BIM技术及智慧物联技术在土木综合训练中心中的应用——以云南经济管理学院为例

文/张耀影，徐娟，刘伟迪，刘兴辉，荆帅

过去十年间，BIM技术在可视化设计、信息整合等领域不断突破，并获得了社会各界的广泛应用。与此同时，物联网也实现了更高效的资源和资产管理，有效降低了资源浪费带来的成本损耗。基于此，国内高校也通过连接、物物联动以及平台集成等方式进一步完善了智能教学体系。随着BIM技术及智慧物联技术与土木综合训练中心智能化的深入结合，各高校实训中心的使用率显著提高。

一、BIM技术的研究现状

（一）国外BIM技术的研究现状

随着BIM技术的迅速发展，国外大多数国家陆续制定了BIM发展标准，民众对BIM技术的认识也进一步加深。以美国为例，其是较早启动建筑业信息化研究的国家之一，且在BIM技术方面的研究与应用都处于世界前列。当前，美国拥有大量的BIM相关协会，而且大部分建筑项目都会使用到多种多样的BIM技术，可见BIM技术的价值已经得到美国社会的普遍认可。BIM技术在日本也获得了较好的发展前景，并得以在大众中普及应用，不少建筑企业在BIM技术的研究和应用上已趋于成熟。

（二）国内BIM技术的研究现状

自1970年BIM概念被提出以来，我国对BIM技术的研究已初具规模。在此期间，国内众多学者和建筑行业的资深人士对BIM技术进行了大量的研究和试验，有效推动了BIM技术的更新换代和进一步推广。截至目前，BIM技术在国内的应用仍主要侧重于施工阶段，当前的研究处于以模型为基础的协同和以网络为基础的集成阶段。由于实践经验不足，现有研究对BIM技术的应用障碍进行的总结仍不够全面、系统。因此，为加快实现BIM技术本土化，相关研究人员还需要结合国外经验和中国特色，进一步完善BIM标准体制，力争解决管理上的障碍，从而完成项目的集成化，持续推进建筑行业向信息化、技术化方向发展。

二、BIM技术在土木实训中的应用

BIM技术在土木实训阶段的应用主要体现在，借助三维模型达到有效协同和虚拟施工的效果、直观展示实训方案的实现路径、促进安全工作的有效开展、提高施工质量等方面。例如，学生可以借助BIM技术来构建或维护建筑模型、分析实训场地，并在此基础上合理确定当前实训项目最理想的场地规划、交通流线组织关系、实训布局等关键决策。在BIM技术可视、协调、模拟化特征的帮助下，学生可以科学地解决土木综合训练中心诸如电梯井布置、地下排水布置与其他设计布置的协调等实际问题，进而实现实训施工资源的最大化利用。

以云南经济管理学院为例，该校的土木综合训练中心不仅设立了BIM专业教室，同时还配备了建筑识图、建筑构造、建筑模型制作、BIM项目协同设计、BIM三维算量等系列课程。参与实训的土木专业学生可利用BIM技术优化性、可出图性优势，对建筑物进行可视化展示、协调、模拟、优化等处理，并在此基础上完成各专业图纸的深化以及工程表达的详细补充。此外，BIM技术还有利于改善实训项目生命周期的性能表现和信息整合，预防和降低工程实训的风险；BIM软件提供的参数建模、工程数据再利用等功能，可以将设计信息完整地保留于建筑模型中以供各阶段使用，进而提高设计人员的效率和质量；BIM技术还能帮助实训学生对建筑开展智能化设计，在相关软件的支持下，实训学生可以提前分析和验证建筑的智慧性能，如声、光、热等自然环境，以及自然热源、室内温度分布情况和使用舒适度等信息，进而有针对性地整合智慧建筑的运维架构；BIM技术的数字化有助于提高土木综合训练中心的培训效率以及自动化水平，同时协助管理人员更好地管理实训设施等资源、记录教室使用情况、处理各种临时需求，从而确保设施及空间资源的最大化利用。

三、智慧物联技术及应用要点

（一）智慧物联技术与实训场地的运营管理

智慧物联技术可以通过传感网和局域网对各种机械、材料、建筑进行系统处理，并且能够控制和同步监控土木综合训练中心各分项实训的过程，全面保障实训质量。与此同时，智慧物联技术几乎覆盖了整个土木综合训练中心的管控系统、网络传输以及智能应用等各个环节，因而可以精准定位各类资源和实训设施，智能化调控现场环境，从而实现土木综合训练中心的系统化、智能化管理，并有效提高了实训效率和质量。

考虑到土木综合训练中心不仅仅是为了开展实训课程和办公而设立的，所以其也应当遵循为使用人群提供更加舒适的使用环境的原则。基于智慧物联技术的智慧运维管控平台无疑为实训场所提供了更加科学、便捷的服务体系。因此，在满足中心建设总设计需求的前提下，校方借助智慧物联技术可进一步强化实训场所的光电、建筑、售卖、快递、教具等服务的智能化管理，并能在兼容既有设施设备的基础上，升级硬件和软件模块，从而充分满足土木综合训练中心人员在适配度等方面的需求。

（二）智慧物联技术与实践类项目的综合应用

随着信息时代的不断深入，大学生群体对智慧物联的使用需求急剧增长，因此，加强智慧物联技术与实践类项目的融合越发合理。以云南经济管理学院工程学院为例，其土木综合训练中心在设立之初就为智慧物联与传统工程专业教学的融合提供了充足的条件。在该训练中心，学生不仅可以通过智慧物联平台参与线上网络教学课程的学习，查询并使用教学课件等资源；还能在实训过程中自主探索更好的解决方案，科学采集相关施工信息并实时上传。

四、BIM技术与智慧物联技术对土木综合训练中心的积极作用

（一）提高土木综合训练中心的节能性

节能减排是贯彻和落实科学发展观的关键举措，也是建设智能化资源节约型土木综合训练中心的必由之路。通过智慧物联平台，云南经济管理学院土木综合训练中心实现了物物联动、智能化识别和管理、可靠传递和智能处理等功能。例如，校方在土木综合训练中心的各节点均安装了传感器，管理人员可以随时随地地在电脑、手机等终端上控制光电开关。另外，校方还将实训教具、材料同智慧物联平台建立联系，并完善了智能节能系统。自此，无线传感器将实时监控光电消耗情况，并按时向土木中心基站发送信号，以便管理人员视情况控制电源。校方还为土木综合训练中心安装了人体感应灯和太阳能灯，并在电梯装置中加装变频器，从而进一步增强该训练中心的节能性，杜绝人为浪费等不良行为。

（二）规范土木综合训练中心的参观流程

土木综合训练中心是能够突显云南经济管理学院智能教学实践特色的典型代表。在BIM技术与智慧物联技术的共同支持下，校内外的老师、学生，以及企业人员可以提前在线上提交参观申请，这极大地提高了来访人员的便利性。参观后，来访人员同样可以在线上提出改善建议，与其他来访人员交流学习。此外，校方还为该中心引入了人脸识别系统、智能光电温度等调试模块，以及其他相关智能软件与设备，这些都极大地规范了该中心的参观流程，丰富了来访者的参观体验。

（三）加强土木综合训练中心的安全管理

现阶段，各高校为切实提高学生的实践创新能力和学习积极性，陆续设立了开放式实训中心，此时，完善的安全管理方案无疑成为这些实训中心有序运营的保障。为此，云南经济管理学院在土木综合训练中心的出入口设置了射频识别和监控报警装置，以管控人员和车辆的出入，以及工作人员的考勤。在重要区域，校方还设有身份识别和安防系统。除此之外，校方还在塔吊、电梯、脚手架等机械设备中嵌入感应器，以采集并传输参数变化情况。通过对BIM技术与智慧物联技术的综合应用，校方实现了人员和机械的联络管理，以及对站点所有人员的实时跟踪。在未来的实训课程中，这些功能将全方位、实时地保障相关人员的安全。

五、结语

当前，BIM技术与智慧物联技术在我国的发展前景良好，但此二者在高校综合实训中心中的应用仍有待进一步加强和推广。基于此，本文围绕BIM技术和智慧物联技术在云南经济管理学院土木综合训练中心中的实际应用展开分析，并详细阐述了这两项技术在促进提高实训效率与质量，实现土木综合训练中心系统化、智能化管理等方面的积极作用，以期为BIM技术和智慧物联技术在国内高校实训中心等领域的综合应用提供一定参考。