shù)，工程量將相應(yīng)更改。因此，基于更新的三維模型實(shí)現(xiàn)了項目成本的動態(tài)管理。

（五）通過BIM技術(shù)進(jìn)行成本控制

在對于工程項目招投標(biāo)當(dāng)中，對于公路機(jī)電工程成本預(yù)算可以采用BIM技術(shù)來有效應(yīng)用，以此實(shí)現(xiàn)對機(jī)電工程整體成本有效實(shí)現(xiàn)管理。在公路機(jī)電工程當(dāng)中，BIM技術(shù)的整個過程管理主要就是技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)的管理，例如，碰撞檢測以及機(jī)電管道線路設(shè)計的相關(guān)數(shù)據(jù)支持。在采購當(dāng)中，需要對施工實(shí)施虛擬建造，對材料做好限額領(lǐng)料管理，并且對技術(shù)和施工做好交底。除此之外，相應(yīng)的技術(shù)人員采用項目的模型和數(shù)據(jù)對于生產(chǎn)計劃進(jìn)行安排，以此確保分包結(jié)算工作的合理性。總而言之，對于公路工程機(jī)電施工的每一個階段當(dāng)中，技術(shù)人員就需要對于當(dāng)中的相關(guān)施工計劃做好數(shù)據(jù)的合理采集，數(shù)據(jù)能夠自動生成報表，采用技術(shù)審核之后對信息有效的回饋到建模系統(tǒng)當(dāng)中。在公路機(jī)電項目的BIM技術(shù)應(yīng)用中，項目模型和數(shù)據(jù)更新過程用于完成完成交付階段的BIM設(shè)計。 在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和項目文件管理時，可以快速調(diào)用結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)，建立項目設(shè)計的快速響應(yīng)機(jī)制。

（六）通過BIM技術(shù)進(jìn)行協(xié)調(diào)性管理

機(jī)電工程所涉及的專業(yè)內(nèi)容比較多，這就需要對BIM技術(shù)自身的優(yōu)點(diǎn)和作用合理的呈現(xiàn)出來，以此來對整體實(shí)現(xiàn)合理的協(xié)調(diào)，對各個專業(yè)的優(yōu)點(diǎn)有效的整合，從而為安裝施工奠定良好的基礎(chǔ)。在公路工程機(jī)電工程當(dāng)中，大部分采用的分包模式，對工程整體劃分為多個分包系統(tǒng)，根據(jù)其內(nèi)部的實(shí)際聯(lián)系性，對BIM技術(shù)的模型合理的設(shè)置，做好相應(yīng)的組織結(jié)構(gòu)工作，確保理論和實(shí)踐能夠很好的聯(lián)系，以此來對工程的整體性要求提升。例如，某省際公路全長126.36km，在該工程某個路段當(dāng)中為了確保機(jī)電工程安裝質(zhì)量符合要求，實(shí)施了對BIM技術(shù)的合理應(yīng)用，在這當(dāng)中進(jìn)行專業(yè)化的模型設(shè)立，對每一項機(jī)電設(shè)備的內(nèi)部邏輯關(guān)系有效的細(xì)分，同時采用BIM技術(shù)模型來有效的呈現(xiàn)出來，對于每一個部位的實(shí)際安裝要點(diǎn)進(jìn)行體現(xiàn)出來，以此對各個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性不斷提升，確保工程整體安裝水平有效提升。

（七） BIM技術(shù)在施工重點(diǎn)管控中的應(yīng)用

BIM技術(shù)用于公路機(jī)電項目，在協(xié)同管理中，建立協(xié)作平臺，制定可持續(xù)，強(qiáng)大的安裝和施工計劃，并利用通信機(jī)制建立完整的BIM技術(shù)體系。除設(shè)計階段外，整個公路機(jī)電工程的BIM建模活動應(yīng)充分考慮后期施工的應(yīng)用。 在機(jī)電安裝施工前，要做好統(tǒng)一的工作計劃，加強(qiáng)現(xiàn)場檢查工作，做好施工方案的評估工作。在施工前，應(yīng)安排會議，解決機(jī)電安裝的關(guān)鍵和難點(diǎn)問題，討論具體的施工細(xì)節(jié)，協(xié)調(diào)各部門的工作。在施工期間，技術(shù)人員可以使用智能建模來設(shè)置參數(shù)并由各種專業(yè)人員繪制管道。 加強(qiáng)對管道碰撞的檢測，確定各專業(yè)管道系統(tǒng)施工質(zhì)量的綜合分析，并采用BIM技術(shù)提高施工材料的利用率。 保證施工作業(yè)區(qū)域的系統(tǒng)平衡等。 所有施工的實(shí)際過程應(yīng)使用BIM技術(shù)及時協(xié)調(diào)和更新項目模型和數(shù)據(jù)，然后使用更新的模型和數(shù)據(jù)來管理，分析和控制項目建設(shè)。

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