BIM技术在高速公路机电工程项目管理中的应用

北京瑞拓电子技术发展有限公司 解海波

高速公路机电工程是十分重要的环节，通过构建完善的机电工程，能确保各项建设工作的高效开展，提高机电工程的工作效率。BIM技术是在信息化发展背景下所诞生的一种现代化的信息管理系统，该工作系统主要是基于项目工程分类信息，构建三维建筑模型，并在模型构建过程中，将项目的各项信息涵盖了规划、设计、施工、后期服务等全部内容融入其中，为施工管理人员提供一个良好的操作平台、管理平台。同时在BIM技术体系当中还可应用数字化的信息模拟建模技术，保证了机电工程建设的协同性，同时也能对数据进行动态性的分析，及时地掌握工程各个阶段的详细信息，使工程人员能建立相对准确的工程数据模型，实现对项目工程针对性的管控。

1 在高速公路机电工程项目管理中应用的特点

1.1 BIM技术的原理

BIM技术被称为building Information modeling，是在现代信息技术应用背景之下所诞生的一种3D结构化的数据库，通过将该项技术应用到工程领域，可有效避免工程因为延期所造成的各种经济管理方面的问题，从而能保证整个项目工程在建设过程中施工流程更加明确，管理更加科学，以此来提高施工效率，大幅度地降低工程的建设风险[1]。BIM技术是一种现代化的工程信息管理手段，能在项目工程建设的各个环节有效应用。从项目工程的设计到现场施工作业以及各个施工环节之间的有效协调，运营管理等各个方面利用3D模型创建形式，通过将工程建设和数据库有效录入到模型当中，从而能真实的还原和模拟施工现场的实际情况，并能对项目工程建设过程中的实际方案做出动态化的优化，对关键环节进行数据信息的修改，科学合理保障设计方案的合理性。

1.2 系统具有较强的仿真功能

BIM技术的一个显著特征是具备较强的仿真模拟功能，能实现工程各个阶段的现场模拟，通过将工程各个阶段的数据输入到模拟系统当中，不但能对各项数据进行针对性的分析，保证各项数据的科学合理，还能为整个项目工程的规划设计建造管理提供强大的数据支撑。如进行工程模拟处理过程中，通过将3D和时间轴有效结合形成4D模型，能对工程设计阶段的可行性进行全面、针对性的数据分析，从而使整个项目工程的建设方案更加趋于合理化、科学化。

项目工程建设期间，可创建三维模型时间轴成本控制为主的5D模型，对项目工程的建设进度建设计划进行有效的分析处理，从而进一步掌握项目工程，在建设过程中可能会存在的问题，明确各个施工环节，准确的划定施工进度并对施工计划进行有效地控制，确保项目工程的建设成本控制更加得到实现，对各个阶段施工作业费用支出情况进行针对性监测和动态化控制。在高速公路机电工程施工建造期间，还可对项目工程建设期间可能会出现的安全隐患进行有效地预判，并提前制定预防方案，通过模拟停电消防疏散等一系列的工程，确保所制定的应急方案更加科学合理[2]。

1.3 具有可视化管理的特点

BIM技术体系是一种数字化的模拟系统，能从多个方面入手，构建一个立体化的模型，从而从多角度全方位对项目工程建设的相关数据进行综合性分析，相较于传统的2D平面模型，3D模型、4D模型或5D模型更加具客观，能真实地反映当前项目工程的建设现状。用该项技术也能根据不同构建属性进行相关信息的集成和分析，及时对内部的构件进行有效的调换，然后对项目工程建设信息进行有效的修改，这个过程中只需对模型构建的相关信息进行必要修改即可，与之关联的模型会自动化地进行数据关联和数据转变，这也是BIM技术应用先进性的一个重要体现。机电工程在整个建设施工期间，通过利用BIM技术的可视化管理特征，不仅能及时发现项目工程在执行建造过程中施工方案的不足之处，并针对施工方案当中的问题进行针对性的分析，做出动态化的调整，还能确保各个工作部门的衔接更加紧密，联系更加科学。

1.4 可实现多方协作

BIM技术体系是一种数字化、模拟化、系统化的信息处理系统，具有较强的协同功能。高速公路机电工程在施工建造期间，往往会因周边环境发生变化以及项目工程的变动，使很多设计出现变更现象，而任何一个环节的设计出现变更，就需对整个项目工程的施工方案作出有效调整，如单纯应用传统的管理方式，往往需消耗大量时间、精力和人力，施工方案在调整过程中很容易因人为因素造成方案缺乏针对性，导致机电工程的建造不能满足高速公路的实际运行需求。

通过将BIM技术应用到项目管理工作当中，能将工程建设期间的成本预算数据、资产管理、建设计划、施工进度等各种信息进行综合性的汇总，并录入到数据平台当中，能实现对多方数据的高效共享、高效处理，同时利用该技术也能明确各个管理工作部门的相关职责，保证各个部门能协调处理问题，不但能确保项目工程的整体施工进程和施工进度，还能确保整个项目工程的建设方案更加科学合理。

1.5 支持多种类型的文件传输

BIM技术体系当中各种文件在传输过程中通过基于IFC的标准执行规范，能实现对数据对象信息的有效交互，能通过不同的建设周期进行数据信息间的交换式沟通交流，利用格式数据文件交换的形式为整个项目工程建设提供强大的数据支撑。当前随着科学技术不断向前发展以及多样化的软件不断出现，项目工程施工、建造，尤其是项目管理过程中所涉及到的各种文件的格式类型多种多样，常见的就包括了.dwg、hif、sat、tgn，同时在进行数据表格制定过程中还会涉及到Excel以及数据库软件odbc，应用BIM技术能实现对上述多种文件格式的高效兼容，实现多种文件形式的高效传输。

BIM系统对于某些动画录像格式也具有极大的兼容功能。同时该系统还能根据不同层次不同用户的实际应用需求，在系统的外部增加了API二次开发的相关接口，能实现C++、vb.net等相关程序。在BIM技术体系当中，通过应用国际通用标准的IFC能实现全球数据信息的高效共享，从而使项目工程管理工作更加精准无误，能实现各种信息的无缝对接。

2 在高速公路机电工程项目管理中应用的价值

2.1 控制项目工程的设计变更

高速公路机电工程在施工建造过程中，由于建设的特殊性，包含了诸多的施工流程和施工环节，同时施工现场也会配置大量的电气设备，一旦设计方案出现变更，将会对整个项目工程的建设和施工质量产生一定影响。但在实际的项目工程施工建造期间，正是因为机电工程设计诸多环节施工的复杂性经常会出现，由于设计方案与项目实际不相符，施工现场管理人员提出新要求等原因需要对设计方案作出有效的变革。因此在机电工程项目管理工作开展过程中，有必要采取措施控制高速公路机电工程项目的设计变更。

通过在机电工程当中引入BIM技术，可利用该项技术在碰撞检验方面的优势，通过将更改后的各项数据输入到系统中构建3D、4D或5D模型，并对项目更改后所造成的人力、物力和资金成本的增加情况进行进一步的衡量和分析，及时发现新更改方案中所存在的诸多不足之处，并在项目工程施工设计之前、工程设计阶段提前对方案作出有效的调整，消除设计变更风险。目前应用BIM技术在控制项目工程设计变更方面发挥着很好的作用，应用较为广泛。

2.2 加强信息的有效分享

高速公路机电工程在施工建造期间往往会涉及到多个环节、多个方面，需要多个领域全面参与其中。其中项目工程的很多参与方均在高速公路机电工程项目管理中具有一定的权限，在机电工程项目管理实践过程中，各个参与方可能会因为信息分享沟通不到位而出现信息鸿沟，信息不对称影响到部门间的有效沟通，进而干扰了机电工程项目的顺利开展。相较于常规管理方式，BIM技术引入后能为高速公路机电工程的各方提供详实有效更加便捷的信息，同时也能实现信息的高效分享、高效传输。以BIM技术为核心，加快构建信息交流平台，允许项目工程的参与方能直接从交流平台上获取信息，并且在交互板块开展信息交流。同时利用该信息平台，也能帮助参与方及时获取高速公路机电工程施工建造中的各项信息，部门之间的相互交流沟通得到了有效保障，另外各个部门也可利用自己的职能优势，在信息平台上上传相应的信息文件。

2.3 控制施工建造成本

高速公路机电工程所涉及到的施工环节和施工方面多种多样，尤其是在大型的机电工程项目施工建造过程中，由于内容的复杂性造成了这类工程的投入成本相对较高，一旦在施工过程中没有做好成本的控制工作，容易产生不必要的经济支出，从而增加了项目工程的建设造价。而BIM技术的应用，能很好地模拟工程在施工建造过程中可能会存在的风险，同时也能应用碰撞检测的功能实现对各类资源以及成本消耗的精确识别，有助于完善高速公路机电工程施工项目前期的针对性规划，保证设计方案的科学合理性，进而实现对机电工程施工建造成本的针对性把控。

3 在高速公路机电工程项目管理中的具体应用

3.1 施工准备阶段的应用

机电工程施工准备阶段应尽早介入到项目建设前期工作，做得越充分越有利于降低项目工程的运营风险、成本投入。所以在项目工程的准备阶段，一方面要保证各个专业能协同配合，对施工方案作出不断地优化。传统二维的设计模式之下，施工方案当中的离散行为具有不可预见性，很可能会因为人为因素造成一些疏漏，最终造成机电工程的线路布设、管线安装位置出现冲突。同时二维设计模式之下不能全面反映多专业构建的高速公路机电工程的整个过程，而利用BIM的可视化功能，能从多方面多维度多系统的模拟和演示，从而进行各个专业的冲突检测，及时解决各个专业之间配合问题并为实际问题的解决提供详细的信息参考。

例如在高复杂线路的机电工程设计过程中，应用BIM对关键环节进行定位处理，建立与施工现场相符合的结构模型，能进一步得到在实际项目工程建设过程中各种设备基础的实际尺寸，从而起到模拟预安装的作用，达到高效管理的目的。另一方面在施工建造之前，要保证各项施工部署的前瞻性。机电工程涉及到的环节十分复杂，需施工单位和管理部门要综合协调好土建、电气等各专业施工技术人员，利用BIM技术的可视化功能进行支线主线，以及空间时间上的综合模拟，确保各个关键节点之间不相互冲突，并且在模型建造过程中还能进一步标注关键部位具体的部件，从而对施工方案作出进一步的优化。

3.2 机电工程实施阶段的应用

项目工程在实施阶段将BIM达到对成本质量以及施工进度的针对性调控。机电工程开展施工建造过程中，通过将BIM技术有效进入其中，可模拟整个项目工程施工的各个环节，更加直观的确定相关线路器械设备的配置情况，并对施工做出有效的划分，保障各项资源能科学配置。同时利用该项工程的可视化特征，能实现对项目工程的实施监管，确保更加直观地完成项目，对施工项目进行针对性的调控。

3.3 工程现场协调管理的应用

机电工程所涉及到的环节和部门多种多样，在开展项目管理过程中内部信息的高效传递对确保工程建设质量有很大帮助，如果一直沿用传统的沟通方式，往往会造成信息鸿沟或信息不对称。通过将BIM技术有效应用，其中可利用短视频或动画等多种形式进行有效的演示，通过利用形象化、生动化的元素来开展协调和沟通，确保各个环节沟通顺畅，尤其是技术交底得彻底。

综上，高速公路机电工程项目管理开展过程中，通过应用BIM技术能切实发挥该信息系统的职能作用，不仅可促进工程的顺利开展，还能节约大量资源，保证工程的管理效率和管理质量。当前在高速公路建设事业不断发展的大背景下，通过应用BIM技术等现代化的信息技术，能大大提升高速公路建设的效率，并且能促进项目参与方与建设方之间的有效沟通交流协同，更好的协调项目的参与方，促进机电工程建设的合理化和规范化，保障管理工作效率和工作质量。