探讨公路项目管理BIM协作平台的应用

戚 浩

（贵州桥梁建设集团有限责任公司,贵州 贵阳 550001）

0 引言

BIM技术在项目管理中的运用是提高施工效率、降低施工成本、增加工程寿命的有效手段。大数据时代背景下，新型科学技术在建筑领域广泛应用，例如遥感技术、图形化技术、数字化技术使体验感和服务感得到提升[1-3]。该文基于路线计算服务引擎和服务框架总线，构建了公路项目管理BIM协作平台，实现了公路工程项目的质量、安全、计划进度等多领域动态协调，解决了几何模型动态更新慢和建模适应性不足的问题，实现了信息共享、资源优化配置，为项目标准化、信息化、精准化管理提供了保障。

1 BIM技术的基本理论

BIM即建筑信息模型，通过虚拟三维模型的构建，借助数字化技术实现可视化、数字化、图形化，为建筑工程项目信息提供科学指导，是拓扑关系、逻辑关系、工程实体几何信息、空间信息描述等内容的综合体[4]。BIM技术在建筑领域的应用，丰富了项目管理策略，改善了项目管理质量，为相关责任方提供了准确的信息共享服务平台，形成了共享互通机制。

BIM技术在公路项目管理领域的普及是大势所趋，相比于传统建模手段，该技术解决了其几何模型动态更新慢、项目建模工程量大、资金投入大、应用集成度低等不足，为建筑项目施工提供了有效的信息数据模拟工具，但是公路几何模型的不规则性，影响了BIM技术在公路项目领域应用推广进展。

2 公路BIM服务总线协作平台的构建

2.1 服务框架总线

服务框架总线（SFB）为具备标准接口的基础框架，以服务路由为基础，提供标准接口实现互联通信，对降低系统间耦合度、延长系统生命周期、实现系统扩展、改善系统集成度有重要意义[5]。服务框架总线基于内容服务路由，提供事件驱动、文本导向、消息驱动等不同处理模式，借助服务框架总线实现全流程协调调度，确保系统耦合效果最佳，实现了系统精简优化，改善其灵活性，使系统信息共享成为可能，同时降低了资源共享成本[6]。

2.2 路线计算服务引擎

路线业务计算服务引擎通过对平、纵、横三条路线数据与地形数据的结合实现三维模型的构建，通过对路线平、纵、横数据的立体化管理满足系统要求，可根据任意指定坐标值及其里程桩号，获取线路任一点的坐标值；可进行任意桩号间土方工程量计算，进行任意横断面填挖面积、度计算；可进行土方工程分期计算管理，从而为BIM模型更新，提供精准的计算服务和信息共享。详情如图1所示。

图1 路线计算服务引擎

2.3 BIM服务总线协作平台构建

公路项目施工过程中，各单位关注的重点是工程建设实体，也是相关单位一切活动的核心。工程项目施工应当结合单位、项目、工程、构件等实际情况进行项目类型划分，同时结合WBS模式进行项目分解，将其分化为易于管理的工程模式。

BIM技术具备可视化特征，可结合路线计算服务引擎对涵洞、路面、桥梁、隧道、防水工程、挡土墙、排水工程等项目进行BIM模型的构建，以当地地形和公路项目设计方案为要求进行数据模拟，将定额控制数据、工程量清单等内容分解后附加在BIM模型构建中，通过上述信息内容的集合构建BIM属性数据库[7]。

从项目进度、安全、质量、档案、成本等信息共享需求和集成特点入手，借助服务框架总线实现相关业务的协同体制，并通过路线业务计算服务引擎，构建BIM服务总线协作平台，详情如图2所示。

图2 BIM服务总线协作平台

3 基于BIM协作平台的项目管理

3.1 基于BIM的成本管理

3.1.1 工程量计算

公路工程建设十分复杂，项目施工前需进行大量数据核算，施工单位需要大量时间进行各工序参数校核，该环节工作效率低、专业度强、工作量大且易出错。借助BIM技术构建BIM模型，可以实现工程量自动计算，工作强度明显降低，计算准确度增加，工作效率明显提高。

施工过程中，每期工程都需要进行工程量的计算，工作人员需要大量的时间进行手工核算。对路基土方工程量计算过程中，测量人员进行现场测量，计算人员核算不同断面的面积和土方使用量，工作量大且难度高[8]。通过服务框架总线、路线业务计算服务引擎，构建BIM服务总线协作平台后，可以通过BIM模型建立，自动完成图形绘制、工程量核算，实现可视化展示，科学控制工作量，并减轻了计量人员的工作强度，施工效率明显提升，分期工程量计算情况如图3所示。

图3 分期工程量计算

3.1.2 工程变更管理

项目工程施工实践中由于相关因素的影响，经常出现工程变更现象，随着施工方案的修订，需要对变更工程量进行重新计算，计量人员的工作压力巨大，需要大量的时间进行数据核算。

通过BIM模型的建立，实现了工程量变更的自动核算和台账变更，自动化水平明显提高。借助BIM模型可以进行变更信息的添加，明确项目空间信息，并赋予变更符号，根据实际情况进行工程变更图标识，为项目的顺利开展奠定基础。

3.1.3 人、材、机管理

传统项目管理流程中，人、材、机管理需要借助大量人工核算来完成，该项工作具备工作难度大、计算量大的特点，需要花费大量的时间进行数据确认。

通过BIM建模，借助数据模型完成基础数据的配置，可以实现施工过程中的数据自动化汇总，借助平台实现人、材、机管理的同步，有效控制项目成本，科学管理项目进展，提高施工效率。

3.2 基于BIM的进度管理

根据项目工程进展情况，一般可将工程计划分为总体计划、年度计划、月度计划等，常采用图表的方式来展现项目进展。项目工程进度施工台账的汇总、制作，多以实际施工情况为基础，传统核算方式的准确度不足，往往对项目进度的合理控制产生消极影响。

借助BIM服务总线协作平台构建BIM模型后，可以实现自动化处置，简单勾选项目计划即可生年度规划、月度规划，实现对相关数据的精准统计和汇总，并以可视化的方式，使用不同颜色在BIM模型中立体化展现。通过该模式实现了数据实时更新，可将实际项目进展与计划进度对比，明确项目状况。BIM平台提供了可视化管理工具，可以借助BIM线框模型进行实体填充，明确分阶段工程的不同完成状况，通过完成情况对比，客观真实地展现项目进度[9]。

3.3 基于BIM的质量管理

项目工程质量管理是一项十分复杂的工作体系，需要通过严格管理来实现，在施工环节需要进行试验、现场勘测、现场记录、质量评定、工序报验等，随后进行相关工序数据的汇总分析，借助BIM模型进行资料传输，自动构建电子文档，归纳后作为竣工验收资料备用，提高了项目管理的规范性，增强了项目数据的可追溯性、资源共享性。

项目执行过程中，工程质量巡检人员严格执行质量管理规范，遵循技术操作规程、项目施工方案，加强质量监督和巡视。可通过App进行现场登记，并将数据传输至BIM模型中，通过严格巡视和现场勘测及时发现可能存在的质量漏洞，并借助平台实现系统处置措施的跟进与整改效果的核查。借助BIM空间位置功能进行详细标识，并构建质量管理专题图库，便于后续查对。

3.4 基于BIM的安全管理

安全巡检是确保项目工程施工质量的有效措施，实践过程中可以根据BIM平台特征明确位置属性，加强平台监管和标识，从而形成安全管理图，借助可视化管理保障施工质量。

安全监控系统在BIM平台中实现了可兼容性，通过统一管理，同步掌握项目进展，及时发现和处置问题，降低故障风险[10]。

3.5 基于BIM的协同工作

BIM技术应用需多部门协调，工程部、经营部、物资部、安全部、合约部、档案部等部门均须各司其职，确保平台运行稳定，确保工程顺利实施。

工程部依据项目方案要求，借助BIM平台进行工序建模，模拟项目进展，并编制进度规划；质检部严格执行项目操作规范，跟踪项目进度，并加强现场勘测，实时传输现场照片；经营部进行数据关联并制定预算文件，核算项目运行成本；安全部进行安全建模，确保工地施工安全无风险；合约部按照规定，工程量计量统一计算口径，并对项目档案进行归档分析。各个部门之间通过互相协调、明确分工为项目顺利进展奠定基础。

4 应用案例

4.1 工程概况

某高速公路项目全长30.48 km，桥梁占比69.81%，项目设计车速100 km/h，为全封闭式，立体双向八车道公路标准。

4.2 形象进度展示

施工前期，根据设计院项目方案，结合施工图纸、地形数据，进行了路基与桥梁BIM建模，施工过程中加强现场勘测，实时录入数据，借助BIM平台进行项目工程的电子化管理，形象直观地展现项目进展，反映项目情况。

4.3 工程质量管理

该项目依托BIM服务总线协作平台，运用试验数据管理系统、档案管理系统、可视化操作系统、质量检验评定系统等，实现了质量评定、勘测数据、质量检测、试验对比等流程数据电子化和可视化。使工作效率明显提升，项目质量有所改善。项目质检资料由施工人员、试验人员、资料人员等借助系统生成，借助BIM系统实现数据查询、数据录入、照片核对、质检查验等，完成了项目工程施工环节的同步质量控制。

5 结论

该文以服务框架总线、路线计算引擎为基础，构建了公路BIM服务框架协作平台，实现了信息、资源、数据共享，通过BIM模型的建立达到可视化目标，促进各工序服务的协同。基于项目管理实际状况，对BIM技术在公路项目管理相关业务中应用效果加以分析，并借助项目工程实践案例进行论证。在科学技术快速发展的时代背景下，BIM技术在公路建设领域的广泛应用，为项目管理提供了精准化、可视化、标准化的数据管理，增强了数据资源的可共享性，促进了项目成本降低、工程质量改善。