摘要：本文通过对新建高速公路项目全寿命周期各个阶段进行分析，获得各个阶段所需以及所产生的信息。并介绍如何在新建高速公路的全寿命周期各个阶段应用BIM进行信息管理。接着介绍BIM在信息集成方面的巨大优势，并基于BIM构建新建高速公路建设项目全寿命周期信息管理框架。
关键词：BIM，高速公路，全寿命周期信息管理
This paper analyzes the various phases of the life cycle of a new highway project and obtains the information required and generated in each phase.It also introduces how to use BIM for information management at all phases of the new highway life cycle.Then it introduces the great advantages of BIM in information integration and builds a new lifecycle management framework for expressway construction projects based on BIM.
Keywords：BIM，highway，life cycle information management
1 概述
高速公路建设设计多个过程，包括：项目前期调研、设计阶段、施工建设阶段、运营维护阶段。由于工程项目建设不仅是生成过程还是信息传递、处理和应用过程。从项目立项到项目报废，涉及多部门、多环节、多专业、多渠道，工程信息量大、来源广。高速公路建设过程中极度依赖信息，信息是项目投资建设的依据，是整个工程项目组织的核心。如何提高高速公路建设项目建设过程的信息化管理与利用是亟待解决的问题。
2 BIM及全寿命周期信息管理
2.1 BIM
建筑信息模型（Building Information Model），即BIM，是由有“BIM之父”的美国扎克 伊士曼教授首先提出。关于BIM的定义各国及各个研究机构有不同的定义，归结起来可以有几个特点：1）BIM是一个数据模型；2）BIM包含的信息不仅有项目本身的几何结构，还包括物理特性、功能特性以及相关的全寿命周期各类信息；3）BIM包含的各类信息之间的相互关联，可以进行预算，强调对数字化的要求[3]。
2.2 全寿命周期信息管理
对于交通基础设施而言，就是项目决策，设计，具体施工，运营管理直至弃用的全过程。从对项目的目标管理角度来看，全项目周期的理念集成了项目的投资管理、进度管理、质量管理、合同管理、风险管理、环境管理、信息管理等几大目标，对项目进行全面的计划和控制。全寿命周期信息即为全项目周期内的信息，包含决策信息、项目设计信息、项目施工的细节信息、运营管理信息等。全寿命周期信息具有下述几个特点：1）信息量大；2）信息类型多；3）信息来源广；4）信息处于动态变化[4]。
2.3 高速公路项目全寿命周期的信息分析及BIM应用
高速公路建设项目在各个阶段参与方及主要目标皆不相同，因此各个阶段产生和需要的信息均不相同，而各个阶段的信息共享又是不可或缺的，项目决策阶段信息对于设计阶段而言是必须的，而设计阶段的信息对于施工运营又是必须的。所以在对构建基于BIM的信息管理框架前需要对建设项目的各个阶段信息进行分析[6]。
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3. 决策规划阶段
高速公路规划应当科学合理，特别是在当前用地限制的情况下。决策规划阶段主要涉及的信息包括：交通流量信息、地质资料、高速公路几何特征、文化保护、生态环境信息以及地区经济发展水平。
将BIM技术运用至高速公路项目决策规划中，构建项目的初期三维模型，展现项目区域丰富的数据信息。构建的三维模型，帮助业主确定合适的路线选择。
3.1 设计阶段
设计阶段不同于决策规划阶段，对于设计的要求更加细致，设计要真正能指导施工。高速公路设计涉及多个专业：路线设计、路面设计、路基设计、桥梁设计、隧道设计以及通信设计等，每一个分项设计又涉及许多方面，所以设计阶段会产生大量的信息，并有多个专业人员涉及其中。设计信息不仅包括高速公路实体的基本对象的结构尺寸、空间关系、外观表现，还包括实体的物理特性。
3.2 施工阶段
基于BIM技术的施工阶段与传统利用二维设计图纸的施工阶段有巨大差别，BIM技术可以直观的表现施工的每一个过程，这样对于施工难度大，技术复杂部位的施工带来了便利。施工阶段的的基本信息可以直接从设计阶段的信息模型中提取，再从进度、质量、资源等方面进行信息扩展，逐步完善施工阶段的信息模型。利用BIM技术施工还可以在施工前对施工状况进行模拟，确保施工的可靠性，避免资源浪费。
4 基于BIM的高速公路全寿命周期信息管理模型
本文前文主要对高速公路建设项目的全寿命周期各个阶段的信息需求进行分析。全寿命周期信息管理其核心即为信息集成管理。基于BIM技术的高速公路项目建设可以很好的解决信息集成管理问题[2]。
基于BIM的全寿命周期信息管理模型框架，分为三个部分，分别是数据层、模型层和功能层组成。数据层是一个 BIM 数据库，它是信息管理框架的基础[8]。BIM 数据库相当于一个信息存储平台，保证不同BIM 应用之间的信息共享、提取、关联及扩展。通过数据层，可避免建设信息的重复输入，减少不必要的人力和财力的投入，以提高信息使用效率，节约工期和成本。模型层是承载信息的载体，它在基于BIM 的高速公路项目全寿命周期信息管理框架中起到了核心作用，因为其针对功能模块层不同的 BIM 应用需求，从数据层获取信息，产生相应的子信息模型。在这个过程中，充分发挥了 BIM 的关联修改、一致性、协同工作等特点，真正实现了 BIM 在全寿命周期各个阶段的集成应用。功能模块层是由 BIM 在项目管理中的应用构成，这些管理功能模块会自动将分析结果反馈给相应的专业人员，由专业人员将信息数据存储到BIM 数据库中，以方便后续阶段、和参与方使用，提高信息的利用率，使项目效益最大化。
5 结论
将BIM技术融入到高速公路建设项目中，极大的发挥BIM技术在项目全寿命周期信息管理的优势。本文通过对新建高速公路建设项目从前期规划、设计、施工再到运营维护各个阶段的信息分析以及如何将BIM技术应用至各个阶段的方法进行介绍。而且参考BIM应用于建筑行业的信息管理框架，构建了基于BIM的新建高速公路全寿命周期信息管理框架模型，有利于对建设项目的全寿命周期信息的管理。本文是建立在文献综述法的基础上形成，目前基于BIM的全寿命周期信息管理没有直接应用于新建高速公路项目，在可行性方面参考建筑行业的经验。这可能是下一步需要关注的研究领域。
参考文献：
[1]李明.高速公路全寿命周期建设与养护管理一体化研究[D].长安大学，2013.
[2]李永奎.建设工程生命周期信息管理（BLM）的理论与实现方法研究——组织、过程、信息与系统集成[D].同济大学，2007.
论文作者:马国祥,张开荣,李慧亭,马龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/15
标签：信息论文; 阶段论文; 周期论文; 信息管理论文; 寿命论文; 高速公路论文; 项目论文; 《基层建设》2018年第34期论文;