文/姜?jiǎng)P鐘

1 前言

我國(guó)公路工程建設(shè)呈現(xiàn)出高質(zhì)量發(fā)展的趨勢(shì)，而在公路工程建養(yǎng)一體化中應(yīng)用BIM 技術(shù)，可以做到對(duì)公路工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)營(yíng)維護(hù)的全壽命周期技術(shù)管理與創(chuàng)新應(yīng)用，通過(guò)建立BIM 公路一體化管理模型，提出公路工程建設(shè)中可能出現(xiàn)的關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)與技術(shù)對(duì)策，從而最大限度地確保公路工程建設(shè)的安全要求，有利于更好地實(shí)現(xiàn)公路運(yùn)營(yíng)效益的最大化。

2 BIM 技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 模型的可視化

在公路工程建設(shè)中使用BIM 技術(shù)，能夠更好地實(shí)現(xiàn)以三維信息模型作為載體，針對(duì)公路工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工以及運(yùn)維的方式，最終使公路工程的整個(gè)建設(shè)過(guò)程變得更加直觀可視，有利于方便施工中的溝通與交流[1]。

2.2 模型的關(guān)聯(lián)性

針對(duì)那些可識(shí)別的相關(guān)關(guān)聯(lián)信息，當(dāng)信息模塊中的某個(gè)對(duì)象發(fā)生變化后，會(huì)及時(shí)對(duì)之前關(guān)聯(lián)的信息進(jìn)行更新。因此在BIM 技術(shù)中，這些信息模型都具有一定的關(guān)聯(lián)性。

2.3 模型的優(yōu)化性

在公路工程使用BIM 技術(shù)進(jìn)行建模，需要不斷地對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，只有不斷地優(yōu)化，才能使整個(gè)公路工程建設(shè)變得更好；而B(niǎo)IM 技術(shù)利用數(shù)字模型的優(yōu)化方案，相比于其他方式具有更多的優(yōu)勢(shì)。

2.4 模型的完備性

除對(duì)工程對(duì)象進(jìn)行三維信息的表達(dá)外，通常BIM技術(shù)還有四維、五維等更多維度和屬性的信息描述，可以為相關(guān)管理者做出適宜的管理決策做良好的支撐。

3 公路工程施工階段的BIM 技術(shù)應(yīng)用

3.1 做好GIS 模塊的應(yīng)用

通常將航空影像與數(shù)據(jù)衛(wèi)星信息進(jìn)行融合后，利用GIS 模塊可以實(shí)現(xiàn)快速傳遞到BIM 公路建養(yǎng)一體化的平臺(tái)上。這種方式能夠更好地規(guī)劃公路工程的相關(guān)施工以及對(duì)周邊地形的有效匹配，并確保對(duì)平臺(tái)項(xiàng)目相關(guān)的空間地理地貌等信息的搜索和查詢[2]。經(jīng)過(guò)搜索與查詢功能后，最終可以簡(jiǎn)單快速地實(shí)現(xiàn)對(duì)公路工程空間測(cè)量和功能性的分析。

3.2 電力及管線改造

加強(qiáng)對(duì)電力和管線等項(xiàng)目的有效改進(jìn)，其主要目的是對(duì)建筑項(xiàng)目的快速實(shí)施，而這些改造項(xiàng)目一般牽涉到與多個(gè)單位的溝通與協(xié)調(diào)。在公路工程建養(yǎng)一體化的應(yīng)用中，對(duì)電力和管線進(jìn)行遷移與改造時(shí)，由于這些線路深埋地下，不但會(huì)給施工帶來(lái)極大的阻礙，同時(shí)也會(huì)給整個(gè)施工帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患，最終影響到整個(gè)公路施工進(jìn)程。但使用BIM 技術(shù)建立出相關(guān)的信息模型后，可以將公路施工中需要的單位、電力、管線等模型信息囊括下來(lái)，方便與各個(gè)單位和部門之間的有效溝通協(xié)調(diào)，最終也能在很大程度上方便施工管理部門進(jìn)行有效施工管理。

3.3 可視化技術(shù)交底

在BIM 技術(shù)中，可視化技術(shù)交底工作占有非常重要的作用，在所有施工的相關(guān)步驟根據(jù)圖紙進(jìn)行時(shí)，由相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行理解和解讀，才能有效指導(dǎo)工人進(jìn)行施工。而應(yīng)用BIM 技術(shù)進(jìn)行可視化操作時(shí)，將圖紙以三維立體的視角呈現(xiàn)給施工人員后，有利于快速避免公路工程中因?yàn)閷?duì)圖紙理解不到位而出現(xiàn)的施工風(fēng)險(xiǎn)。并且，可視化技術(shù)交底還能提升項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中的溝通與交流效率，促使整個(gè)公路工程的施工效率得到有效提高。

3.4 圖紙的管控

通過(guò)構(gòu)建一體化平臺(tái)可視化技術(shù)，有利于實(shí)現(xiàn)公路工程中對(duì)施工圖紙二維化以及三維化的有效轉(zhuǎn)換，也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)這些施工圖紙的快速儲(chǔ)存。良好的一體化平臺(tái)使得施工圖紙快速轉(zhuǎn)換后，還能更好地幫助施工人員理解圖紙，也能為后期的工程項(xiàng)目提供足夠的信息查閱內(nèi)容。

3.5 虛擬構(gòu)建施工

在公路工程項(xiàng)目的建設(shè)中，對(duì)于重點(diǎn)公路工程的建設(shè)，需要重點(diǎn)注重公路施工技術(shù)，這是因?yàn)橹攸c(diǎn)公路項(xiàng)目往往涉及人們的生命安全?；诖?，利用BIM 技術(shù)構(gòu)建出虛擬模型的方式，同時(shí)在虛擬模型的建造和使用時(shí)，可以快速做到對(duì)施工方案的有效審核，甚至還能對(duì)施工設(shè)計(jì)方案做到工程有效驗(yàn)收，良好的虛擬模型對(duì)于項(xiàng)目施工的可行性、合理性都有著直觀的展示。所以在公路工程建養(yǎng)一體化施工中，提前做好虛擬構(gòu)建，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的各種問(wèn)題和缺點(diǎn)，在施工中盡量避免，最終能夠提高公路施工的效率。

4 運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段中對(duì)BIM 技術(shù)的應(yīng)用

4.1 與工務(wù)安全檢測(cè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合

針對(duì)工務(wù)安全檢測(cè)，可以有效提供足夠安全的監(jiān)測(cè)和管理信息的統(tǒng)一化需求，并為工務(wù)設(shè)備的檢測(cè)提供足夠的技術(shù)和數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)這種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)公路日常狀態(tài)的監(jiān)測(cè)時(shí)，還能對(duì)指定區(qū)域路段的基本狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境災(zāi)害、工務(wù)機(jī)械車作業(yè)等的監(jiān)控。為了更好地確保公路運(yùn)營(yíng)階段對(duì)多源數(shù)據(jù)的有效整合，在利用BIM 技術(shù)進(jìn)行運(yùn)維管理時(shí)，需要從開(kāi)發(fā)工務(wù)安全檢測(cè)的設(shè)計(jì)接口進(jìn)行，才能更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)收集和處理分析，避免出現(xiàn)多個(gè)電子信息系統(tǒng)相互獨(dú)立的情況發(fā)生，方便更好地進(jìn)行管理，使工作效率得到大幅度提升。

4.2 管養(yǎng)知識(shí)庫(kù)

公路結(jié)構(gòu)全部位于外界環(huán)境中，在不同地區(qū)會(huì)受到不同環(huán)境的影響，因此公路工程在結(jié)構(gòu)的服役期間，會(huì)經(jīng)常發(fā)生各種各樣的病害問(wèn)題。針對(duì)公路運(yùn)維管理時(shí)，需要對(duì)這些病害進(jìn)行歸類、分析，同時(shí)在維修養(yǎng)護(hù)時(shí)，還需要構(gòu)建出對(duì)應(yīng)的知識(shí)庫(kù)，使公路工程建設(shè)可以積累大量的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，也為以后的公路病害問(wèn)題分析提供了足夠的信息資料。而在公路工程建養(yǎng)一體化的應(yīng)用中，必須要根據(jù)公路結(jié)構(gòu)中呈現(xiàn)出來(lái)的病害特征以及劣化速率等情況規(guī)范對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程，最終有利于提高公路的管養(yǎng)水平，確保公路在發(fā)生病害時(shí)，能夠快速對(duì)其病害進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，使公路的質(zhì)量得到最基本的保證。

4.3 設(shè)備和資料的一體化管理

在公路工程中建立對(duì)應(yīng)的設(shè)備臺(tái)賬，并和空間實(shí)體對(duì)象做好一定的關(guān)聯(lián)后，能夠?yàn)槭┕ぬ峁┳罴言O(shè)備的選擇服務(wù)。一般情況下，采用較為模糊的搜索方式，然后列出搜索結(jié)果的列表，并確定對(duì)應(yīng)的雙擊列表選項(xiàng)，可以更好地指定到對(duì)應(yīng)的設(shè)備中，同時(shí)通過(guò)不同的快速導(dǎo)航方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備的快速定位分析，并做好相應(yīng)的設(shè)備臺(tái)賬編輯以及維護(hù)工作。在公路工程建養(yǎng)一體化應(yīng)用中，使用BIM 技術(shù)必須按照施工圖紙、驗(yàn)收資料、辦公文檔等進(jìn)行分類，隨后針對(duì)系統(tǒng)集成窗口中實(shí)現(xiàn)的工程結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行有效追溯，才能更好地方便維護(hù)人員對(duì)其有效使用。

4.4 數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)

在物聯(lián)網(wǎng)廣泛普及并應(yīng)用的當(dāng)今社會(huì)，使用一體化數(shù)字管養(yǎng)系統(tǒng)可以針對(duì)BIM 技術(shù)模型展開(kāi)的公路工程結(jié)構(gòu)運(yùn)行的監(jiān)控參考指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多源多維數(shù)據(jù)的可視化以及相關(guān)性的分析研究，如圖1 所示。然而只有梳理出公路工程結(jié)構(gòu)的性能以及評(píng)價(jià)的基本指標(biāo)體系，才能有效制定出相應(yīng)的建養(yǎng)對(duì)策，并通過(guò)BIM 技術(shù)進(jìn)行運(yùn)維管理，最終能夠有效地指導(dǎo)公路結(jié)構(gòu)和使用狀態(tài)的維護(hù)工作，這也是一種全新且高效的管理和養(yǎng)護(hù)模式。

圖1 BIM 模型在數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)中的模型

4.5 輔助培訓(xùn)新員工

在基于BIM 技術(shù)進(jìn)行多維管理虛擬的過(guò)程中，不僅能將公路結(jié)構(gòu)等信息完整準(zhǔn)確地展示出來(lái)，同時(shí)還需要將對(duì)應(yīng)的緩解問(wèn)題庫(kù)以及相關(guān)的解決應(yīng)急方案展示出來(lái)。只有這樣，才能使新員工可以快速學(xué)習(xí)，這種方式相比于二維圖紙資料的學(xué)習(xí)而言，效果會(huì)好很多，也不會(huì)因?yàn)閱T工的變化而造成工作效率和工作水平的波動(dòng)，這是一種非常高效率的培訓(xùn)方式。

5 BIM 技術(shù)對(duì)大數(shù)據(jù)的分析和挖掘

通常情況下，在公路工程建養(yǎng)一體化中應(yīng)用BIM技術(shù)時(shí)，需要通過(guò)對(duì)施工和運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行研究與分析，從而能夠有效展開(kāi)大數(shù)據(jù)的管理和對(duì)應(yīng)的研究工作。而如果采用傳統(tǒng)的工具進(jìn)行數(shù)據(jù)的有效組合時(shí)，需要經(jīng)過(guò)篩選、關(guān)聯(lián)、計(jì)算、排重等相關(guān)分析，并利用分類、預(yù)測(cè)等主流技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息的探索以及可視化工具的數(shù)據(jù)價(jià)值應(yīng)用。在對(duì)公路工程基礎(chǔ)的研究研發(fā)中提供了必要的數(shù)據(jù)技術(shù)支撐，這也是BIM 技術(shù)核心理念的主要價(jià)值，也是利用BIM 技術(shù)為手段的最終服務(wù)目標(biāo)。

6 結(jié)語(yǔ)

以BIM 技術(shù)為核心的公路建養(yǎng)一體化應(yīng)用，通過(guò)融合數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)應(yīng)用等創(chuàng)新模式，從而能夠形成高度自動(dòng)化、規(guī)范化和流程化的公路工程信息管理機(jī)制。以BIM 技術(shù)作為核心的信息標(biāo)準(zhǔn)化，不但能夠提高工程施工的管理水平，同時(shí)也能為工程養(yǎng)護(hù)提供重要的借鑒措施，最終引領(lǐng)我國(guó)公路工程向著良好的方向發(fā)展。