BIM在高速公路工程項目管理中的運用研究

摘 要：本文結合黃茅海跨海通道項目，深入研究BIM技術在高速公路項目管理中的具體應用，包括在信息化系統建設、數字工地管理、各業務模塊中的應用，隨后分析其對項目管理的價值，如提升管理效率、增強質量控制、保障安全施工等，旨在為高速公路工程項目管理中BIM技術的有效運用提供全面的理論支持和實踐參考。

關鍵詞：BIM技術 數字工地管理 運用價值

隨著交通基礎設施建設的快速發展，高速公路項目的規模和復雜度不斷增加，傳統的項目管理模式面臨著諸多挑戰。在此背景下，BIM（建筑信息模型）技術作為一種數字化創新工具，為高速公路項目管理帶來了新的契機。黃茅海跨海通道項目作為一項具有重要戰略意義的大型交通工程，其建設過程中的管理難度不言而喻。本文聚焦于該項目，旨在深入探索 BIM 技術在高速公路項目管理中的全方位應用路徑，涵蓋從信息化系統構建到數字工地精細化管理以及各關鍵業務模塊的滲透等多個層面。通過對其實際應用情況的詳細剖析，深入挖掘 BIM 技術在提升項目管理效率、強化質量管控力度以及保障施工安全等方面所蘊含的巨大價值。期望借此研究，能夠為 BIM 技術在高速公路工程項目管理領域的廣泛且高效應用提供堅實的理論支撐框架和具有實際操作性的實踐經驗借鑒，推動整個高速公路建設行業的數字化管理進程邁向新的臺階。

1 工程概況

黃茅海跨海通道起于珠海市高欄港經濟區平沙鎮，向西跨越崖門口黃茅海水域，終于江門臺山市斗山鎮，路線全長約31km，其中海域段長度約14km，跨海段設置高欄港大橋和黃茅海大橋兩座主橋。

數字工地的實質是基于工地物聯網的現場可視化管理，通過智能終端和各類傳感器實時采集、匯總和分析各項信息數據，解決施工管理單位遠程監管難，監督不落地等困境。項目方案整體架構可以分為四個層次，即感知層、傳輸層、應用層和平臺，如圖1所示。黃茅海跨海通道數字工地平臺提供統一數據接口，抓取工地物聯網數據。施工單位應按要求將梁場生產管理信息系統、鋼結構制管理系統、施工監控系統等外部系統接入數字工地平臺，實時監控工地中人員、設備、物料、環境的情況，及時識別和發現施工過程中的風險。

2 BIM在高速公路工程項目管理中的應用

2.1 信息化系統建設

黃茅海跨海通道項目中的信息化系統基于BIM技術構建，涵蓋項目管理平臺、計量支付系統、質量管理系統、電子檔案系統、數字工地平臺、遠程指揮平臺等多個模塊。各土建單位作為重要建設方與實施方，一方面，參與編制信息化總體規劃、技術標準和管理制度，結合自身施工經驗和項目實際需求，為系統的科學性和實用性提供建議。另一方面，制定本單位的信息化建設實施方案，明確工作流程和目標，確保信息化系統在本標段的有效落地。實際實施過程中土建單位負責組織實施信息化系統的各項功能，包括硬件設備的安裝調試、軟件系統的應用培訓以及數據的采集和錄入等工作，同時要確保所提供的數據真實、準確、完整，及時向管理中心反饋系統運行中出現的問題，并配合進行系統的優化和升級，推動工程數字化建造和信息化管理。

2.2 數字工地管理中的BIM應用

2.2.1 整體架構與數據接口

數字工地基于工地物聯網實現現場可視化管理，其整體架構包括感知層、傳輸層、應用層和平臺。感知層通過各類傳感器（如監控攝像頭、應變傳感器、溫度傳感器等）實時采集施工現場的人員、設備、物料和環境信息，這些數據通過傳輸層（網絡專線、無線路由、通信基站等）傳輸至應用層。黃茅海跨海通道數字工地平臺提供統一數據接口，抓取工地物聯網數據。施工單位將梁場生產管理信息系統、鋼結構制造管理系統、施工監控系統等外部系統接入數字工地平臺，集成、共享數據，實時監控人員、設備、物料、環境情況，識別施工風險。

2.2.2 各子系統的BIM應用

混凝土拌合站：建設混凝土智能拌合站，利用BIM技術模擬優化混凝土拌合站的設備布局、場地規劃，合理安排原材料堆放區、攪拌區和運輸通道等區域，提高拌合站的生產效率和資源利用率。根據工程進度需求，通過BIM模型預測混凝土需求量，提前規劃原材料采購和運輸計劃。安裝傳感器實時監控混凝土配合比、濕度、溫度、拌合原材料用量等信息，并將生產數據接入數字工地平臺，實現全線混凝土攪拌站統一監控管理，項目管理人員可在項目管理平臺上實時查看拌合站的生產情況，如混凝土生產進度、原材料消耗情況等，與設計要求對比分析，及時調整生產參數，確保混凝土質量符合標準。

門禁系統：建立智能門禁系統，門禁系統與BIM模型集成，支持工卡、人臉、手機智能識別等多種識別方式，可根據施工區域的劃分和人員的工作職責，為不同人員設置相應的門禁權限，并接入數字工地平臺實現人員進出權限遠程控制，實時推送門禁人員和出入信息，門禁系統可采集的人員進出數據實時傳輸至BIM模型，實現人員信息的自動化管理。數字工地平臺可對人員的出勤情況、工時統計、進出區域頻率等數據進行分析，為項目人力資源管理提供數據支持。

特種設備：為特種設備（如船舶、龍門吊、架橋機等）安裝滿足標準的定位設備，并提交位置數據到數字工地平臺，同時開發運行狀態監控看板接入數字工地平臺，開發特種設備運行狀態監控看板，采用 B/S 架構接入數字工地平臺，對特種設備的運行參數（如起重量、運行速度、工作幅度等）進行實時監測。當設備運行狀態出現異常時，數字工地及時發出預警信息，提醒管理人員采取措施，保障特種設備安全運行，并利用BIM模型建立特種設備的維護管理檔案，記錄設備的維護保養記錄、維修歷史和零部件更換情況等信息，分析設備運行數據，預測設備的維護需求，提前制定維護計劃，減少設備故障停機時間。

工地試驗室：工地試驗室采用自動化試驗設備，并通過信息化技術實現試驗數據的自動采集、傳輸、計算和出圖。試驗數據實時傳輸至BIM模型，與試驗項目和試件信息相關聯，實現試驗數據的集中管理，通過微柏接入數字工地系統監控全線試驗室。項目管理人員可在數字工地平臺上隨時查看試驗結果。

視頻監控：建立視頻監控系統，采用海康威視螢石云平臺管理，接入數字工地平臺，結合在施工現場關鍵部位設置監控攝像頭，實現對施工現場的全方位、全天候可視化監控。視頻監控數據與 BIM 模型集成，項目管理人員可在數字工地平臺上實時查看施工現場的實際情況，如施工進度、施工工藝執行情況、安全防護措施落實情況等，及時發現問題并進行處理。在遠程指揮平臺上，結合BIM模型和視頻監控數據，項目管理人員可對施工現場進行遠程指揮調度。當發生突發事件時，能夠迅速了解現場情況，制定應急處置方案，并通過視頻監控系統實時監控應急處置過程，確保事件得到及時、有效的處理。

3 BIM應用中的組織架構與工作機制

3.1 土建單位的組織架構

土建單位建立“四落實”的BIM及信息化工作組織架構，項目經理或常務副經理全面負責，下設BIM及信息化工作小組和編碼協調小組。工作小組組長由項目經理或常務副經理擔任，副組長由項目副經理或總工擔任，成員包括BIM及二維進度圖專員、信息化專員、無人機專員、檔案管理專員、信息指揮中心輪值人員等。編碼協調小組組長由BIM及信息化工作小組副組長擔任，成員包括分部分項工程（WBS）管理專員和工程量清單管理專員。

3.2 人員職責與分工

3.2.1 BIM及信息化工作小組職責

組長負責工作開展、監督和資源調配；副組長統籌各項工作，對接業主BIM信息中心并參與匯報；BIM及二維進度圖專員負責模型創建和應用；信息化專員負責平臺建設和推廣實施；無人機專員負責航拍視頻工作；檔案管理專員負責推行無紙化辦公；信息指揮中心輪值人員負責 24 小時輪值。

3.2.2 編碼協調小組職責

組長負責編碼拆解、映射和維護；分部分項工程（WBS）管理專員和工程量清單管理專員分別負責相關編碼工作的協同配合。

3.3 工作聯系機制

3.3.1 三級管理架構

項目實行管理中心—BIM信息中心—土建單位三級管理架構，各級明確總體聯系人、電子檔案聯系人及各標段聯系人等管理人員，通過定期召開工作例會、專題會議和建立信息溝通平臺等方式，及時傳遞和共享信息。土建單位向監理、BIM信息中心和管理中心提交BIM及信息化應用的過程材料和成果材料，報監理、BIM信息中心和管理中心審批，包括實施大綱、進度模型、編碼映射表等，確保工作的規范性和質量。各單位之間通過工作聯系單、郵件、電話等方式進行日常溝通，及時解決工作中出現的問題。

3.3.2 工作匯報與例會制度

土建單位按要求提交BIM及信息化工作的周報和月報，詳細匯報工作進展、技術應用情況、存在問題及解決方案等內容。項目定期召開BIM及信息化工作周例會，各土建單位BIM及信息化工作小組副組長參加會議。會議上，各單位匯報工作進展和成果，共同討論解決工作中遇到的問題，對下一階段工作進行安排和部署。項目通過周報、月報和工作例會制度，實現了項目管理的常態化和動態化，及時總結經驗教訓，調整工作策略，確保項目目標的順利實現。

3.4 考核監督機制

3.4.1 考核方式與指標

管理中心制定全面的BIM及信息化考核指標體系，包括資源配置、工作基礎準備、BIM技術應用情況、項目管理平臺應用、數字工地建設與接入、標段信息指揮中心建設與接入以及獎項、論文、軟著、專利的取得情況等。考核方式采取信息化工作巡視檢查與全線普查相結合、后臺與現場相結合的方式，確保考核結果的客觀公正。

3.4.2 考核結果應用

考核結果與獎懲措施掛鉤，對考核結果較好的單位給予合同獎勵，激勵其繼續保持，進一步提升BIM應用水平；對考核結果較差的單位進行全線通報批評，并要求其限期整改。同時，施工單位信息化費用的 20% 由管理中心統一掌握使用，用于BIM技術研究、培訓、交流、指導、檢查和獎勵等工作，若施工單位未完成工作內容或成果不合格，管理中心將另行委托第三方，費用從本項扣除。

4 BIM在高速公路工程項目管理中的應用價值

4.1 提升管理效率

BIM技術實現了高速公路項目全生命周期信息的集成管理，將設計、施工、運營等各階段的數據整合在三維信息模型中。各參建單位可通過網絡平臺實時共享和更新項目信息，項目管理人員、設計師、施工人員等可以在同一平臺上進行實時交互，共同對項目方案進行討論、修改和優化，施工過程中遇到問題時各方能夠迅速協調解決，提高工作效率，避免信息孤島、重復錄入問題，提高了信息傳遞的準確性、及時性。

4.2 增強質量控制

利用BIM技術可以對高速公路施工過程進行模擬，可提前發現施工中可能出現的質量問題。施工過程中將質量檢測數據與BIM模型中的構件信息關聯，可以實現質量問題的快速定位和追溯。一旦發現質量問題，管理人員可以通過平臺迅速找到問題所在的構件、施工時間和責任人，便于及時采取措施進行整改。同時，統計分析質量檢測數據，建立質量趨勢圖，可及時發現質量波動情況，采取預防措施。

4.3 保障安全施工

BIM模型結合施工現場的實時數據，可以實時識別和預警施工過程中的安全風險。分析施工現場的人員分布、環境等因素，識別潛在的安全風險，并提前制定相應的防范措施。利用BIM模型的可視化特性，可為施工人員提供更加直觀、生動的安全培訓資料，模擬施工現場的安全事故場景，讓施工人員更加深刻地認識到安全事故的危害和后果，增強安全意識、自我保護能力。同時，結合BIM模型對施工現場的安全設施布置、安全操作規程等進行講解，可以使施工人員更加清楚地了解施工現場的安全要求。

5 結論

高速公路工程項目管理中應用BIM技術能夠提升管理效率、增強質量控制、保障安全施工。本文通過在黃茅海跨海通道項目中的實踐，可以看到BIM在信息化系統建設、數字工地管理、組織架構與人員配置、工作聯系與考核監督等方面發揮了重要作用，可以進一步推動BIM技術在高速公路工程項目管理中的廣泛應用，實現高速公路建設項目的高質量、高效益發展。未來隨著技術的不斷進步和應用經驗的積累，BIM 技術有望在高速公路工程領域發揮更大的價值，為交通基礎設施建設提供有力支持。

參考文獻：

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