关键词：BIM；GIS；高速公路建设；项目管理
1.研究背景
近年来，在国家“推进智慧交通发展行动计划（2017-2020）”相关政策的强力助推下，建筑信息模型、地理信息系统技术在全国高速公路建设项目中的应用成为新的趋势，BIM技术以其特有的可视化、协调性、模拟性、优化性等特征，可以快捷高效的实现工程质量、进度、成本的综合管理，在项目精细化管理中发挥着至关重要的作用。GIS技术采集、管理、分析和输出地理信息与空间数据的功能，以分析模型为驱动实现空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息，为高速公路全线的宏观管理提供技术支撑。高速公路建设工程所具有的路线跨度长、区域范围广、施工工点复杂多样等特点决定了单独应用BIM或GIS技术推进交通行业信息化管理具有局限性。结合两种技术自身的特点，研究分析BIM+GIS技术在高速公路建设过程管理中的应用方法，提供一种全新的数字化、可视化、精准化的管理工具，助力高速公路传统微观管理方式向现代化、智能化、宏观化管理方式迈进。鉴于此，本文就BIM+GIS融合技术，在高速公路建设过程中的应用方法展开研究。
2.征地拆迁管理
高速公路征地拆迁项目具有拆迁工作面分布广、拆迁工作困难等特点，是影响高速公路建设进程的主要环节，应用BIM+GIS对征地拆迁工作进行科学化、可视化的管理，是提升高速公路建设智能化管理水平的第一步。
应用无人机航拍建立正射影模型，并将图层数据导入到GIS平台建立高速公路GIS模型，结合征地拆迁红线范围及征拆任务分解情况，将相关的征拆划分区域在GIS模型上进行描绘圈定，实际征拆过程中由征拆单位对征拆进度情况进行汇总上报。结合地面附着物分类（农田、水田、山地、林地、宅基地、工业用地、公共用地等）情况，按照不同的征拆进度分类（可以不同颜色区分），用不同的图例符号，在一张图上对征拆区域的拆迁进度进行标注。可对现场照片、影像资料可以进行上传与GIS模型叠加，实现征地拆迁的建筑的可定位化、可视化。通过现场图像及无人机航拍数据的更新，利用分屏加载等技术，在一张图上加载两个不同时间版本的征拆区域倾斜摄影数据，通过卷帘展示等手段，实现同一征拆区域不同时间版本的三维数据对比。建设单位即通过平台实现对全线征拆进度及附着物分类征拆进度及征拆难点进行可视化查看，辅助管理者做出精准决策，保障拆迁工作顺利开展。
3.人员设备管理
人员管理是高速公路建设管理中的核心，目前高速公路建设管理单位在建设相关人员、设备控制方面缺乏有效手段。通过移动终端和GPS定位设备，获取监理人员、运输车辆空间坐标，将坐标信息在GIS模型上进行匹配，以不同的颜色和标识显示人员、运输车辆的位置，并按照管理要求设置电子围栏功能，当监理人员及运输车辆超出设定界限后，进行报警提示，同时对车辆的行驶轨迹进行记录，可进行轨迹的回溯。
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将人员设备信息与空间标注相关联，包含人员的姓名、单位、联系方式、上岗资格情况、在职情况、工程主要负责内容、考勤情况，工程机械、设备、仪器基本信息、合格情况、主要涉及施工设备的类型、规格、型号、驾驶人员、仪器检测合格情况信息，实现项目参建人员、机械设备等相关信息的统筹管理。
4.风险管理
高速公路建设项目由路基路面工程、桥梁隧道工程等主要施工单元组成，其中桥梁及隧道工程施工难度较高，在施工过程中，可能由于设施工技术方案、组织措施等因素造成风险事故的发生并产生经济损失。项目管理者安排施工安全员对事故隐患进行排查识别，记录风险点位置及风险信息情况，将风险点坐标数据及属性信息与GIS+BIM模型相关联，在GIS模型上对风险位置信息进行标注，展示全线风险源分布情况。结合BIM模型关联风险信息，对风险进行分析与评价，通过采集数据、数据分析、预警等一系列过程，达到安全预警的作用，减小事故发生的可能性。当事故隐患发生时，系统能够及时、准确的将事故信息位置、属性等内容推送给管理者，辅助管理者做出相关决策，以此降低风险发生概率，减小项目风险损失，节约工程建设成本。
5.质量管理
高速公路工程对质量有着严格的技术要求，只有严把工程结构质量，才能保障高速公路发挥应有的作用。应用物联网技术接入张拉压浆、拌合站动态监测、试验检测等质量监控数据，结合GIS空间定位对质量监控点在GIS模型上进行标注，在GIS模型上实时展示质量监控环节数据，管理者通过查看GIS模型就实现施工质量远程监控和管理，可控制全线分部分项工程的质量。通过监理人员上传质量报验信息，将构建质量信息与BIM模型关联，实现构件质量信息可追溯。BIM+GIS在质量管理中的应用做到了施工构建质量事前控制，事后问题追溯，确保工程构建结构质量。
6.安全管理
工程项目建设安全的保障，通过在重要施工节点布设智能传感器监测大型施工机械设备的运行状态，将设备位置信息在GIS模型上进行标注显示，对动态监测数据进行智能分析，通过设置监测数据预警阈值实现安全状态实时预警，结合GIS模型以不用的颜色表示设备的使用情况及运行状态的变化，自动统计全线施工安全的信息状况。通过采集数据、数据分析、预警等一系列过程，达到安全预警的作用，减小施工过程中安全事故发生的可能性。
7.进度管理
运用BIM建模技术，构建高速公路三维可视化BIM模型，将构建进度信息与BIM模型关联，结合施工方案、报验、审核、整改等流程，对高速公路施工时的质可视化三维进度展示与虚拟化施工模拟，做到分部分项工程工序级的进度控制。将构件的状态可以分成未开始、施工中、已完成多个状态，并以不同颜色进行标注，通过BIM模型展示不同阶段的工程进度信息，实现施工过程要素的进度演绎，同时应用空间大GIS将时间维度信息叠加至BIM模型中，实现施工计划与施工进度的对比，实现协同作业，施工单位、监理单位、管理单位都能对工程实施中的各种情况、问题进行及时了解，做到施工进度的主动控制。
结语
BIM+GIS融合技术在高速公路建设管理中的应用，改变了传统的高速公路建设项目管理模式，保障了高速公路工程品质。未来高速公路建设可将BIM+GIS技术与物联网、大数据、云计算技术进行整合，引入资产管理概念，从设计、建设、施工、运维全过程对高速公路进行智慧管理，研究基于云平台的高速公路全寿命周期资产管理平台，来增强高速公路资产智慧管理的时效性与数据准确性，协助各参与方实现对工程设计、施工及运维全寿命周期建设工程的精细化管控。
参考文献
[1]石胜华.融合BIM与GIS技术的高速公路项目动态管理平[J].中国交通信息化2017,(11).
[2]武鹏飞.GIS与BIM融合的研究进展与发展趋势[J].测绘与空间地理信息,2019,（42）.
论文作者:张聪
论文发表刊物:《科学与技术》2019年17期
论文发表时间:2020/1/15
标签：模型论文; 高速公路论文; 技术论文; 数据论文; 信息论文; 进度论文; 情况论文; 《科学与技术》2019年17期论文;