BIM技术在公路工程建养一体化中的应用

2020-12-31姜凯钟

运输经理世界 2020年16期

文/姜凯钟

1 前言

我国公路工程建设呈现出高质量发展的趋势，而在公路工程建养一体化中应用BIM 技术，可以做到对公路工程的规划、设计、施工以及运营维护的全寿命周期技术管理与创新应用，通过建立BIM 公路一体化管理模型，提出公路工程建设中可能出现的关键风险点与技术对策，从而最大限度地确保公路工程建设的安全要求，有利于更好地实现公路运营效益的最大化。

2 BIM 技术的特点

2.1 模型的可视化

在公路工程建设中使用BIM 技术，能够更好地实现以三维信息模型作为载体，针对公路工程项目设计、施工以及运维的方式，最终使公路工程的整个建设过程变得更加直观可视，有利于方便施工中的沟通与交流[1]。

2.2 模型的关联性

针对那些可识别的相关关联信息，当信息模块中的某个对象发生变化后，会及时对之前关联的信息进行更新。因此在BIM 技术中，这些信息模型都具有一定的关联性。

2.3 模型的优化性

在公路工程使用BIM 技术进行建模，需要不断地对模型进行优化，只有不断地优化，才能使整个公路工程建设变得更好；而BIM 技术利用数字模型的优化方案，相比于其他方式具有更多的优势。

2.4 模型的完备性

除对工程对象进行三维信息的表达外，通常BIM技术还有四维、五维等更多维度和属性的信息描述，可以为相关管理者做出适宜的管理决策做良好的支撑。

3 公路工程施工阶段的BIM 技术应用

3.1 做好GIS 模块的应用

通常将航空影像与数据卫星信息进行融合后，利用GIS 模块可以实现快速传递到BIM 公路建养一体化的平台上。这种方式能够更好地规划公路工程的相关施工以及对周边地形的有效匹配，并确保对平台项目相关的空间地理地貌等信息的搜索和查询[2]。经过搜索与查询功能后，最终可以简单快速地实现对公路工程空间测量和功能性的分析。

3.2 电力及管线改造

加强对电力和管线等项目的有效改进，其主要目的是对建筑项目的快速实施，而这些改造项目一般牵涉到与多个单位的沟通与协调。在公路工程建养一体化的应用中，对电力和管线进行迁移与改造时，由于这些线路深埋地下，不但会给施工带来极大的阻碍，同时也会给整个施工带来严重的安全隐患，最终影响到整个公路施工进程。但使用BIM 技术建立出相关的信息模型后，可以将公路施工中需要的单位、电力、管线等模型信息囊括下来，方便与各个单位和部门之间的有效沟通协调，最终也能在很大程度上方便施工管理部门进行有效施工管理。

3.3 可视化技术交底

在BIM 技术中，可视化技术交底工作占有非常重要的作用，在所有施工的相关步骤根据图纸进行时，由相关专业技术人员进行理解和解读，才能有效指导工人进行施工。而应用BIM 技术进行可视化操作时，将图纸以三维立体的视角呈现给施工人员后，有利于快速避免公路工程中因为对图纸理解不到位而出现的施工风险。并且，可视化技术交底还能提升项目建设过程中的沟通与交流效率，促使整个公路工程的施工效率得到有效提高。

3.4 图纸的管控

通过构建一体化平台可视化技术，有利于实现公路工程中对施工图纸二维化以及三维化的有效转换，也能够实现对这些施工图纸的快速储存。良好的一体化平台使得施工图纸快速转换后，还能更好地帮助施工人员理解图纸，也能为后期的工程项目提供足够的信息查阅内容。

3.5 虚拟构建施工

在公路工程项目的建设中，对于重点公路工程的建设，需要重点注重公路施工技术，这是因为重点公路项目往往涉及人们的生命安全。基于此，利用BIM 技术构建出虚拟模型的方式，同时在虚拟模型的建造和使用时，可以快速做到对施工方案的有效审核，甚至还能对施工设计方案做到工程有效验收，良好的虚拟模型对于项目施工的可行性、合理性都有着直观的展示。所以在公路工程建养一体化施工中，提前做好虚拟构建，能够及时发现存在的各种问题和缺点，在施工中尽量避免，最终能够提高公路施工的效率。

4 运营维护阶段中对BIM 技术的应用

4.1 与工务安全检测系统有机结合

针对工务安全检测，可以有效提供足够安全的监测和管理信息的统一化需求，并为工务设备的检测提供足够的技术和数据支撑。同时这种监测系统对公路日常状态的监测时，还能对指定区域路段的基本状况进行监测，实现对环境灾害、工务机械车作业等的监控。为了更好地确保公路运营阶段对多源数据的有效整合，在利用BIM 技术进行运维管理时，需要从开发工务安全检测的设计接口进行，才能更好地实现对数据的自动收集和处理分析，避免出现多个电子信息系统相互独立的情况发生，方便更好地进行管理，使工作效率得到大幅度提升。

4.2 管养知识库

公路结构全部位于外界环境中，在不同地区会受到不同环境的影响，因此公路工程在结构的服役期间，会经常发生各种各样的病害问题。针对公路运维管理时，需要对这些病害进行归类、分析，同时在维修养护时，还需要构建出对应的知识库，使公路工程建设可以积累大量的知识与经验，也为以后的公路病害问题分析提供了足够的信息资料。而在公路工程建养一体化的应用中，必须要根据公路结构中呈现出来的病害特征以及劣化速率等情况规范对应的标准化作业流程，最终有利于提高公路的管养水平，确保公路在发生病害时，能够快速对其病害进行养护维修，使公路的质量得到最基本的保证。

4.3 设备和资料的一体化管理

在公路工程中建立对应的设备台账，并和空间实体对象做好一定的关联后，能够为施工提供最佳设备的选择服务。一般情况下，采用较为模糊的搜索方式，然后列出搜索结果的列表，并确定对应的双击列表选项，可以更好地指定到对应的设备中，同时通过不同的快速导航方式，能够实现对设备的快速定位分析，并做好相应的设备台账编辑以及维护工作。在公路工程建养一体化应用中，使用BIM 技术必须按照施工图纸、验收资料、办公文档等进行分类，随后针对系统集成窗口中实现的工程结构信息进行有效追溯，才能更好地方便维护人员对其有效使用。

4.4 数字化管养系统

在物联网广泛普及并应用的当今社会，使用一体化数字管养系统可以针对BIM 技术模型展开的公路工程结构运行的监控参考指标，实现对多源多维数据的可视化以及相关性的分析研究，如图1 所示。然而只有梳理出公路工程结构的性能以及评价的基本指标体系，才能有效制定出相应的建养对策，并通过BIM 技术进行运维管理，最终能够有效地指导公路结构和使用状态的维护工作，这也是一种全新且高效的管理和养护模式。

图1 BIM 模型在数字化管养系统中的模型

4.5 辅助培训新员工

在基于BIM 技术进行多维管理虚拟的过程中，不仅能将公路结构等信息完整准确地展示出来，同时还需要将对应的缓解问题库以及相关的解决应急方案展示出来。只有这样，才能使新员工可以快速学习，这种方式相比于二维图纸资料的学习而言，效果会好很多，也不会因为员工的变化而造成工作效率和工作水平的波动，这是一种非常高效率的培训方式。

5 BIM 技术对大数据的分析和挖掘

通常情况下，在公路工程建养一体化中应用BIM技术时，需要通过对施工和运维数据进行研究与分析，从而能够有效展开大数据的管理和对应的研究工作。而如果采用传统的工具进行数据的有效组合时，需要经过筛选、关联、计算、排重等相关分析，并利用分类、预测等主流技术，实现对数据信息的探索以及可视化工具的数据价值应用。在对公路工程基础的研究研发中提供了必要的数据技术支撑，这也是BIM 技术核心理念的主要价值，也是利用BIM 技术为手段的最终服务目标。