胥婷、華實、林渡、黃聰

（1.湖南省高速公路集團有限公司長沙分公司，湖南 長沙 410100；2.湖南省交通科學(xué)研究院有限公司，湖南 長沙 410015；3.衡陽公路橋梁建設(shè)有限公司，湖南 長沙 410100）

0 引言

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，BIM 技術(shù)應(yīng)運而生，并憑借自身的諸多優(yōu)勢，在建筑領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。高速公路機電工程建設(shè)，事關(guān)國計民生，保證其建設(shè)質(zhì)量至關(guān)重要。利用BIM 技術(shù)管理高速公路機電工程項目，具有突出的優(yōu)勢，能夠有效減少各個專業(yè)之間的沖突，實現(xiàn)協(xié)同化、高效化、優(yōu)質(zhì)化作業(yè)，可更好地滿足高速公路機電工程項目管理需求。

1 BIM 技術(shù)的特點概述

1.1 可視化

可視化是BIM 技術(shù)的重要特征之一，借助BIM 工具，可實現(xiàn)可視化設(shè)計、可視化施工、可視化設(shè)備操作、可視化管線碰撞等，使施工全過程可視化。例如，在可視化施工模式下構(gòu)建建筑信息模型，并進行虛擬化施工，能夠全方位呈現(xiàn)施工動態(tài)，保證施工質(zhì)量及施工安全。

1.2 一體化

BIM 技術(shù)的一體化特征，指的是將各個專業(yè)施工內(nèi)容整合到同一個建筑信息模型中，進行生命周期一體化管理，能使各個專業(yè)施工更加密切，達到更高的施工效率和質(zhì)量，同時提升一體化管理水平。

1.3 參數(shù)化

BIM 技術(shù)的參數(shù)化特征，指的是利用BIM 技術(shù)實現(xiàn)參數(shù)化建模，通過調(diào)整建筑信息模型的各項參數(shù)值，即可建立全新的模型，可為建筑施工作業(yè)提供更加有效的指導(dǎo)與參考。同時，參數(shù)化設(shè)計下，建筑信息模型能夠?qū)崿F(xiàn)對各項不變參數(shù)的自動化維護。

1.4 仿真性

仿真性是BIM 技術(shù)的一項重要特征，主要體現(xiàn)在對建筑物性能分析仿真、施工仿真、施工進度仿真模擬、運維仿真等方面。以施工仿真為例，可仿真優(yōu)化施工方案，自動化仿真計算建筑工程量，仿真模擬施工內(nèi)容，進而消除施工過程中的干擾及沖突。

1.5 協(xié)調(diào)性

協(xié)調(diào)性亦是BIM 技術(shù)的一項重要特征，包括協(xié)調(diào)化設(shè)計、施工進度協(xié)調(diào)、成本預(yù)算協(xié)調(diào)、運維協(xié)調(diào)等。以運維協(xié)調(diào)為例，能夠協(xié)調(diào)化管理建筑空間、施工設(shè)施設(shè)備、隱蔽性工程、節(jié)能減排、消防應(yīng)急等，提升建筑工程運維管理水平。

2 高速公路機電工程系統(tǒng)組成分析

2.1 供配電系統(tǒng)

高速公路的運營離不開電力資源的支撐，因此供配電系統(tǒng)是機電工程施工的重要內(nèi)容，要充分保證供配電系統(tǒng)的建設(shè)質(zhì)量，為高速公路各個部門持續(xù)不間斷地供電。高速公路機電供配電系統(tǒng)由兩部分組成：

一是高壓供電模塊。

二是低壓供電模塊，這兩個模塊協(xié)同配合，進而保證機電工程供配電系統(tǒng)的正常運行，為高速公路的運營提供重要的動力來源。

2.2 收費系統(tǒng)

收費系統(tǒng)是高速公路機電工程系統(tǒng)中的重要組成部分，無論是人工收費站還是ETC 快速收費車道，其運行均離不開收費系統(tǒng)的支撐。高速公路機電工程收費系統(tǒng)的運行，需要遠程對講機、監(jiān)控設(shè)備、計算機系統(tǒng)的參與，收費系統(tǒng)主要由收費中心、收費站、收費通道等分組成，各部分協(xié)同配合，進而實現(xiàn)對通行車輛的快速、準確計費和扣費。

2.3 通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)在高速公路中發(fā)揮著重要的作用，是機電工程項目建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容之一。通信系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)傳輸通信、圖像傳輸通、語音傳輸通信等多重功能，能夠保證高速公路中的各項運營信息、車輛信息能夠高效、準確地傳達至高速公路交通中心，為故障處理提供依據(jù)，保證高速公路安全運營。

2.4 監(jiān)控系統(tǒng)

在高速公路機電工程建設(shè)中，監(jiān)控系統(tǒng)是一項重要的內(nèi)容，借助監(jiān)控系統(tǒng)可實時監(jiān)控高速公路中的各個路段，進而為交通事故處理、交通擁堵疏散等提供重要的依據(jù)。在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，路面監(jiān)控系統(tǒng)是關(guān)鍵，用于監(jiān)視高速公路干線，便于管理部門實時掌握交通狀況，保證高速公路的安全性和通暢性。

3 BIM 技術(shù)在高速公路機電工程中的應(yīng)用要點研究

3.1 應(yīng)用于機電工程設(shè)計中

高速公路機電工程施工前，做好設(shè)計工作至關(guān)重要，前期的設(shè)計情況很大程度上決定后期的施工質(zhì)量。因此，要明確機電工程設(shè)計的重要意義，并將BIM 技術(shù)應(yīng)用于機電工程設(shè)計環(huán)節(jié)，以達到更加理想的設(shè)計效果。

3.1.1 可視化展示設(shè)計

高速公路機電工程設(shè)計工作涉及多方面的內(nèi)容，極易出現(xiàn)設(shè)計缺陷。而應(yīng)用BIM 技術(shù)，可實現(xiàn)機電工程可視化展示設(shè)計、全過程建模，結(jié)合圖紙及各項機電工程數(shù)據(jù)，利用專業(yè)軟件分別構(gòu)建機電工程分項BIM 模型，便于管理者更加直觀地了解機電工程的布局，進而更好地落實機電工程施工設(shè)計工作，保證設(shè)計圖紙與施工方案的可行性。

3.1.2 二次深化設(shè)計

機電工程施工設(shè)計復(fù)雜，若存在設(shè)計缺陷，會對整體施工效果產(chǎn)生極大的負面影響。為保證設(shè)計的可行性、有效性，必須做好二次深化設(shè)計工作?？山柚鶥IM 技術(shù)進行二次深化設(shè)計，構(gòu)建機電設(shè)備數(shù)據(jù)模型，并自定義各項參數(shù)，然后通過模擬的方式檢查設(shè)計方案的技術(shù)可行性、經(jīng)濟合理性，及時發(fā)現(xiàn)并糾正設(shè)計缺陷，保證設(shè)計質(zhì)量，為后續(xù)高速公路機電工程施工作業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

3.2 應(yīng)用于機電工程質(zhì)量管理

高速公路機電工程施工對質(zhì)量有著極高的要求，若機電工程建設(shè)存在質(zhì)量問題，會嚴重威脅高速公路的正常運營，而將BIM 技術(shù)應(yīng)用于機電工程質(zhì)量管理工作中，可有效提高質(zhì)量管理效果。

3.2.1 管線碰撞檢測

機電工程項目建設(shè)會涉及諸多內(nèi)容，由于專業(yè)管線多，極易出現(xiàn)不同專業(yè)管線相互碰撞、沖突的現(xiàn)象，若不進行妥善處理，會對機電工程施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。利用BIM 技術(shù)的可視化和模擬化特點，在建筑信息模型中導(dǎo)入各專業(yè)管線數(shù)據(jù)，快速模擬檢測是否會出現(xiàn)碰撞，并自動形成沖突報告，便于及時發(fā)現(xiàn)沖突位置并妥善處理，可減少后期設(shè)計與施工變更的概率，更好地保證機電工程的施工質(zhì)量。

3.2.2 施工技術(shù)仿真

施工技術(shù)對高速公路機電工程的施工質(zhì)量有直接影響，所以做好施工技術(shù)管理工作至關(guān)重要。應(yīng)用BIM 技術(shù)展開施工技術(shù)仿真模擬，基于規(guī)范標(biāo)準展開專業(yè)化的計算，確保所應(yīng)用的施工技術(shù)符合設(shè)計要求，保證施工技術(shù)應(yīng)用規(guī)范，可更好地控制機電工程施工質(zhì)量。

3.3 應(yīng)用于機電工程成本管理

高速公路機電工程普遍具有周期長、內(nèi)容多、任務(wù)重等特點，需要投入大量的資金，如果成本管理工作不到位，會增加不必要的成本投入，造成經(jīng)濟浪費，影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。將BIM 技術(shù)應(yīng)用于高速公路機電工程成本管理環(huán)節(jié)，能夠顯著提升成本精細化管理水平。

3.3.1 資源節(jié)約控制

搭建BIM 建筑信息平臺，可實時分析各個施工階段人工、材料、機械設(shè)備的消耗量和計劃成本，并利用資源曲線圖展示出來，便于機電工程項目管理人員直觀地看到各類材料的消耗情況，更準確地分析材料消耗量的變化情況，進而為后期的資源控制工作提供重要的依據(jù)，降低資源成本消耗。不僅如此，BIM 平臺還具備精細化查詢功能，相關(guān)管人員可通過BIM 平臺查詢某時間段內(nèi)人、料、機的消耗量，然后與預(yù)算展開對比分析，即可明確實際成本和預(yù)算成本的差異，便于及時進行成本糾偏，保證實際成本和預(yù)算成本的一致性，減少不必要的經(jīng)濟損失。

3.3.2 采購成本控制

高速公路機電工程施工對材料和設(shè)備的需求量巨大，部分施工單位在采購材料設(shè)備時，存在盲目性和隨意性，這容易導(dǎo)致材料設(shè)備積壓或缺失的問題，會對成本產(chǎn)生一定的影響。為避免此問題，可利用BIM 技術(shù)構(gòu)建三維立體信息模型，相關(guān)部門可將材料和設(shè)備采購需求及時上報，求并導(dǎo)入信息模型，借助模型明確材料和設(shè)備的采購數(shù)量、規(guī)格，進而編制出科學(xué)的采購計劃，保證各類物資能夠滿足機電工程的施工需求，同時降低庫存物資管理成本。

3.3.3 人工成本控制

機電工程項目建設(shè)需要大量的人員參與，因此人工成本較大，若人員配置不合理，則極易造成人員閑置，增加人工成本。而利用BIM 技術(shù)，則能更準確地測算機電工程項目各分項對勞動力的需求情況，進而結(jié)合機電工程量、施工作業(yè)要求等，科學(xué)配置勞動力。此外，借助BIM 模型計算每日工程量，進而配置每日的勞動力數(shù)量，不僅有助于更精細地進行人工成本控制，還能更有效地提升機電工程施工效率。

3.4 應(yīng)用于機電工程進度控制中

近年來，交通需求量與日俱增，這便對高速公路的建設(shè)速度提出了更高的要求，為確保更高效地完成高速公路機電工程項目，做好進度控制工作至關(guān)重要。將BIM 技術(shù)應(yīng)用于機電工程的進度控制中，可顯著提升進度控制效果。

3.4.1 施工模擬

在高速公路機電工程施工中，場地布局、安裝順序和方法、管線布置等諸多因素均會對施工進度產(chǎn)生影響，可能導(dǎo)致實際進度和計劃進度出現(xiàn)較大的出入，影響工程建設(shè)如期交付。在進度控制中應(yīng)用BIM技術(shù)，對各項施工內(nèi)容展開模擬作業(yè)，能夠直觀地看到施工情況，進而論證施工方案的可行性，可有效降低后期變更、重新施工的概率，有助于在規(guī)定期限內(nèi)完成施工作業(yè)。

3.4.2 技術(shù)交底

借助BIM 技術(shù)進行機電工程施工的技術(shù)交底，能夠幫助施工人員更加直觀地了解機電工程施工的技術(shù)要點、難點、關(guān)鍵點，并明確潛在的風(fēng)險和注意事項等，能讓施工人員心中有數(shù)，規(guī)范施工，進而提高施工效率和質(zhì)量，且有助于動態(tài)化地控制機電工程的建設(shè)進度，避免延誤工期。

3.4.3 工期優(yōu)化

搭建BIM 建筑信息平臺，并導(dǎo)入機電工程工期參數(shù)，便于讓項目部及時查詢到各個時間段對應(yīng)的工程量狀況，進而更加科學(xué)合理地制定每日、每周、每月的施工進度計劃，保證該計劃具有可行性，并結(jié)合進度計劃供給各項資源，保證滿足施工需求，避免資源不足影響施工進度，導(dǎo)致延期。

3.5 應(yīng)用于機電工程安全管理

高速公路機電工程項目建設(shè)，質(zhì)量第一，安全至上，做好安全管理工作是開展一切工作的前提。所以，施工單位應(yīng)提高安全管理意識，將安全管理工作落實到實處，將BIM 技術(shù)應(yīng)用于機電工程安全管理中，可有效提高安全管理工作成效。

3.5.1 場地安全布置

在高速公路機電項目施工中，場地布置是一項重要的工作，場地布置不合理，極易引發(fā)安全事故。一般情況下，機電工程施工現(xiàn)場的平面布置，可分為施工區(qū)、加工存儲區(qū)、辦公服務(wù)區(qū)等，各個區(qū)域的功能、施工內(nèi)容不同，安全隱患問題突出。為此，可利用BIM 技術(shù)進行機電工程施工場地布置，在建筑信息模型上擺放不同區(qū)域的設(shè)施設(shè)備，避免相互之間造成影響，此舉在提升場地利用率的同時，還能保證施工安全。如布置施工區(qū)時，需重點設(shè)置機械設(shè)備停放區(qū)，便于集中管理機械設(shè)備，滿足施工需求，同時能夠規(guī)避安全事故。

3.5.2 危險區(qū)域隔離與引導(dǎo)

高速公路機電工程現(xiàn)場施工作業(yè)時，存在諸多危險源，一旦發(fā)生事故，疏散及救援工作難度大，極易造成較大的財產(chǎn)損失，產(chǎn)生惡劣的社會影響，會阻礙機電工程建設(shè)的順利有序進行。所以，做好對機電工程施工現(xiàn)場危險區(qū)域的隔離與引導(dǎo)工作至關(guān)重要。可利用BIM 技術(shù)，對施工現(xiàn)場危險源進行三維立體模擬，明確危險源后，采取相應(yīng)的安全隔離措施，如設(shè)置警示標(biāo)志，并科學(xué)規(guī)劃相應(yīng)的逃生路線，保證機電工程現(xiàn)場施工的安全性，規(guī)避安全事故。

3.5.3 虛擬應(yīng)急演練

BIM 技術(shù)具有虛擬化、仿真化、可視化等特點，這也是其優(yōu)勢。借助BIM 技術(shù)，逼真地模擬現(xiàn)場環(huán)境，可實現(xiàn)對機電工程施工現(xiàn)場突發(fā)事故的虛擬應(yīng)急演練，構(gòu)建虛擬空間，讓虛擬的角色進行各項施工作業(yè)任務(wù)，并模擬可能產(chǎn)生的后果及處置措施，可幫助施工人員更好地掌握消除險情的方法。與此同時，BIM技術(shù)在施工人員安全培訓(xùn)方面也可起到重要的作用?？衫肂IM 技術(shù)的可視化和信息完備性等特點，搭建數(shù)字化安全培訓(xùn)數(shù)據(jù)庫，形成多維度的模擬環(huán)境，讓施工人員學(xué)習(xí)各項施工技術(shù)，并進行現(xiàn)場用電安全培訓(xùn)，使其充分掌握機械設(shè)備的使用技巧，提升全員的安全文明施工意識，此舉既能保證安全培訓(xùn)的效率，也能有效降低安全培訓(xùn)的時間、資金成本。

4 結(jié)語

綜上所述，高速公路工程建設(shè)，事關(guān)國計民生。機電工程項目是高速公路建設(shè)中的重要一環(huán)，要認真做好工程管理工作，將BIM 技術(shù)融入機電工程項目中，構(gòu)建BIM+機電工程項目管理體系，可實現(xiàn)對項目設(shè)計、施工質(zhì)量、施工安全、施工進度及施工成本的有效管控，提升高速公路機電工程項目管理水平，進而充分發(fā)揮高速公路的經(jīng)濟效益與社會效益，推動我國交通事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。