BIM技術在公路工程項目管理中的應用研究

楊朝粉

云南云嶺高速公路工程咨詢有限公司

1 引言

隨著科學技術的飛速發展，越來越需要引入先進的BIM 技術來管理公路項目的質量、安全和成本，BIM給設計、施工、運維各階段帶來價值，讓BIM 技術落地，解決實際工程中的難點，在工程項目管理中體現價值。

2 BIM技術概要及應用現狀

Building Information Modeling（簡稱BIM）建筑信息模型“被數字化的技術和工具所促進的工作過程，使電腦可直接對建筑的性能以及規劃、設計、建造和后續運營的文檔和信息進行處理。它能夠對建筑物進行信息化的分析，從而建立相關模型的方式。BIM技術已在發達國家的一些建筑項目中得到了廣泛使用。在建筑項目的設計、采購、開發和運營等過程中都可以使用BIM 技術。在BIM 系統設計的早期階段建立設計模型，能夠在制造過程中提供寶貴的技術支持。同時，它提供了一種向所有建筑設施傳播信息的有效手段，以進行項目設計和信息交換。由于中國傳統的工程項目管理思維方式具有一定的局限性，因此BIM技術的使用相對有限。原因可以歸納為以下三點：缺乏專業人才、缺乏創新能力以及沉迷于傳統思想。現階段BIM 系統在中國的建筑項目中應用如下：支持技術設計、能夠開展視覺演示工程、工程程序測試以及監視項目進度等。眾所周知的是，在建設項目的整個周期管理過程中尚未全面應用BIM 技術。因此，在將來，公路建設有望擴大BIM 技術的應用范圍，并實現整個公路建設周期都使用BIM技術進行有效地管理。

3 BIM技術特點

3.1 可視性

應用之間數據互用、關聯，專業協同設計，統一的信息載體DGN/i-model，保證不同人員、不同階段之間的信息傳遞/協同，基于PW建立統一的數據中心，版本、歷史、權限管理，強大的異地協同，項目級和企業級的協同，基于eB 的數字化移交及建設單位與運維商間之間的協同。解決了設計師僅憑經驗和想象力無法獲得完美的模型圖，所以我們可以通過引入BIM 技術建立設計道路施工的可視化模型。通過創建此3D模型，可以公路項目的建設變得更加通透、明朗化。

3.2 模擬性

BIM 方法中有明確的模擬性質。在設計階段，我們可以看到設計的各個方面。在投標階段，我們可以看到投標數據的內容，因此我們對架構設計有所了解。同時，我們還可以通過模擬完成與投標活動有關的成本管理。

3.3 協調性

BIM技術支持各階段的應用工具：規劃/設計/施工/運維及支持各階段的管理平臺。即如果在施工過程中發現實施出現偏差，那么相關的員工必須及時集中探討分析，從而發現項目問題的根源并及時進行調整。將BIM技術應用于道路工程項目管理可以及時發現施工過程中出現的問題，并提出解決問題的對策，從而有效確保公路項目的開發和施工的質量。

3.4 優化性

BIM技術能夠在一定程度上優化公路項目建設中的設計內容。通過優化項目計劃，我們可以科學地分析項目建設并獲得理想的投資回報。因此，使用BIM 技術能夠使公路項目管理變得更加科學有效，從而提高公路項目的建設質量。

4 BIM技術在公路工程項目管理中的應用模型

公路建設工程是指對公路進行測量、設計和建設等。因為道路工程建設涉及多種類型，建設周期長，所以根據不同的類型，可以分為不同的施工階段。專家級別或生產級別的信息處理很容易引起信息積累，并且對信息數據的傳輸存在一些障礙。在BIM 方法中，使用數據構建的三維模型能夠使用參數將每個屬性的內容表達出來，同時轉化為相關的設計模型。通過分類參數信息，能夠創建存儲在數據庫中的數字模型。通過在公路工程管理中使用BIM技術，可以防止數據信息的積累，創建相關參數的數據庫。它同時它還具有出色的通信能力和對數據的實時訪問，并改善各個部門之間的有效溝通。

5 BIM技術在公路工程項目管理中的應用

5.1 BIM技術在公路工程建設前期的應用

在公路工程的建設中，BIM 技術的使用通常集中在設計階段，但實際上，它在道路建設的早期階段也可以發揮非常重要的作用。通常，道路建設的初始階段通常包括規劃決策、招標以及發布技術廣告等。從計劃階段到施工階段，我們需要結合有關土壤建設、水文、氣候、地質學和其他道路建設領域的調查數據。從而創建可視的道路工程建設模型，并圍繞設計模型進行分析可行性，預測建設成本以及建設過程中的潛在風險。必須完成該過程才能準確評估道路工程建設的可行性。道路工程招標文件的內容非常復雜，招標委員會很難充分理解招標文件的設計方案。因此，相關的招標人員可以將自己的工程負載與BIM 模型一起放置，并使用BIM 技術展示施工計劃。從而供投標委員會進行評估，以更好地了解投標并增加中標的可能性。使用BIM 技術可以使招標內容明確，可以減少不必要的成本并確保選擇優質的建筑商。此外，在技術公開的情況下，與現有的口頭或書面公開相反，BIM技術可以被用于技術公開，其可以有效地解決技術問題，減少操作困難和施工人員的安全風險。準確地理解設計目標和建筑商的能力對道路建設項目管理的整體適應性至關重要。

5.2 BIM技術在公路工程安全管理中的應用

在道路施工中，安全管理是項目管理的基礎。只有確保安全，才可以正確啟動和實施整個工程項目。在高速公路的安全技術管理中，使用BIM 技術很重要。首先，道路建設的工期長，復雜的建材具有不確定性，所以在施工過程中容易發現火災、滑坡等的事故。關于設計的安全性問題，設計單位可以使用BIM技術基于數據結的各個方面來構建安全管理系統，并以可視方式模擬道路結構。這樣，通過觀察和評估BIM模型，建筑單位就可以描述項目建設的各種安全風險。同時，可以隨著施工的進行不斷更新BIM模型，因此即使存在安全隱患，也能及時識別安全事件并及時對它們進行響應，以最小化安全事件的影響。其次，為確保安全管理工作的有效性，公路項目一般在施工初期就制定完整的安全管理計劃。因此，建設單位可以通過建立安全管理計劃來可視化公路項目的施工過程，以檢索BIM模型的建筑計劃數據并消除隱藏的安全風險和影響設計安全的各種因素。實現有效地事故預防，并據此制定有針對性的安全管理計劃。

5.3 BIM技術在公路工程成本管理中的應用

表現：信息模型的可視化，優化設計、避免設計錯誤、展示設計和施工方案等；計算：分析比較優化工程項目的品質性能，降低建設成本、提升建設質量和速度；溝通：整合各個環節的信息，避免信息流失和錯誤，提高運行效率。并有效地減少不必要的成本投資。在工程設計階段，許多大型公司在獨立設計核心內容時都會遇到沖突問題。但是，在BIM技術支持下，相關的設計部門可以根據原始項目計劃開發用于道路工程的集成BIM 模型，從而使各種專家都可以使用此可視化模型開發分布式設計。從而有效明確項目建設過程中面臨的專業問題以及各個設計沖突需要注意的事項。由于可以直接在BIM 模型上進行更改，減少了更改項目的成本，這極大地緩解了業務沖突問題并減少了許多的項目成本。另外，在設計階段，我們只需要在BIM軟件和資本計劃，根據當前項目項目的建設狀況和年度材料消耗的工作計劃中包括相關文檔和數據即可。通過這種先進的管理方式，我們可以有效地管理項目成本。

5.4 BIM技術在公路工程進度管理中的應用

與其他項目一樣，道路建設項目通常由公共部門資助，但其包括設計、管理、建設和運營等許多要素。由于參與道路工程建設的人員很多，因此特定的設備條件概念和技術要求也有所不同。BIM 技術的使用可以用來指導當前的建筑管理技術，從而有效地監控優化項目的設計過程。從實際的角度來看，各個建筑單位直接與業主聯系是很常見的，所以我們可以通過向業主報告，來解決項目的優化問題。但是如果與缺乏充分溝通的業主進行協調，那么很容易延誤建筑的發展[3]。因此，參與建設施工的所有單位都可以開發基于BIM技術的共享信息平臺。生成有效地基于平臺的信息，能夠大大提高所有與建設有關的單位的通信效率。通過有效地連接和管理所有各方，我們能夠減少干擾施工進程的因素。BIM模型使我們可以在設計頁面上快速調整設計計劃，因為我哦的可以預想在發生特定情況或者計劃受到影響后，可以根據BIM模型進行檢查和解決。

6 BIM技術在公路工程建設中的實際應用

6.1 決策階段

大多數情況下BIM 技術都用于公路項目建設的決策階段。首先，我們必須結合3D模型的要求才能使用此方法準確處理項目生成的數據，并將此數據轉換為標準的文件。然后，我們可以通過仿真演示項目的整體結構和覆蓋范圍來有效構建項目建設模型。最后，各種計劃項目的成本都必須是準確計算的，不允許存在成本差異，從財務和公共角度選擇最佳的計劃。

6.2 碰撞檢查和施工模擬

（1）設計階段。BIM技術在設計階段主要進行計算機建模和實驗，并且對項目計劃的所有者進行全面評估，以獲得最佳結果，并有效地改善公路項目的施工進度和成本。各個部門都需要合理使用數據交換和協作平臺來解決問題。早期的模型增強功能包括改進的對不正確設計點的檢測，以及對幕墻設計的修復和改進以及機械接線和功能的更改。此外，設計師使用BIM技術可以適當地發揮其技能，并幫助建筑師更好地理解設計思想。

（2）組織階段。BIM技術在組織層面需要研究模擬施工，管理項目設計的改進，實施大型資源單位的使用以及使用能夠說明困難和現有施工方法的模型來有效解決可能出現的問題和困難。在此期間，BIM 技術與類似的程序結合使用，可以檢查碰撞、機械性能、防止材料損壞等，以解決沖突，并且選擇財務績效最佳的計劃。擴展資源并設計具有一定價值的工程模型。因此，我們需要繼續提高決策水平，仔細計算所需的材料量，正確地準備材料并制定預算。

（3）施工階段。BIM 模型在施工階段主要用于觀察并模擬組織設計，從而有助于了解使用當前施工狀態的有效過程，并使操作員能夠有效監視整個操作過程。此外，還可以檢測施工現場的現有問題并在運行之前進行有效地干預。相關的員工可以對準備好的安全計劃的某些安全功能進行建模和測試，并且可以在實施計劃開始時有效地消除潛在的安全威脅。通過遵循直接和客觀的檢測步驟，相關的操作員可以輕松完成安全建設。采取一定的安全措施，可以有效地實現預防的目標。BIM 模型可以準確反映正在實施的項目的實際狀態。當中斷操作時，我們需要正確計算項目量，并根據電源的影響和工作條件對工作進行適當的控制。另外，該模型可用于精確測量工程結構，并根據實際情況進行實際的模型建立。執行有效地虛擬構建操作可以提高準確性并避免重大錯誤。

6.3 過渡階段

在項目建設的過程中，我們有必要按照項目合同的規定對項目進行管理，以便在規定的時間內完成項目的建設。相關的管理人員需要積極組織設計檢查，了解材料的供應和設備維修，并評估影響整體發展的其他因素。但是由于實施檢查工作非常復雜，所以其實施效率低。然而，BIM技術可以有效地解決現有的管理問題。建設公司結合建設項目的實際需求，以收集和組織基本信息，將這部分數據傳輸到分布數據庫中的管理器中，并且依賴于模型的組件，以獲得更準確地結果。使用BIM 技術可以對公路建設項目執行3D建模，并準確計算項目量。為了提高建模的準確性，我們建議使用視覺輔助工具開發4D 模型，并科學地應用施工設施和材料。例如，在一個醫院建設項目中，建筑行業在設計外墻和使用干墻方法時使用了技術來構建垂直彎曲的墻簾模型。這就像一個三維視圖，可以充分展示此業務流程。與傳統方法相比，其操作相對比較簡單，可減少工期20天。

6.4 造價管理

造價管理的主要目標是提高項目效率和適當的投資管理。使用BIM技術進行優化，可以提高管理技能。

①構建模型。軟件轉換器可以快速接收三維信息。換句話說，我們可以可以快速了解整個項目的結構，以及每個項目的范圍，包括可視模型中的各種組件和屬性信息等。②改進模型。一方面，我們可以使用模型改善成本管理，并制定其他科學管理目標。另一方面，我們還可以評估模型是否可以滿足所有者的功能要求等。③對模型數據進行有效地監測與調整。嚴格管理建設項目的計劃變更，及時進行信息變更。④明確項目管理的造價。一方面，其可以快速解釋了建設成本，監控整個項目的整體發展，更有效地實現項目成本管理的目標。另一方面，BIM模型還可以用于逐步生成有關項目成本的信息，及時準確地計算建筑成本，了解成本管理以及公路建設的項目流程。⑤構建數據庫，對項目信息實現及時地共享。BIM 模型提供了來自服務工具的數據，這些工具可以更有效地交換項目信息，有效滿足相關人員的信息需求。

7 結束語

本文首先對BIM 技術概要及應用現狀進行了分析，然后從可視性、模擬性、協調性以及優化性等方面對BIM技術特點進行了分析，接著對BIM 技術在公路工程項目管理中的應用模型進行了分析，最后從BIM技術在公路工程建設前期的應用、BIM技術在公路工程安全管理中的應用、BIM 技術在公路工程成本管理中的應用以及BIM技術在公路工程進度管理中的應用等方面對BIM技術在公路工程項目管理中的應用進行了分析。