BIM技术在变电站建设管理中的应用

张慰慈

（中建二局第一建筑工程有限公司）

1 引言

BIM也被称为建筑信息模型，以数字信息仿真的形式模拟建筑全部真实信息。BIM技术不仅可以建模，还能集成电气和土建模型，进而把施工进度、施工成本、施工安全、施工材料、施工合同等相关信息集合到同一平台下，为相关人员制定管理决策提供支持，比如进度管理、合同管理、现场协调、材料管理都可以在BIM模型中直观呈现出来，有利于通过精细化管理缩短工期、减少施工变更、节约施工成本。

2 BIM技术主要特点

2.1 可视化

在可视化界面下将变电站设计图纸和有关信息以3D 形式呈现出来，各部门工作人员可以直观了解各种部件、设备的位置、材质、大小、颜色，特别是未受过专业训练的工作人员凭借可视化界面可以极大降低操作难度，有利于项目设计和运营过程中各部门的沟通和决策[1]。

2.2 可协调

在变电站项目进行过程中，施工图纸由不同单位的专业人员绘制，而业主、设计单位、施工单位和专家人员可能存在沟通问题。BIM 平台凭借其协调性特征可以解决这些问题，也就是利用建筑信息模型在变电站项目建设前期模拟碰撞并生成相关数据，通过碰撞报告帮助细化方案。

2.3 可模拟

在BIM 平台下可以最大程度还原建筑模型，并且在平台上模拟实验，以此全面掌握建筑性能，并且在该平台下开展招投标工作具有重要意义，把整个工程组织设计过程真实还原，工作人员通过模拟实验结果设计施工方案，并对施工过程优化。此外，在模拟施工环境的同时可以提升造价控制水平，节约项目建设成本。

2.4 可优化

对于变电站项目建设来说，信息时间和复杂程度直接影响到项目质量，也就是可能出现各种信息和时间节点掌握不到位的情况，因此需要利用相关技术解决。BIM 平台可以为相关人员呈现项目建设过程以及建筑物的几何信息、物理信息、建筑规格，以此简化复杂的项目[2]。

3 BIM 技术应用需求与可行性分析

3.1 BIM技术应用需求

在变电工程当中，主要构成部分包括主变压器控制系统和配电装置。变电工程是电网重要组成部分及能量传输的关键环节，通过三维模型和数据库的方式展示出电气设备、建筑设施、智能传感设备，打造智能化、数字化、虚拟化的模型信息承载平台。在变电站施工阶段，BIM技术结合大数据、云计算、物联网、人工智能等技术围绕人员、机械、材料、环境等基本要素创新实践，确保施工进度合理、项目建设质量达标和人身安全，最终达到项目建设目标。

3.2 BIM技术应用可行性分析

3.2.1 以项目管理部门为主体统筹项目

项目管理部门是项目的核心，主要在项目开始前期进行组织设计，其中包括确定施工分包内容，进行引导、监督、验收。利用BIM 平台可以对整个项目的材料管理、合同管理、进度管理起到优化作用，并且能够收集进度和预算等信息，优化资金和物料调配，确保资金和资源使用的平衡。

3.2.2 以技术质量管理部为主模拟进度管理

通过施工模拟可以为管理人员施工前期预测项目建造的关键节点、现场布置、机械设备等方案，预测每月、每周资金需求量以及人员材料情况，提前发现问题和制定优化措施。技术质量部门通过平台模型把控质量，确定施工方案。在进度管理方面通过BIM 技术可以模拟施工过程，对施工环境分析，然后优化施工计划，再反作用于项目施工，最终达到缩短施工工期的效果。

3.2.3 以技术组为主建立和调整BIM模型

技术组的主要作用在于通过BIM 技术进行图纸设计及搭建电缆等3D 模型，不仅可以让2D图纸变为3D图像，还能够搭建以信息模型为载体的管理平台，同步进行进度管理、造价管理、合同管理，提供和落实施工方案，确认之后深化设计图纸，进而确定安装工序，完成技术交底。可以利用BIM 平台进行环境模拟和碰撞分析，在建立模型过程中解决了土建和电气工程的碰撞问题，提前对光缆、电线的起点编号和路径设计，避免交叉[3]。

4 BIM 技术在变电站建设管理中的必要性和重要性

4.1 BIM 技术在变电站建设管理中的必要性

一方面，变电站在原有的设计过程中因建设标准差异导致设备类型诸多，整体成本偏高；另一方面，由于变电站自身具有复杂性特点以及设施定位上存在缺陷，导致不同地区变电站设计成本控制效果不佳。为了提升变电站的建设效益，我国电网提出资源节约型、环境友好型的变电站目标，而智能电网对当前变电站建设提出了全周期的管理要求。BIM 技术基于三维数字和自动化技术，通过建模软件模拟变电站项目，以此实现工程全生命周期的信息共享，促进项目建设的协同设计和碰撞检查。同时在项目进行过程中可以完善施工计划，掌握施工进度，促进现场资源优化配置，促进社会可持续发展[4]。

4.2 BIM 技术在变电站建设管理中的重要性

电力工程不仅关注成本节约和提升施工效率，而是在整个项目建设周期内通过信息模型以及质量管理达到更大价值。在变电站管理期间利用BIM 技术可以在设计阶段完成碰撞检查，协同设计工程预算、数据关联、安全距离校验、施工进度模拟、项目现场实景模拟、多专业协调设计，进而让设计人员从繁重的绘图和出图工作中解放出来，最大程度降低施工碰撞问题。进入施工阶段，利用BIM技术可以实现三维技术交底、虚拟施工、安全管理、进度管理、质量管理、物料管理、造价管理、归档管理和竣工管理，帮助施工单位掌握设计意图，将更多的精力投入到现场质量控制上。而运维环节利用BIM 可以完成虚拟运维管理、隐蔽工程管理、节能减排管理，帮助运维人员提升设备管理质量，延长设备使用年限，节约维修成本。整体看来，利用BIM 技术可以对变电站的设计、施工等各个阶段进行精细化管理。

5 如何在变电站建设管理中的利用BIM技术

5.1 变电站项目建设进度管理

进度管理的主要价值在于对项目进度加以控制。利用BIM 管理模式为项目进度计划编制、进度计划过程演示、工程进度模拟演示、实际进度信息管理、进度计划过程审批、工程报表自动生成进行一系列管理。利用BIM 进度计划制定任务资源工作之间的内在联系，可以实现项目工程施工动态化、可视化、精确化管理。借助工程项目数据生成三维场景直观分析施工进度。比如根据总施工季度计划、年度计划、月度计划进行施工模拟，以此确定工程建设顺序。同时，在进度模拟过程中利用不同颜色显示在建、已建状态，然后结合模拟时间轴随意查看。此外，可以在三维场景中分析各种材料的消耗情况与实际情况存在的偏差，找出实际产值和产值计划之间的差异，在施工过程中如果出现进度滞后会发出预警[5]。

5.2 变电站项目建设安全管理

在BIM 安全管理平台下以安全管理标准行为库为出发点能够有效识别现场的风险因素，然后根据风险范围破坏程度、危险预案在平台下统一管理，结合人员管理方案达到施工安全监控管理目标，形成更加完善的安全管理体系。平台把安全检查标准发送到安全管理人员，并且下达安全检查以及整改通知。把安全检查照片视频发送到项目管理组，进而方便变电站项目负责人全面掌控现场动态，下达整改通知单之后还能够以短信形式通知，实现安全管理目标。在安全风险管控方面可以在平台输入下周工作计划，由此展示出施工作业期间的安全风险，然后以短信形式提醒业主、项目经理、施工安全员、施工项目经理做好安全措施。施工安全人员通过手机APP 拍摄现场照片上传到监理人员并确认，分析拍照时间、地点，确保信息具有真实性，进而对现场设备加以控制以完成安全风险闭环管理[6]。

5.3 变电站项目建设质量管理

把工程项目质量管理过程上传到三维模型中可以让管理立体化、形象化，便于管理人员在三维模型下直观分析有关数据。具体功能如下：

①质量信息智能推送功能，其中涵盖了施工标准、工艺质量检查标准、标准图集、检验批信息，并且和施工工序关联自动发送到相关人员手机上，及时了解标准化管理流程；

②质量整改闭环功能。平台根据质量问题进行跟踪和整改，通过发现质量问题发出整改通知单，质量问题沟通记录也可存储到平台当中，便于明确相关责任；

③质量管理一览功能。平台下的三维场景中可以显示变电站部分设备质量问题以及未建、在建等状态，已经完成施工的构件可以巡查相关工序完成时间。

6 结语

综上所述，近年来我国电力事业飞速发展，而变电站是电网的关键组成部分，其安全运行直接影响到我国电力企业的经营效益。基于BIM 技术与变电站的有效结合可以满足精密性高的大型设备安装需求，降低施工难度，加快施工进度，提升施工质量，辅助施工期间的项目管理，对我国发电事业起到了巨大推动作用。