BIM技術及智慧物聯技術在土木綜合訓練中心中的應用
——以云南經濟管理學院為例

文/張耀影，徐娟，劉偉迪，劉興輝，荊帥

過去十年間，BIM技術在可視化設計、信息整合等領域不斷突破，并獲得了社會各界的廣泛應用。與此同時，物聯網也實現了更高效的資源和資產管理，有效降低了資源浪費帶來的成本損耗。基于此，國內高校也通過連接、物物聯動以及平臺集成等方式進一步完善了智能教學體系。隨著BIM技術及智慧物聯技術與土木綜合訓練中心智能化的深入結合，各高校實訓中心的使用率顯著提高。

一、BIM技術的研究現狀

（一）國外BIM技術的研究現狀

隨著BIM技術的迅速發展，國外大多數國家陸續制定了BIM發展標準，民眾對BIM技術的認識也進一步加深。以美國為例，其是較早啟動建筑業信息化研究的國家之一，且在BIM技術方面的研究與應用都處于世界前列。當前，美國擁有大量的BIM相關協會，而且大部分建筑項目都會使用到多種多樣的BIM技術，可見BIM技術的價值已經得到美國社會的普遍認可。BIM技術在日本也獲得了較好的發展前景，并得以在大眾中普及應用，不少建筑企業在BIM技術的研究和應用上已趨于成熟。

（二）國內BIM技術的研究現狀

自1970年BIM概念被提出以來，我國對BIM技術的研究已初具規模。在此期間，國內眾多學者和建筑行業的資深人士對BIM技術進行了大量的研究和試驗，有效推動了BIM技術的更新換代和進一步推廣。截至目前，BIM技術在國內的應用仍主要側重于施工階段，當前的研究處于以模型為基礎的協同和以網絡為基礎的集成階段。由于實踐經驗不足，現有研究對BIM技術的應用障礙進行的總結仍不夠全面、系統。因此，為加快實現BIM技術本土化，相關研究人員還需要結合國外經驗和中國特色，進一步完善BIM標準體制，力爭解決管理上的障礙，從而完成項目的集成化，持續推進建筑行業向信息化、技術化方向發展。

二、BIM技術在土木實訓中的應用

BIM技術在土木實訓階段的應用主要體現在，借助三維模型達到有效協同和虛擬施工的效果、直觀展示實訓方案的實現路徑、促進安全工作的有效開展、提高施工質量等方面。例如，學生可以借助BIM技術來構建或維護建筑模型、分析實訓場地，并在此基礎上合理確定當前實訓項目最理想的場地規劃、交通流線組織關系、實訓布局等關鍵決策。在BIM技術可視、協調、模擬化特征的幫助下，學生可以科學地解決土木綜合訓練中心諸如電梯井布置、地下排水布置與其他設計布置的協調等實際問題，進而實現實訓施工資源的最大化利用。

以云南經濟管理學院為例，該校的土木綜合訓練中心不僅設立了BIM專業教室，同時還配備了建筑識圖、建筑構造、建筑模型制作、BIM項目協同設計、BIM三維算量等系列課程。參與實訓的土木專業學生可利用BIM技術優化性、可出圖性優勢，對建筑物進行可視化展示、協調、模擬、優化等處理，并在此基礎上完成各專業圖紙的深化以及工程表達的詳細補充。此外，BIM技術還有利于改善實訓項目生命周期的性能表現和信息整合，預防和降低工程實訓的風險；BIM軟件提供的參數建模、工程數據再利用等功能，可以將設計信息完整地保留于建筑模型中以供各階段使用，進而提高設計人員的效率和質量；BIM技術還能幫助實訓學生對建筑開展智能化設計，在相關軟件的支持下，實訓學生可以提前分析和驗證建筑的智慧性能，如聲、光、熱等自然環境，以及自然熱源、室內溫度分布情況和使用舒適度等信息，進而有針對性地整合智慧建筑的運維架構；BIM技術的數字化有助于提高土木綜合訓練中心的培訓效率以及自動化水平，同時協助管理人員更好地管理實訓設施等資源、記錄教室使用情況、處理各種臨時需求，從而確保設施及空間資源的最大化利用。

三、智慧物聯技術及應用要點

（一）智慧物聯技術與實訓場地的運營管理

智慧物聯技術可以通過傳感網和局域網對各種機械、材料、建筑進行系統處理，并且能夠控制和同步監控土木綜合訓練中心各分項實訓的過程，全面保障實訓質量。與此同時，智慧物聯技術幾乎覆蓋了整個土木綜合訓練中心的管控系統、網絡傳輸以及智能應用等各個環節，因而可以精準定位各類資源和實訓設施，智能化調控現場環境，從而實現土木綜合訓練中心的系統化、智能化管理，并有效提高了實訓效率和質量。

考慮到土木綜合訓練中心不僅僅是為了開展實訓課程和辦公而設立的，所以其也應當遵循為使用人群提供更加舒適的使用環境的原則。基于智慧物聯技術的智慧運維管控平臺無疑為實訓場所提供了更加科學、便捷的服務體系。因此，在滿足中心建設總設計需求的前提下，校方借助智慧物聯技術可進一步強化實訓場所的光電、建筑、售賣、快遞、教具等服務的智能化管理，并能在兼容既有設施設備的基礎上，升級硬件和軟件模塊，從而充分滿足土木綜合訓練中心人員在適配度等方面的需求。

（二）智慧物聯技術與實踐類項目的綜合應用

隨著信息時代的不斷深入，大學生群體對智慧物聯的使用需求急劇增長，因此，加強智慧物聯技術與實踐類項目的融合越發合理。以云南經濟管理學院工程學院為例，其土木綜合訓練中心在設立之初就為智慧物聯與傳統工程專業教學的融合提供了充足的條件。在該訓練中心，學生不僅可以通過智慧物聯平臺參與線上網絡教學課程的學習，查詢并使用教學課件等資源；還能在實訓過程中自主探索更好的解決方案，科學采集相關施工信息并實時上傳。

四、BIM技術與智慧物聯技術對土木綜合訓練中心的積極作用

（一）提高土木綜合訓練中心的節能性

節能減排是貫徹和落實科學發展觀的關鍵舉措，也是建設智能化資源節約型土木綜合訓練中心的必由之路。通過智慧物聯平臺，云南經濟管理學院土木綜合訓練中心實現了物物聯動、智能化識別和管理、可靠傳遞和智能處理等功能。例如，校方在土木綜合訓練中心的各節點均安裝了傳感器，管理人員可以隨時隨地地在電腦、手機等終端上控制光電開關。另外，校方還將實訓教具、材料同智慧物聯平臺建立聯系，并完善了智能節能系統。自此，無線傳感器將實時監控光電消耗情況，并按時向土木中心基站發送信號，以便管理人員視情況控制電源。校方還為土木綜合訓練中心安裝了人體感應燈和太陽能燈，并在電梯裝置中加裝變頻器，從而進一步增強該訓練中心的節能性，杜絕人為浪費等不良行為。

（二）規范土木綜合訓練中心的參觀流程

土木綜合訓練中心是能夠突顯云南經濟管理學院智能教學實踐特色的典型代表。在BIM技術與智慧物聯技術的共同支持下，校內外的老師、學生，以及企業人員可以提前在線上提交參觀申請，這極大地提高了來訪人員的便利性。參觀后，來訪人員同樣可以在線上提出改善建議，與其他來訪人員交流學習。此外，校方還為該中心引入了人臉識別系統、智能光電溫度等調試模塊，以及其他相關智能軟件與設備，這些都極大地規范了該中心的參觀流程，豐富了來訪者的參觀體驗。

（三）加強土木綜合訓練中心的安全管理

現階段，各高校為切實提高學生的實踐創新能力和學習積極性，陸續設立了開放式實訓中心，此時，完善的安全管理方案無疑成為這些實訓中心有序運營的保障。為此，云南經濟管理學院在土木綜合訓練中心的出入口設置了射頻識別和監控報警裝置，以管控人員和車輛的出入，以及工作人員的考勤。在重要區域，校方還設有身份識別和安防系統。除此之外，校方還在塔吊、電梯、腳手架等機械設備中嵌入感應器，以采集并傳輸參數變化情況。通過對BIM技術與智慧物聯技術的綜合應用，校方實現了人員和機械的聯絡管理，以及對站點所有人員的實時跟蹤。在未來的實訓課程中，這些功能將全方位、實時地保障相關人員的安全。

五、結語

當前，BIM技術與智慧物聯技術在我國的發展前景良好，但此二者在高校綜合實訓中心中的應用仍有待進一步加強和推廣。基于此，本文圍繞BIM技術和智慧物聯技術在云南經濟管理學院土木綜合訓練中心中的實際應用展開分析，并詳細闡述了這兩項技術在促進提高實訓效率與質量，實現土木綜合訓練中心系統化、智能化管理等方面的積極作用，以期為BIM技術和智慧物聯技術在國內高校實訓中心等領域的綜合應用提供一定參考。