肖 慧
（广州快速交通建设有限公司，广东 广州 510000）
当前我国经济发展状况非常好，各行各业都得到了很大的发展。计算机模型的产生推动了各类技术方法在建筑工程中的应用，大大提高了施工的工作效率。BIM 技术是将计算机技术和信息技术巧妙地结合在一起，能够实现信息数据的整合，从而形成一个立体的可视化模型。而通过建立三维建模等方法，可以模拟出机电施工过程，从而快速发现问题，从根本上解决问题，对确保工程的质量和安全起着重要的作用。
BIM 技术由于其自身的技术特性和优越性，在高速公路的机电工程建设中有着举足轻重的地位，它在建筑工程建设应用中，可以通过构建系统的信息模型，使工程信息可视化。由于传统的高速公路机电工程安全质量管理还不够完善，采用BIM 技术可以对施工过程进行动态管理，并以模型化的方式对末端点位进行检验，从而有效避免了施工过程中的各种问题影响，最终使成本和费用得到很大控制。比如在机电工程中，管道的冲撞问题比较普遍，从而导致工期延误和返工问题，给企业成本管理带来了很大的压力。而应用BIM 技术能够有效完成点位的检验，保证对工程设计图纸的指导[1]。
2.1 有利于控制项目设计的变更
高速公路机电工程项目涉及到的工程项目比较多，其施工管理也比较繁琐，从而导致在设计和施工中出现与工程实际不符的问题，或因实际状况而导致计划变化，进一步影响机电工程的实施。利用BIM 技术对工程设计中出现的问题进行检测，能够对工程设计中出现的问题进行有效控制。
2.2 有利于收集全面的信息
BIM 技术除了能够有效输入各种参数之外，还可以建立起一个立体的高速公路机电工程三维模型，使技术人员能够更直观、更全面地了解工程的具体情况。繁杂的信息存在于高速公路的机电工程项目管理中，如运行参数等，因此通过BIM 技术可以将这些信息进行集成，形成一个数据库，并通过BIM 技术进行信息数据的统一管理和识别。针对某些具体厂商和成本开支信息，建议通过后台建立相应的资料库，方便施工管理者以后的查询，同时加强了信息检索与查询的功能，有利于收集全面的信息。
2.3 有利于实现信息分享
通过计算机建模技术，可以将项目的二维平面图转换成三维图形，大大提高工程数据的可见性，真正实现与模型的一一对应，并在需要的情况下对模型进行转动，从而有效满足各个方向观测模型的要求。同时将BIM 技术作为关键技术手段，能够及时更新模型和施工进度，建立信息共享平台，确保高速公路机电工程项目各参与方共享信息的有效性，防止信息共享渠道不畅通等问题，从而进一步保障机电工程项目的施工效率。
2.4 有利于控制施工成本
高速公路机电工程项目涉及的范围很广，各环节之间的不协调会导致工程造价过高，从而导致工程造价的上升。运用BIM 技术可以对工程的整个生命周期进行全面管理，使工程各环节之间从整体到局部进行合理统筹，从工期、质量、成本等多个角度来控制工程造价，达到工程造价控制的目的，为机电工程的设计、安装等全生命周期提供坚实的保证[2]。
3.1 BIM 技术在高速公路机电施工中的风险管理
高速公路机电工程由于其本身的复杂性，使其在工程建设过程中存在诸多影响因素，既造成了工程造价的压力，又使工程质量和安全管理变得十分困难。机电工程项目管理的风险监控是一项具有高度专业性的工程项目，它直接关系到工程工期、造价和质量。通过对工程建设中可能存在的危险进行预控制，然后运用现场调查法、专家调查法等调查方法，对工程建设进行全方位的安全管理。比如在高速公路机电工程施工过程中，有时会遇到地质条件较差，导致施工场地出现较大的截面，使施工难以进行的情况，通过BIM 技术可以全面了解工程的使用需求和施工环境，并根据工程地质环境的不同，提前进行BIM 模拟设计。此外，BIM 技术是一种动态的工程预警系统，它可以实现对项目建设过程中的动态质量管理，当出现项目费用管理异常情况时，可以及时预警。BIM 技术的预警功能在工程管理中的运用，能够对风险的类型、等级和影响程度进行有效的评价，并以数字的方式表示[3]。同时，BIM 技术能够将项目的数据与信息进行关联显示，并将以往的项目管理经验与教训整合起来，对施工中的风险进行管控。
3.2 BIM 技术在高速公路机电施工中的进度管理
在高速公路机电工程中，施工进度管理是一项重要的工作，工程的进度管理成效对工程的工期和造价有很大影响。BIM 技术应用于高速公路机电施工中进度管理的第一个步骤就是对工程进度进行精细的分析，在BIM 技术的基础上，将施工进度规划的内容输入到数据系统中，利用云平台和集约管理的能力，将施工进度规划细化为以日进度为基础、周进度为评价重点的精细施工进度管理体系。在施工进度管理中，各层次的领导都需要利用BIM 技术的综合功能，将各个子系统的进度信息定期地上传到机电工程的数据系统中，以便于项目经理对项目的实施进行评价。第二个步骤是动态控制建设项目的进度。在高速公路机电工程建设中，施工进度管理者的工作重点是通过BIM 技术，把工程的收费、监控等建设进度与施工进度进行比较，以确定两者的不同。结果表明，BIM 技术在机电工程中的应用是有效的，而如果出现了工程工期的延误，则需要进一步分析、比较每天的工程进度状况，从而找到造成工程进度变动的主要因素，并根据具体原因制定相应的措施，进行工期的控制。
3.3 BIM 技术在高速公路机电工程施工中的应用
3.3.1 针对施工过程实行动态管控
机电工程的设备复杂，与其他专业的交叉施工都比较密集，需要更高的系统集成，除了对操作团队的技术水平要求很高之外，还要在施工期间对工程环境和设备的安装部位进行动态控制。在野外环境调查的基础上，需要将设备的尺寸、重量、高度、宽度、长度等信息输入到BIM 系统中，并根据设备类别、数量、安装部位和安装形式，结合施工特点和技术要求，采用BIM 技术相应地显示重点、难点，“暴露”隐蔽工程或隐蔽点，并对其他可能出现的交叉/重叠的影响因素进行分析，在施工中及时调整方案。
3.3.2 优化处理现有的施工方案
机电工程的设计很难做到包罗所有的施工环节，也很难保证设计的合理性与可行性。因此，必须利用BIM 技术对机电项目的施工进行仿真，找出设计图纸、现有施工方案中的不合理之处。在此基础上对设计方案进行优化和调整，防止在以后的施工中发生工程变更、返工等，从而影响到项目的进度和经济的损失。在实际工程中，利用BIM 技术，对电缆敷设、设备安装等各个环节进行仿真，以达到最优的控制效果，从而使项目的管理水平得到明显的提升。
3.3.3 加快设备安装进度
机电工程实际安装时，难免会出现装配精度不高的问题，根据以往的经验一般都是现场打磨或修理，对工程进度、质量和资源造成一定的负面影响。当BIM 技术与设备安装施工相适应后，就能灵活地利用BIM 技术对预装设备进行参数化提炼，委托生产厂家根据图纸进行加工、编码、设备安装的数字化管理，产品到达后根据代码进行组装，既能加速设备的安装速度，又能降低资源的浪费，提高项目的质量。
3.4 BIM 技术融合运维管理模式的应用
建立运行管理的组织结构，健全运行管理体系，把用户的信息放在BIM 技术模型中，提高系统的安全性。根据客户的要求将机电设备按运行状态进行有效分区，重点对重要的设备和系统进行监测。根据高速公路机电设备的布设位置图，结合BIM技术对相应的模块进行添加和标识，使管理数据化和模块化。为了进一步提高机电设备的运营管理，构建了一个以物联网为基础的前端数据采集系统，对整个机电系统的运行状况进行监测。运维系统BIM 模型包括现场设备层、网络通信层、管理应用层三层结构，具体如图1 所示。
图1 基于BIM 技术的运维管理架构
3.4.1 现场设备层的工作，主要是收集现场设备的操作资料，获得最新的操作资料，并把资料传送到管理应用层，方便技术人员对其进行科学的控制，其中传感器、执行器、输入/输出扩展模块、控制器等构成了系统的主要功能。该传感器能实时地记录机械设备的工作状态，包括温度、湿度、流量等。通过对传感器所获得的有关数据进行逻辑计算，并将计算的结果传送到执行机构，以便执行相应的调节。通过多个基本单元，实现对机电设备的实时监控，获得设备的最新运行情况，为高速公路工程的机电安全管理提供良好的先决条件[4]。
3.4.2 网络通信层主要负责现场设备和管理应用层之间的通信。目前已有的研究是利用CAN 总线来实现数据的传递，把各种机电设备与总线连接起来，从而达到更好的通信效果。
3.4.3 管理应用层由打印设备、工作站、交换机、服务器等设备构成，其功能是监控、显示、分析等。员工通过监控设备的操作状况来实现对设备的监控，如果发生故障应通知有关人员进行检修，以确保设备的正常运转。
3.5 BIM 技术在成本管理中的应用
高速公路机电安装工程项目比较复杂，各子项目之间又有交叉。运用BIM 技术，对各工程进行预设，并根据相关的规划战略，进行成本估计，利用BIM 技术对各影响因素进行分析、判定，为工程造价、进度管理工作提供依据。利用BIM 技术进行仿真可以将有关数据进行存贮，并将仿真结果与相应规划方案进行比较，从而直观地掌握工程的具体情况和有关的资料，从而避免在施工中造成不必要的资源浪费和经济损失，从而达到对工程造价的精确控制。
3.6 BIM 技术在项目施工完成后评价管理的应用
高速公路机电工程项目竣工后，通过对该项目的评估可以为以后的新项目提供有益借鉴。在此基础上，利用BIM 技术在时间维度上真实地记录和反映工程变更的发生次数、原因和结果，以便对工程建设的各个阶段有一个完整的认识，便于对工程的数据进行记录、分析、总结和评估。
综上所述，BIM 在高速公路机电工程建设中的应用非常重要，可以在计算机上构建出一个三维的模型，从而达到对工程的直观仿真，因此有关单位坚持以实际为本的工作方针，注重BIM 技术在工程建设中的应用和实践，并根据不同的施工阶段对BIM 技术提出不同要求，从而使高速公路机电工程的项目管理效率和管理水平得到全面提高。
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