市政电气设计中BIM 技术的应用探讨

石东旭，袁 乐

（中铁十一局集团第五工程有限公司，重庆 400000）

1 BIM 技术的概述

BIM 即建筑信息模型，是当前市政行业中应用广泛的一种新型技术，贯穿应用在市政投资、设计、实施及竣工验收等环节，还可以融入市政电气运营管理中，简化以往设计及管理流程，全面掌握设计情况，为图纸落地提供了很大的帮助。切实维护市政设计的整体效益价值[1]。BIM 技术主要建立在信息化技术基础之上，将工程相关的数据信息进行整理，由专业人员将其输入系统内部进行集中管理与分析，把数据整理到同一数据模型中，利用技术本身的模拟特性对设计全过程进行虚拟化模拟，以直观的三维市政模型来展现所有设计环节。市政设计者及管理者通过分析模型相关的数据信息，明确设计重难点，制定最佳的设计方案及对应的管理方案，从而达到控制设计过程资金风险等目的，推动项目建设目标的实现[2]。BIM 技术在市政设计中的实践应用具有以下重要作用：①将以往的设计图纸从二维信息模型转换为三维可视化模型，提供给设计者便利的工作条件，让他们在短时间内找出设计缺陷，然后采取有效措施进行完善。②实现工程各项数据的专业化、系统化管理。在后续设计及管理工作的开展中，相关人员直接查询数据信息即可调取设计所需数据并进行合理的管理，使市政设计的精准性更高。③利用BIM 技术自身的数据分析性能和直观的三维效果图，可高效、快捷地完成设计前期的准备工作，有效防止因数据遗失等问题造成的返工或重建等。

2 BIM 技术在市政电气设计中的优点

BIM 技术在工程建设中占有举足轻重的地位。市政电气设计过程中，因电气图纸涉及市政、结构、暖通等多个专业，较容易出现问题，特别是专业间的协同问题复杂，只靠平面去协调将耗费大量时间。BIM 技术强大的可视性和空间关系的透明性，方便设计师传达设计思路，可快速精准地查看问题位置。与传统设计应用相比，BIM 技术于市政电气设计运用当中的优势如下。

2.1 运用3D 渲染技术对市政管理进行了优化

在市政电气设计中，常规的平面设计图或设计方案常常存在着一些缺陷，使人们很难直观地感受到施工中的重点与难点。在BIM 技术的帮助下，利用3D 绘制技术，将平面设计方案转换成直观的立体图形，便于人们对其进行全方位的观察与分析。同时，也为施工工艺的优化奠定了基础。

2.2 协同性

市政电气设计为一类比较复杂的工艺，需要应用到大量工作数据，而市政单位为了确保设计工作的效率，将会动员众多设计工作人员参与进来。在开展设计的时候，各个单位之间的现实工作进度存有一定差异，影响数据的时效性和准确性，将影响后面的相关出图，容易造成返工。使用BIM 技术进行设计，各专业均在同一服务器中处理模型，模型汇总了各专业的数据，互不干扰，但能互相查看信息，确保了数据的时效性，缩短了沟通时间。

2.3 数据的快速、高效处理

市政电气设计是一个综合的、复杂的体系。在建设项目中，将会有更多的资讯呈现出来，而这些资讯将直接反映在市政的建设过程中。但是，在很长一段时间内，这些资料的使用率都很低，很难全面地反映工程建设的实际状况。

2.4 优化资源配置，提高效益

通过对BIM 技术的应用，可以对设计中的各类资源、进度进行控制，并对相关的物料、机械设备进行预先的准备与管理，达到最优化的目的，有效地减少了不必要的资源浪费，提高了项目整体的工期和工作效率。

2.5 可持续性

在市政电气设计中，由于信息与时间等因素产生一定变动，当复杂程度达到一定的程度，参与工作的人员未掌握全部的信息数据。而BIM 模型可以供给市政电气所存有的全部信息，通过BIM 技术构建的三维构件不仅能够对于设计当中信息改动开展精准的估测，而且可以经过数字化装置以及相应工艺对于一些复杂的状况进行处理，经过参数的调节，对模型实施相应的更改，进而保证了项目信息的准确性[3]。

3 BIM 技术存在的不足之处

3.1 设计企业投资不强

部分市政单位由于对BIM 技术的不熟悉，还在沿用原有的设计方式，因此对这种新技术进行了否定。所以，设计单位在BIM 技术上不会有太多的投资。但是，BIM 技术的发展离不开资本投入，如引入相应的设备。鉴于目前的经济状况，部分市政单位认为BIM 技术投资不划算，BIM 技术在实施初期很难获得较好的经济效益。这些因素使得BIM 技术在设计过程中的应用受到越来越大的阻碍。BIM 技术的普及，需要市政单位转变观念，让市政单位充分了解BIM 的优势。

3.2 数据信息平台建设薄弱

BIM 技术是一种与数据和信息技术紧密联系的网络设计系统。在实际工作中，有些市政单位忽视了对网络数据信息平台的建设，以节省成本。所以，在任何时候，都有可能会有人故意偷盗建设项目的资料。在网络攻击、网络攻击市政单位的数据、信息平台时，企业毫无防范之力。而在建设项目建设中，企业信息技术的运用和BIM 技术的迅猛发展，往往会造成企业信息管理者的工作仓促。

3.3 无法生成系统图

鉴于Revit 软件的自身属性，在设计绘制完各楼层平面图后，无法生成对应的系统图。这部分相对于AutoCAD 来说会处于劣势，因此，设计人员仍倾向于使用AutoCAD 软件来完成电气系统图的绘制。

3.4 延长设计时间

市政设计中想要使用BIM 技术取得较大成效，就需要各专业提高创建模型的完整度、准确度以及精细度。想要提高模型的精细度需要一定的软件操作能力及时间去完善，但目前项目的设计周期比较短，时间紧张，没有充足的时间去完善相关专业的模型。

4 电气设计阶段中BIM 技术的具体应用

随着科技水平的提高，设项目的信息化程度也逐步提高，BIM 技术在电气设计领域得到了越来越多的应用。在市政设计中，将BIM 技术与GIS 有机地结合起来，能够建立相关的数据模型，并进行相应的评估，进行合理的分析，使设计与决策更具科学性。BIM 技术能够实现设计的可视化，也就是利用相关的可视化工具对市政电气进行逼真的仿真，从而使设计者能够从立体的视角做出相应的设计，更好地展示出设计的效果。

4.1 BIM 技术在数据系统中的应用

BIM 技术基于数字化技术。在综合开发和使用中，数据的处理与储存是可能的。在模拟功能方面，对各类模拟与数字结果进行了充分的应用。同时，BIM 技术的应用还必须建立在科学的体系模型基础上，并充分运用BIM 技术对其进行数据的处理和收集[4]。基于不同的输入信息，并根据设项目的技术特征，构建了一套完整的设数据处理系统。数字化技术在设计、施工、管理、技术等方面得到了广泛的应用。通过对工程项目的实际操作及工艺分析，可以看出，设计资料的储存与控制也是十分重要的。

4.2 BIM 技术于配电系统设计当中的运用

配电体系是电气体系当中核心部分之一，需综合项目全局考虑，借助BIM 模型对工程内相关数据进行收集整理，可以全面分析建设配电系统，合理规划配电机房位置、相关综合管线路由等，能对配电系统的整体构件和局部重点位置直观展示，并输出总机的相关属性和对应列表，对其检查，避免细节问题。

4.3 BIM 技术于照明系统设计当中的运用

现阶段，BIM 技术在照明设计中被广泛应用，设计人员能够通过三维模型的建立，实现了电气设计的可视化，把众多数据实施存储，提供给各参建人员全面、精准的数据。电气设计人员在现实设计进程中，可依照模型输出的数据，逐步细化和优化设计方案。要使BIM技术在照明系统设计中充分发挥作用，应当将下述3点内容做好：①对于市政照明设计所需的相应数据应全部输入BIM 三维模型中，需保证数据信息的精准性。②编制设计相关的各项报表时，可在BIM 三维模型中导出对应的报表清单。③由于模型中包含了光源、相关材质等信息，可以实现照明设计制图、计算、渲染等相关步骤的集成[5]。

4.4 BIM 技术于弱电系统设计当中的运用

弱电系统的设计需要多个设计环节的辅助，应用BIM 技术，经过多个流程开展优化以及协调，例如弱电室的布置和弱电设备的合理布置，应当依照市政构造设计对其现实耗能进行明确，使得远程监控获得实现。例如，应用BIM 技术，可以全面开发建筑暗房、门禁、管道等系统的设计，BIM 系统可以通过三维模型直接绘制安全监控摄像头，摄像机的视角、监控区域、状态和其他信息可以显示在BIM 系统3D 模型中，一方面，可以将显示的内容提供给第三方视角进行查看，另一方面，可实现实时查看和历史视频显示。

4.5 电气族库的创建

三维模型和二维模型的建立有以下区别：二维模型需要符合相应的国家规定标准开展相应标注以及定义工作，三维模型应当对其形象和尺寸实施定义。除此之外，受到族库类型、型号规格以及厂家等方面作用，同一种构件尺寸一般会存有不同差异，所以，应当依照现实状况对其开展重新定义。

基于BIM 工艺还能够对于关键装置开展远程把控，将项目当中的独立运行装置经过RFID 等工艺汇总至统一平台上开展控制以及管理，经过平台汇总数据能够对于相应装置运行状况做到详细了解。

4.6 管线的碰撞检测

BIM 技术在市政电气设计中的运用，可以使资源更合理、更科学地配置，有效地避免了由于物料调配和管理上的错误而导致的损失和浪费。BIM 技术在工程建设中的运用有：①碰撞探测。碰撞检测是指在工程建设初期，利用BIM 技术的三维可视化功能，可以降低设计过程中的误差，并对管线的布局进行优化，从而达到对工程的交底与仿真。②应用三维图形处理方式得到最佳的设方案和解决措施，使得原始2D 设计模式中存在的缺、错、碰、漏以及碰等问题减少，使得设质量以及效率获得提升。③基于BIM 工艺运维管理能够对于复杂室内和室外管网进行处理，像是排水管道、电缆等方面，在平面图上获得相对位置关系。

4.7 BIM 技术在实施中的应用

数字市政工程技术着重于对电气设计的模拟和数据的处理。利用BIM 技术，对所涉及的数据进行了全面的处理。另外，系统的分离也是一个很重要的问题。掌握信息化应用软件的种类，对重点工程信息进行系统化管理，并对其进行各种控制。BIM 技术中存在着跨界作业的问题。在进行结构分析时，利用BIM 技术可以确保在经过数字化建模后的电气设计能够达到要求。BIM技术把复杂的结构都集中到了三维空间，需要员工清楚地了解设流程和具体的内容。工程建设中存在着各种缺陷和安全隐患。要以科技创新为依据，对其进行分析，使其真正发挥其应有的作用。例如，在用传统的设计方法绘制电气管道和电缆桥架时，可能无法清晰直观地显示电气管道的类型、规格和安装位置；应用BIM技术，软件中的截面功能可以对管道、电缆桥架和设备的绘制进行连接和调整，可以在3D 视图中预览，非常清晰、直观。

4.8 应急保障管理

经过BIM 技术与物联网工艺结合运用，使日常中能源的管理监控更为便利。规避能源浪费问题产生，及时对于异常能源应用状况开展标识与警告。通过应急系统对相关感应器的实时监测等手段，及时预处理，避免发生应急事件。当发生应急事件时，控制中心会及时收到相关报警，并能快速查询到设备的状态和相关部件的周边情况，对于人群的及时疏散以及灾情处理提供关键信息。

5 BIM 技术应用展望

BIM 技术在我国使用已有10 余年，近些年随着从中央到地方不断的出台相关政策，BIM 技术已经成为重难点工程的必备技术之一，越来越多的企业开始重视BIM 技术。对于目前BIM 技术的不足之处，将随时间一步一步消除，BIM 技术人员将越来越多，相关专业软件及插件能实现更方便快捷地画图及出图，在提高设计效率的前提下保证设计质量。

6 结语

市政电气设计过程中，BIM 技术运用的效能已经获取了一定行业的共识，对数据资源进行充分挖掘变成“知识服务经济”，相关行业应当持续进行探索，围绕建设项目的新模式、新业态，加速推进向运维、设计等方向“前展后延”。BIM 技术在电气设计中的运用，使设质量、设效率得到了很大的提升，同时也克服了以往设中的一些弊端，对整个市政业都有很大的推动作用。因此，在BIM 技术的推广和运用上，必须加强BIM 技术的培训，以发挥出BIM 技术在电气工程设计中的作用。