天津市高速公路科技发展有限公司天津300163
摘要：目前，随着信息化技术的不断发展，建筑信息模型逐渐成为各大建设工程信息化施工、管理的重要手段，交通运输部直接提出在基础设施建设方面，必须深化BIM技术的应用，为各工程项目的高效有序落实提供重要支持。基于高速公路机电工程系统复杂、设备众多、管线密集、施工难度大等诸多特点，加强BIM技术在高速公路机电工程中的应用具有重要意义。
关键词：BIM技术；高速公路；机电工程
1BIM技术的特点
近年来，在互联网技术的快速发展背景下，各个领域均对信息化、数字化、智能化等理念予以了极大的关注，信息化建模技术就此发展起来。BuildingInfor-mationModeling，即建筑信息模型，这一概念首次是由Autodesk公司在2002年提出，其主要是通过构建三维模型，对建筑物理、功能特性等进行数字化的表达。在工程实践中，由于三维模型中的相关信息可实时删减、编辑，因此可满足不同参建方、不同阶段（设计、施工）的实际需要，为工程作业的顺利开展提供可靠支持，如：在设计阶段，BIM可开展各专业的三维设计，共享模型数据；在施工阶段，BIM可利用三维设计模型数据展开虚拟建造；在运营阶段，BIM可开展应急救援等方案的模拟分析。
1.1三维可视化管理
BIM技术具有可视化的特点，即“所见即所得”，相比传统二维线条表述具有更加直观的效果。BIM的可视化特点主要表现在能够通过三维立体的形式展示工程构件的真实特征信息，不仅对构件的真实外观有一个直观的反馈，对其涵盖的属性信息也有一个具体的展示。BIM的三维模型依靠各个构件所包含的信息自动生成，构件之间具有联动性，不必因为一个构件的调整而逐一对相应的平、立、剖面以及明细表挨个进行修改，仅需对模型中该构件的相关参数进行调整，与之关联修改内容随即会反馈到模型中的其他部位，包括相应的二维图表也会随之自动更改。由于BIM模型展示的工程构件在模型预制的设计精度范围内与实际工程构件的大小比例保持一致，因此设计中存在的缺陷和问题可以以更为直观的方式展现给设计人员，让设计者及时发现并解决其中的问题，这是BIM可视化的主要功能之一。在工程全生命周期中，利用BIM三维可视化的特点，能够将整个施工环境展示模型能够及时发现设计阶段存在的各专业间冲突问题，分析施工过程中可能存在的问题，为项目各阶段的有效沟通和科学决策提供一个信息交流共享平台。
1.2多方参与协作
在项目推进过程中，往往由于各种原因需要对原方案进行变更，设计单位、施工单位和业主需要时刻就工程方案更改内容进行协调配合。建筑信息模型（BIM）能提供区别于传统低效率的点对点沟通方式的协同工作平台，将模型中所包含的计划进度、预算信息，施工进度、成本费用、质量控制信息，运营数据、资产管理等信息进行强有力的整合。在项目设计、施工、运维阶段，设计方、施工方、监理方以及业主可以通过BIM数据共享平台进行多专业的协同合作，随时随地访问这些的数据信息，及时发现问题，并在模型内对各专业系统间的冲突问题及时进行变更处理，避免返工造成资源浪费。相较于传统低效无序的合作方式，BIM技术数据共享平台能够为各专业提供直接高效的协同合作模式。在后期运维过程中，管理人员可以通过BIM数据共享平台随时调取建设不同阶段任一事件的处理信息作为后期改扩建的参考，并在平台中实时更新设备的维修养护记录。
1.3仿真模拟性
BIM技术具有仿真模拟功能，可在工程全生命周期各阶段预设情境对工程实体模型进行分析模拟，为不同情况下的项目决策提供依据。例如在设计阶段，运用BIM软件基于4D模型（3D+时间轴）进行相关分析模拟，能够来研究项目可建性、施工计划安排以及优化任务和工作顺序，通过4D施工模拟，关联3D模型与施工顺序形成工程项目复杂区域的4D动画施工工序模拟，对不同的施工组织计划进行分析比较，预测不同方案对实际工程进展可能产生的影响，从而对施工方案进行科学规划。在施工阶段，基于5D模型（3D+时间轴+成本）能够对施工各阶段成本进行控制，在5D模型中，通过导入工程建设进度和各阶段工程费用支出并关联模型，5D模拟操作界面能够直观展示各施工流水段的支出明细，形成资源曲线和资金曲线，对于业主具有极高的应用价值。此外在后期运营过程中，还可以通过对可能发生的紧急情况如工况改变、紧急停电、灾害疏散等进行方案处理模拟，制定出相应的科学应急预案。
1.4支持多种数据传输格式
BIM软件所执行的标准是国际工程通用的IFC（IndustryFoundationClasses）标准，该标准作为一种面向工程数据对象的信息交换格式，具有公开性和中立性的特点，支持多维度建设周期各阶段的信息交互，主要通过标准格式文件达到数据互换互用的目的。例如欧特克公司的Revit、Navisworks系列软件，不仅支持CAD图形格（DWG\DXF\DGN\SAT）、FBX格式、gbXML格式、ODBC数据库格式（OpenDataBaseConnectivity）、EXCEL格式，还支持录像和动画等格式。此外Revit针对不同用户的项目需求提供API二次开发接口，支持使用C++、VB.NET等计算机语言等进行相关应用程序的开发。IFC作为当前BIM技术应用中最具权威的数据交换标准，其目的在于全球所有BIM相关软件所产生的工程数据能够无障碍地在不同专业领域和不同参与方之间无缝对接、有序共享，使得BIM技术最大程度发挥自身优势。目前，工程类软件均可通过IFC作为数据信息的中转站，使工程信息无障碍传递互用。
2高速公路机电工程BIM技术的应用
机电工程是高速公路建设中的一项重要部分，其包括收费、监控、通信、供配电、照明等诸多系统的采购、安装、调试、试运行等工作，涉及到的专业多、整体复杂程度高、工程量大，机电工程施工效果直接决定了高速公路后期是否能够安全、可靠运营，在实际工程中，要求根据实际需求合理筛选BIM软件。以成熟的BIM软件为基石，针对具体应用展开二次开发、定制，以满足机电施工的各项需求。
2.1BIM技术与成本管理
传统施工过程中，经常遇到图纸更改、深化设计、现场变更等事项。利用BIM技术，可以在深化设计阶段，充分发掘施工中可能会遇到的不确定性问题，增加施工过程的可控性，减少施工中变更事项。作为建设单位，可以因此较好地控制投资；作为施工单位，能够增加成本的可控性，提升利润空间。
2.2BIM技术与质量管理
在项目质量管理中，应用BIM技术建立精确的信息化模型，将模型关键点坐标与大地坐标系统一，从而得到高速公路机电设备任意构件的精确坐标，利用GPS和全站仪精确定位，能够提高放线、验线的精确度和效率，为项目质量管理提供保障。目前，项目质量管理的最小单元为检验批，通过BIM建模系统，可以明确标示每一检验批所在位置、构造、材质等质量要求，无论施工单位、建设单位、监理单位，都可以通过BIM平台调用所需参数，快速检查核实，避免质量检查中的“蜻蜓点水”、“走马观花”等现象。
2.3BIM技术与进度控制
传统的进度控制，例如应用Microsoft公司出品的Project软件，输入各专业、各工序的相关时间参数，可以自动生成施工进度横道图、网络图等进度计划表，通过优化关键路线等途径，优化工期设置；通过在时标进度网络图中，按周期标示比较前锋线等方法进行进度控制。BIM技术的介入，可模拟整个高速公路机电工程施工过程，更加直观地确定关键路线、划分施工段，统筹资源调度；并且通过BIM系统，可实时监控、直观比较已完工程与拟完工程之间的时间差异，从而更加明确、有效地进行进度控制。
2.4BIM技术与协调管理
在项目管理中，企业内部信息传递，企业外部与建设单位、监理单位以及政府监管部门、中介机构等沟通协调，是非常重要的工作。传统的沟通方式，更多地依赖于语言的表述能力以及各专业的图纸等手段。BIM技术的引入，通过视频短片等方式进行多方案演示，将为协调与沟通工作带来直观、生动、便捷的元素。比如，采用BIM技术进行“视频”交底，可以将复杂的施工过程逐一分解、演示，生动形象、直观易懂，激发现场工人“观看”交底的积极性，从而提升各类交底的实质意义。
2.5BIM技术与精细化管理
项目管理过程中，需要生成各类以年、月、周为周期的报表，如生产计划、采购计划、进度报表等等。基于BIM的企业级基础数据系统建设，会将多个项目的海量基础数据结构化，通过云计算，实现企业级精细统计分析，从而使基础数据集成管理成为可能，实现集约化的采购、提升企业资金运营能力。
3结语
当前，在国内外工程管理应用中，BIM技术还存在初期建模工作量大、标准不统一、应用软件配套少等问题。随着现代化管理的要求，BIM技术适应了当前工程管理的潮流，它的应用和推广将成为工程管理的一种趋势。
参考文献：
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