公路工程BIM技术发展路径研究

王琦 辽宁建筑职业学院

现阶段，工程建设行业随着整体经济潮流，从高速发展向高质量发展转型，面对多主体、多人员、多工种、多专业、多设备、多交叉、高技术的综合而复杂的系统工程，要做好安全生产，实现安全文明施工，就需应用系统、科学方法进行管理。建立“安全信息化+BIM”的数字化安全管理模式，将人、机、料、法、环等生产要素结合物联技术，融入BIM+GIS 三维空间，构建集成管理环境，有效提高企业管控效率；利用BIM技术构建仿真施工环境，进行培训交底、风险辨控、应急模拟演练，提高安全工作实效；将安全大数据与BIM 模型相结合，实现零距离的管理决策；提高企业自主管控效率的同时提升监管效能，降低安全风险和减少事故隐患，全面推进安全发展。

一、BIM的概念

对建筑信息模型（BIM）来说，主要应用了计算机信息技术，能够提升项目施工管理体系智能化和自动化水平。BIM 技术最早出现于美国，在二十世纪九十年代开始得到应用，但是直到现在未对BIM 技术作出统一、明确的定义。结合美国麦格劳·希尔建筑信息公司为BIM 技术的定义可知，其属于一种计算机数字模型，能够在建筑项目设计、施工等环节进行应用，能够为工程效率提供可靠保障，大幅度降低工程周期。结合美国标准化协会在BIM 技术上的定义可知，主要是建筑构件和功能特性的数字化表达。2002 年，美国Autodesk 公司制定了相应的BIM 技术方案，为建筑创新设计奠定了良好基础，促使建筑项目施工管理方式更加科学合理，有利于实时掌握项目施工进度情况，在先进管理平台支持下，提升了项目施工管理的效率与水平。

二、公路工程BIM技术发展路径

（一）公路工程BIM技术发展阶段

2017 年12 月交通运输部印发了《关于推进公路水运工程应用BIM 技术的指导意见》，文件中多次强调支持并鼓励相关单位积极研究和应用BIM 技术，将BIM 技术基础平台研发作为企业发展的长期战略任务，推动BIM 技术的广泛应用，并给予明确的政策支持。由此可见，公路工程的BIM 应用势在必行，且随着应用的不断深入，将给公路工程行业带来革命性的变化。2017 年开始，交通基础设施行业的各大设计院积极响应政策号召，相继组建BIM 中心或相关团队，开展BIM 相关技术在公路工程中的研发应用工作，各省、自治区以及直辖市的交通行业主管部门都在积极推进公路BIM应用示范工程的建设。中交第二公路勘察设计研究院BIM 应用推广中心承担了交通运输部第一批公路BIM 技术应用示范项目中的2项，分别为贵州都匀至安顺高速公路项目和京沪高速公路莱芜至临沂（鲁苏界）段改扩建工程。同时中交第二公路勘察设计研究院BIM 应用推广中心作为主要编写单位之一，也承担了交通运输部行业标准《公路工程信息模型应用统一标准》《公路工程设计信息模型应用标准》及《公路工程施工信息模型应用标准》的制定工作。根据中交第二公路勘察设计研究院近年来工程实践经验总结，本文提出BIM 技术在公路工程中应用发展将经历3个阶段，即起步阶段、高速发展阶段和成熟阶段。要真正实现公路工程设计行业由目前基于图纸的二维设计向基于BIM 模型的三维设计的转变绝非易事，需要一代科研人员，用10 年甚至更长的时间进行相关基础平台的研发和技术储备，才能完成公路工程行业管理模式的转型升级。

（二）建立环境模型的要点

公路工程设计阶段要建立环境模型，其间主要利用计算机技术取得三维点云数据，再根据CAD 地形图的矢量化特点，进行测算和数据分析，以确保其符合公路工程地面情况，在此基础上建立三角网格地形模型。然后，要借助航拍及卫星等手段，对比航拍照片、卫星照片与三角网格地形模型，以达到重叠为止，这样能够充分保证地面状况、地质地况真实、清晰，根据实际需要，为环境模型添加相关内容，完善环境模型板块，尤其是地面实际分布的铁路、公路以及已有规划区。地形因素会影响公路工程设计和施工，加上公路工程的空间跨度大，使得公路工程设计具有一定的难度。因此，在建立环境模型时，人们可以利用倾斜测量与激光点云，将地质地貌数据添加到环境模型中。设计阶段充分考虑地质地貌因素的影响，可以为施工阶段规避地质地貌因素的影响做好准备。即使出现线路和地面状况发生变化，环境模型也能够第一时间感知并做出相应变化，及时获取变动数据，使得设计方案能够根据实际变动情况进行调整，保证设计方案科学、合理、可行。

（三）进度对比控制

项目实施过程中应关注项目进度，在计划和进度上作出对比，对进度进行分析后掌握偏差与问题，制定有效的解决问题方案。基于BIM 的进度管理系统中拥有多种分析方法，能够完成对项目进度表的深入分析。利用BIM 施工进度管理系统，能够获得相应的跟踪视图，管理人员采取设置视图颜色的方法，对计划进度与实际进度作出对比。此外，在分析项目计划进度模型、实际进度模型和现场条件后，能够充分了解建筑物变化情况，找出并解决施工进度偏差等问题。

三、结语

公路工程设计充分利用BIM 技术，有助于提高公路工程设计水平和施工质量，方便后期养护管理。在公路工程中，BIM 技术应用主要通过设计、施工、运行和维护等方面体现。BIM 技术在公路工程设计中的大力推广和应用有利于我国交通运输业的长期发展，对扩大交通运输业规模，加快工程建设进度，延长公路使用寿命，保证道路交通安全都有重要意义。从目前来看，充分发挥BIM 技术在公路工程设计中的作用，仍需要较长时间，因此，公路工程设计人员要加强对BIM 技术的理论研究与实践探索，重视BIM 技术在公路工程设计中的应用，充分发挥BIM 技术的优势，提升公路工程设计水平。