BIM+VR在施工管理中的应用研究

董婉婉

洛阳理工学院土木工程学院

1 引言

在建筑全寿命周期中，传统的建筑施工管理方法弊端逐渐凸显，而BIM（建筑信息模型）技术在项目全周期能进行信息共享、过程管控，且基于BIM 模型的虚拟现实技术具有交互性、直观性、场景化等优点。BIM 技术最初是由美国佐治亚技术学院建筑与计算机专业的扎克伊士曼提出的，把不同阶段、不同专业的所有建筑信息，整合集成在统一的三维模型中，实现设计方、施工方、运营方等各方在设计过程、施工过程、运营管理过程的信息共享、协同工作。

2 BIM技术在施工管理中的优势

2.1 可视化

在传统的工程项目管理过程中，对于甲方、设计方、施工方等各参与方，在项目实施前和实施过程中建筑产品是“不可见不可触”的，且各方更多的是通过二维图纸、CAD模型、现场实地考察等方式沟通交流。利用BIM 技术可以实现建筑产品的可视化，“不可见”变“可见”，2D变3D。利用refit软件创建3D数字化信息模型，二维到三维的转变，不仅使得建筑产品可视化，而且所有构件信息参数化，且具有互动性和反馈性，便于项目实施过程中实时沟通交流，及时反馈信息，减少信息差。

2.2 协调性

一个工程项目的顺利完成，需要各方通力协作，不同专业协调沟通。施工过程中的沟通不畅、反馈不及时等，均可能造成施工效率降低、成本增加、工期拖延。项目前期建立BIM3D模型的过程中，通过碰撞检查，可避免硬碰撞和软碰撞问题产生。且在前期模型建立过程中，从结构、机电、水暖等的设计到施工，都可以利用三维模型信息进行沟通协调，及时发现并解决问题，减少返工、缩短工期、节约成本。

2.3 模拟性

BIM 技术不只是模型的可视化展示，还可以进行虚拟动态模拟，比如进行主体结构施工，可以基于refit导出的GCL.文件进行4D施工模拟，预先了解施工过程，优化施工方案。基于4D施工模拟可以进行成本控制5D 模拟，在水电暖设计时，可以进行水流、节能等模拟，预估可能发生的安全问题可进行紧急疏散模拟等。

3 BIM+VR技术在施工管理中的优势

VR 虚拟现实综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并且能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互。VR 作为一种新兴的可视化沟通技术和沟通平台，与BIM 技术的结合应用，能够发挥出二者的优势。二维图纸到BIM 模型是“2D”到“3D”，“不可见不可触”到“可见不可触”的转变，而BIM 到BIM+VR 的应用是“可见不可触”到“可见可触”的转变。BIM 与VR 技术的结合应用，使得原来“可视化”的模型“场景化”，参与者可以进行场景漫游，预览建筑实体，观察施工过程，了解施工进度，掌握成本控制，查看构件状态信息等。BIM与VR的关系中，BIM模型是内核，提供建筑信息，VR是外观，提供建筑信息的直观表现。

4 BIM+VR在施工管理中的应用

BIM+VR 技术可面向的对象多样化，涵盖的阶段全面化，覆盖的过程动态化，二维到三维可视化动态控制管理，有利于项目实施管理最终达到工期短、成本低、质量高、安全好等目标。

4.1 进度管理

在refit 建立的BIM 模型的基础上，结合编制的网络进度计划，可以形成4D 虚拟施工模拟。例如，将实体模型、场地模型、施工进度计划导入BIM5D软件中，通过模型整合、划分流水段等操作，可以完成基于BIM的4D虚拟施工。4D虚拟施工实现了施工动态化模拟，施工现场三维化可视化，网络进度计划的调整，场地方案的改变等均可在虚拟施工过程中实现。对于实际过程中遇到的有关施工进度、施工操作等问题，可以做到提前发现，及时优化。

4.2 成本管理

工程项目成本控制涉及整个项目过程各方面的资源消耗，如人工、设备、材料等。BIM 模型中包含各构件相关属性信息，基于4D虚拟施工模拟，模型与数据挂接关联，从而通过5D模拟实现成本预算和成本控制。如需进行模型修改或施工方案调整，相应关联的成本可以进行动态调控，便于施工单位做好成本控制及信息化管理。

4.3 质量管理

工程项目质量管理需全周期、全过程、全方位把控。基于BIM的4D虚拟施工可以实时监控和跟踪各个阶段施工质量，实时监控和调控，实现各参与方信息共享，避免信息偏差，提高效率和质量。

4.4 安全管理

在安全管理制度健全的基础上，建立BIM 安全信息模型和平台，线上线下定期巡查各个环节安全问题。同时，基于BIM的4D、VR 等技术可以使参与人通过可视化场景、侵入式漫游等方式进行安全培训，真实化的安全情景模拟利于增强当事人安全意识，锻炼安全应急管理能力。

5 结束语

BIM 技术在国内已经得到普遍重视和应用，也是近些年建筑行业的发展趋势。在数字信息飞速发展的时代，BIM 技术和VR 技术相结合，有利于提高建筑工程效率，更有益于建筑模型信息化的常态化发展。但是现有专业BIM 从业人员有限，BIM技术应用深度不够，硬件需求跟不上等问题也是BIM 技术发展道路上需要解决的问题。