方红虎
广州航天海特系统工程有限公司 广东省广州市 510663
摘要：目前，随着信息化技术的不断发展，建筑信息模型逐渐成为各大建设工程信息化施工、管理的重要手段，交通运输部直接提出在基础设施建设方面，必须深化BIM技术的应用，为各工程项目的高效有序落实提供重要支持。基于高速公路机电工程系统复杂、设备众多、管线密集、施工难度大等诸多特点，加强BIM技术在高速公路机电工程中的应用具有重要意义。
关键词：BIM技术；高速公路；机电工程；项目管理
导言
建筑信息模型（BuildingInformationModeling，简称BIM），被认为是继CAD之后，建筑业第二次“科技革命”。BIM以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。应该说，BIM是一个3D结构化数据库，它甚至可以将数据具体到一个构件或是一种材料。通过BIM信息模型技术的应用可以避免可能导致工期延迟的各种问题，让建筑工程在其整个施工进程中明显提高效率、大幅降低风险。
1、项目管理组织机构的落实
在工程中标以后，施工单位需要对项目管理部的人员进行统一的配备，使建立起的项目管理部能保证做好本职工作，对于各项任务都能顺利完成，成为一个高效率的管理部门。对各职能人员落实到位，尤其注意关键技术岗位的人员安排，系统的安排有能力的职工，使他们各司其职发挥自己的特长，岗位责任制的健全为更优良的完成施工提供了保证。在施工开展之前加强团队建设，营造和谐的施工氛围，参与高速公路施工的各个单位内部管理和观念的不同以及施工能力的参差不齐都会使施工进程受到阻碍，应该在全体人员中开展讲大局、讲责任、讲纪律、讲实效的教育活动以便统一管理，使他们的行动服从公司的各项管理制度。制度创新可以提高项目管理水平，在严格执行各类文件的基础上可以加入适当措施来完善，例如施工上，编制各类作业指导书，都每道工序都规范到位，在成本控制、设备维护等方面提出前瞻性的计划，以项目管理各要素为基础，真正将项目管理机构的职能落实到位。
根据国家环保相关部门的规定，涉及到机电行业的项目新建、项目扩建、项目改造等建设项目属于轻污染项目，必须依据相关规章制度对其环境影响进行评价。然而，就我国目前的环境影响评价水平而言，要对机电行业的这些建设项目进行环境影响评估还存在着不小的问题。本文将对这些问题做一个粗浅的分析和探讨。
在高速公路机电行业的建设项目中，以污染源调查和工程分析为基础的环境影响评价工作是非常复杂的。导致环境影响评估实务的情况很多，如由于建设工程的一般特征没有经过完整的介绍，诸如施工的工艺流程以及出生污染的环节没有得到细致的分析，也很有可能会出现污染源的缺项等问题；由于施工项目的物料和设备等的统计缺失，或者物料的质量、设备的性能等出现介绍短缺，也会导致污染源的缺项现象出现。
2、BIM技术分析
近年来，在互联网技术的快速发展背景下，各个领域均对信息化、数字化、智能化等理念予以了极大的关注，信息化建模技术就此发展起来。BuildingInfor-mationModeling，即建筑信息模型，这一概念首次是由Autodesk公司在2002年提出，其主要是通过构建三维模型，对建筑物理、功能特性等进行数字化的表达。在工程实践中，由于三维模型中的相关信息可实时删减、编辑，因此可满足不同参建方、不同阶段（设计、施工）的实际需要，为工程作业的顺利开展提供可靠支持，如：在设计阶段，BIM可开展各专业的三维设计，共享模型数据；在施工阶段，BIM可利用三维设计模型数据展开虚拟建造；在运营阶段，BIM可开展应急救援等方案的模拟分析。BIM的主要应用方向有四维、工程量预算、冲突预测、能耗模拟、成本控制、预制件等等。
3、高速公路机电工程BIM技术的作用
机电工程是高速公路建设中的一项重要部分，其包括收费、监控、通信、供配电、照明等诸多系统的采购、安装、调试、试运行等工作，涉及到的专业多、整体复杂程度高、工程量大，机电工程施工效果直接决定了高速公路后期是否能够安全、可靠运营，在实际工程中，要求根据实际需求合理筛选BIM软件。
以成熟的BIM软件为基石，针对具体应用展开二次开发、定制，以满足机电施工的各项需求。目前，BIM技术在高速公路机电工程中的作用主要可以归纳为以下几点：
3.1干涉检测
将拟建的高速公路、桥梁、隧道以及机电设备BIM模型导入工程模拟软件，展开线缆路由检测、设备定位检测等工作，同时对相关标段设备间关系进行模拟，进一步优化机电工程施工方案，减少后期工程变更，实现资源的最优调配。
3.2指导施工
通过BIM生成高速公路机电设备的三维数据模型，以专用的浏览器，对设备模型进行分类、关联，对全路段机电系统展开三维多视角的浏览，进一步编辑各分部工程信息，将三维效果图分解为不同的二维施工图，科学指导施工作业的开展。
3.3资源管理
高速公路机电工程中，机电设备众多且型号复杂，通过BIM模型的构建，可将不同设备信息均标注完全，便于统计机电施工材料、设备的种类、数量、参数，直接提交至采购部采购。
3.4可视化展示
在高速公路机电工程施工中，通过BIM技术可构建三维模型，直观展现工程布局，对工程设计的可行性进行进一步的检验，及时发现工程隐患，保证机电工程的有序开展。
3.5偏差分析
基于BIM构建施工现场管理系统，对机电工程施工进度、资源消耗情况、成本等进行实时的、动态的对比分析，及时预警，为机电工程的有效开展提供可靠支撑。
3.6施工监控
通过BIM系统对高速公路机电工程的关键线路进行全程跟踪、监控，实时掌握施工质量、安全实践，为工程作业的管理决策提供充分依据。
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4、BIM技术在高速公路机电工程项目管理中的应用
随着高速公路机电工程总承包模式的不断推广和运用，项目的集成化管理成为必然趋势，建立以BIM为载体的项目信息系统，整合建设项目生命周期不同阶段的数据、过程和资源，可以为建设项目各参与方提供集成管理与协同工作的平台环境：在时间维度上，将项目的目标设计、可行性研究、决策、设计和计划、供应、实施控制、运行管理等综合起来，形成高效、集约的管理过程；在空间维度上，将项目管理的各项职能，如成本管理、进度管理、质量管理、合同管理、信息管理等综合起来，形成便捷、一目了然的有机整体。
4.1 BIM技术在高速公路机电工程施工准备阶段的应用
当代高速公路机电工程精巧复杂，承包模式日趋多样，施工方项目管理人员已经从单纯的图纸会审、按图施工，更多地参与到二次深化设计、设计优化的阶段。从项目管理的角度，越早介入建设项目，前期准备得越充分，将有利于降低工程运营的风险。
4.1.1各专业协同设计、图纸优化
由于二维设计的离散行为具有不可预见性，设计人员可能疏漏掉一些结构与建筑、管线与管线间位置等冲突的问题。二维图纸难以全面反映多专业构建的高速公路机电工程的全貌，利用BIM的可视化功能，可以全系统、多维度地布置、演示，进行各专业的冲突检测，为解决实际问题提供信息参考。如复杂高速公路机电工程系统形态设计中，采用BIM技术加测量仪器进行测量建模，通过对关键点进行定位，建立出与现场符合的结构模型，通过BIM中的明细表功能，得到高速公路机电工程设备基础的实际加工尺寸，从而起到模拟预安装的作用，达到高效管理的目的。
4.1.2实现施工部署的前瞻性
协调土建、电气等各专业施工、技术人员，利用BIM的可视化功能，进行支管线在空间及时间维度上的综合模拟铺装，进行节点冲突检查及关键部位、部件标示，施工方案优化；考虑高速公路机电设备安装标高及其管线等剖面尺寸，优化标高设置等空间观感效果。
4.2 BIM技术在高速公路机电工程项目管理实施阶段的应用
4.2.1 BIM技术与成本管理
传统施工过程中，经常遇到图纸更改、深化设计、现场变更等事项。利用BIM技术，可以在深化设计阶段，充分发掘施工中可能会遇到的不确定性问题，增加施工过程的可控性，减少施工中变更事项。作为建设单位，可以因此较好地控制投资；作为施工单位，能够增加成本的可控性，提升利润空间。
4.2.2 BIM技术与质量管理
在项目质量管理中，应用BIM技术建立精确的信息化模型，将模型关键点坐标与大地坐标系统一，从而得到高速公路机电设备任意构件的精确坐标，利用GPS和全站仪精确定位，能够提高放线、验线的精确度和效率，为项目质量管理提供保障。目前，项目质量管理的最小单元为检验批，通过BIM建模系统，可以明确标示每一检验批所在位置、构造、材质等质量要求，无论施工单位、建设单位、监理单位，都可以通过BIM平台调用所需参数，快速检查核实，避免质量检查中的“蜻蜓点水”、“走马观花”等现象。
4.2.3 BIM技术与进度控制
传统的进度控制，例如应用Microsoft公司出品的Project软件，输入各专业、各工序的相关时间参数，可以自动生成施工进度横道图、网络图等进度计划表，通过优化关键路线等途径，优化工期设置；通过在时标进度网络图中，按周期标示比较前锋线等方法进行进度控制。BIM技术的介入，可模拟整个高速公路机电工程施工过程，更加直观地确定关键路线、划分施工段，统筹资源调度；并且通过BIM系统，可实时监控、直观比较已完工程与拟完工程之间的时间差异，从而更加明确、有效地进行进度控制。
4.2.4 BIM技术与协调管理
在项目管理中，企业内部信息传递，企业外部与建设单位、监理单位以及政府监管部门、中介机构等沟通协调，是非常重要的工作。传统的沟通方式，更多地依赖于语言的表述能力以及各专业的图纸等手段。BIM技术的引入，通过视频短片等方式进行多方案演示，将为协调与沟通工作带来直观、生动、便捷的元素。比如，采用BIM技术进行“视频”交底，可以将复杂的施工过程逐一分解、演示，生动形象、直观易懂，激发现场工人“观看”交底的积极性，从而提升各类交底的实质意义。
4.2.5 BIM技术与精细化管理
项目管理过程中，需要生成各类以年、月、周为周期的报表，如生产计划、采购计划、进度报表等等。基于BIM的企业级基础数据系统建设，会将多个项目的海量基础数据结构化，通过云计算，实现企业级精细统计分析，从而使基础数据集成管理成为可能，实现集约化的采购、提升企业资金运营能力。
4.3 BIM技术在高速公路机电工程项目管理后评价中的应用
项目后评价，是指对已经完成的项目的目标、执行过程、效益、作用和影响进行系统的、客观的分析和总结。BIM技术在3D立体建模基础上增加了时间维度，通过与实际施工部署过程的比照，更加客观、真实地记录了施工偏差及计划变更情况，从而回顾原因，分析评价，通过直观、便捷的手段，增加了施工各阶段的评价客观性。
4.4实现工程全寿命管理
高速公路机电工程施工阶段建立并完善的ＢＩＭ模型系统完全可以应用于项目运营维护阶段的信息化管理，提供真实、完整的高速公路工程模型，为高速公路机电系统后期运营维护带来便利，为实现高速公路机电工程全寿命固期管理的数据交换和共享提供支持。完整精确的道路、设备、管线的ＢＩＭ模型，在设计阶段支持绿色分析、碰撞检测和优化方案；施工阶段可实现工程动态管理；运营阶段可实现智能管理，实现设备运行状态可视化、资源消耗和设施调配可视化等。ＢＩＭ技术在高速公路机电工程，以及高速公路规划、设计、施工、运维工程全寿命周期的全面介入，必将为未来的高速公路项目管理带来变革。
5、结束语
综上所述，基于高速公路机电工程特点与相关政策要求，BIM技术的推广应用具有重要意义，文章通过BIM+RFID机电工程信息管理模型的应用，实现了高速公路机电工程设计、设备生产、施工安装以及运维管理各个阶段的有机联系，实现了施工过程的全程跟踪，为工程施工质量、进度控制提供了可靠的数据支持，对高速公路机电工程工业化发展具有极大的推动作用，应用前景十分广阔。
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论文作者:方红虎
论文发表刊物:《防护工程》2018年第12期
论文发表时间:2018/9/30
标签：高速公路论文; 机电论文; 技术论文; 机电工程论文; 模型论文; 工程论文; 项目论文; 《防护工程》2018年第12期论文;