信息化技术在交通工程施工管理与质量控制中的应用研究

文/闻龙

近年来，许多城市的轨道交通、立体交通正面临着重建与扩建，规模与难度持续增长。为响应建筑行业数字化转型的号召，提高交通工程施工管理与质量控制效率，需加强信息化技术在交通工程规划与管理中的研究，增强施工管理的自动化、智能化水平，以形成对质量隐患与安全问题的无死角监控，推动我国交通工程的发展。

交通工程施工管理与质量控制概述

含义

交通工程的内涵十分丰富，除了道路桥梁建设、轨道交通建设外，还包括交通安全、交通环境保护、交通监控以及车场服务设施等领域，旨在提供安全、高效、便捷、环保的交通系统，满足人们的出行需求，促进经济社会发展。

内容

交通工程施工管理的目标是确保项目按照质量要求和工期计划顺利完工，具体包括了施工组织设计、施工进度管理、施工资源配置、施工质量控制、安全管理等内容。其中，质量控制是施工管理中十分重要的一个环节，包括技术文件的编制和审核、施工过程的质量监控、施工机械设备的管理、材料的验收和质量检测等。通过合理的质量控制措施，可以及时发现和纠正施工中的问题及隐患，确保交通工程可靠性和安全性。

意义

随着信息技术的发展，交通工程中逐渐加入了一些新的项目，比如通信设备施工、收费系统施工以及监控系统施工等，这给施工管理及质量控制工作提出了更高的要求。在当前的交通工程施工中，除了需要考虑道路建设、交通基础设施的建设外，还需要建设机电工程，确保监控系统的完善，因此需要耗费更多的物力、人力，现场协调的专业也更多。只有通过高质量的施工管理，才能使交通工程得到有序运转，使各专业、各部门得到有序沟通，对工艺标准、施工材料进行严格监督，从而促进施工效率的提高，减少质量问题的发生。同时，加强交通工程施工管理，还有助于保证资源的合理调配，减少工期延误，确保工程按时完工，节约时间和成本。尤其在城市轨道交通工程建设中，由于工程周期较长、规模较大，安全风险较高，一旦出现任何质量隐患，就会对工期、项目成本以及现场安全造成影响。只有提高对交通工程施工管理与质量控制的重视，才能充分发挥交通工程正常功能的价值，为人们提供更为便利、舒适的出行服务。

工程简介

本项目为某市重点交通工程，包括了公路大桥扩建工程（零点立交段）与轨道交通土建工程两部分。其中，零点立交扩建改造工程全长总长644.6 m，包括地上U 形槽施工、明挖敞口施工以及明挖暗埋施工。轨道交通土建工程全长44.2 km，全部采用地下敷设方式。由于该轨道交通贯穿城区，因此对施工环境管理及质量要求较高，沿线安装了智能化监测设备，以借助信息化技术对现场施工中的各类数据进行收集，为施工管理及质量控制工作提供参考。

信息化技术在交通工程施工管理与质量控制中的应用

信息化数据采集与施工标准化

在信息化交通工程施工管理中，可划分为人员、机械设备、材料、工法、环境五大管理内容。为推进交通工程施工标准化，可从上述五个方面对数据信息进行收集，为施工管理质量控制分析评价模型的建立提供支持。

首先，借助激光扫描仪、传感器、无人机等对施工过程中的各种数据进行采集和记录，完成材料、工法、现场施工环境的监控。通过分析所采集的数据，可施工管理者提供科学、准确的决策支持，对施工进度、质量、安全等控制措施进行科学调整。其次，信息化采集还可推动交通工程施工标准化的发展，能够基于所采集的现场环境信息，制定标准化的施工流程，并对工艺进行严格监控，确保施工过程的一致性，减少质量风险的发生。最后，相比于普通的交通工程，城市轨道交通施工所使用的设备类型更多，对质量、安全方面的要求也更高，因此还需加强机械设备信息的采集，尤其是以盾构机、双轮铣、起重机为代表的专用设备和特种设备，需要制定标准化的设备状态参数进行监控，比如Torque（扭矩）、MudPmpVol（泥浆泵泵量）、GroDep（成槽深度）、ActLiftWgt（实际起重量）等 。除此之外，为确保施工区域人员安全，还需借助人员定位技术对施工人员的活动区域进行精确定位，并按照危险等级对各作业区域进行划分，一旦施工人员进入到危险区域，或未佩戴防护设备，则会立刻激活报警系统，以此提高交通工程施工管理效率。

完善信息化工作组织架构

在交通工程施工管理与质量控制中，首先需要完善信息化工作组织架构，以确保BIM 等在内的信息技术应用效果，推动项目目标和计划的顺利推进。在组织架构上，可分为技术总控组、内业实施组以及驻场实施组。其中，技术总控组主要负责提供技术指导和建议，对全过程技术方案进行审查和把关，确保信息技术的实施符合工程要求和质量标准；内业实施细则主要负责信息技术的具体应用工作，包括BIM 模型的绘制与检查、信息技术成果的整理、汇总、提交等，并提供关于信息技术应用的方法指导；驻场实施组主要负责现场实施管理工作，如三维技术交底、工程量统计等，同时负责收集、整理施工单位需求，进行商务沟通、接洽。

除了完善信息化工作组织架构外，还需建立信息化交流反馈机制。首先，需定期召开会议，对信息技术的应用情况进行总结和分析，发现问题并及时解决。其次，定期对施工人员开展信息技术培训，提高施工人员的BIM 技术运用意识和技能水平。最后，建立反馈渠道，及时收集施工单位的需求和建议，不断完善BIM 在内的信息技术应用效果。

搭建信息化施工管理平台

搭建信息化交通工程施工管理平台的目的是提高施工管理效率、降低施工风险，实现施工任务的科学安排与协同管理。通过平台的应用，可以对施工过程进行全方位的监控，确保施工进度、成本、质量、安全得到有效管理，为管理者提供更科学的信息支持和决策依据。信息化施工管理平台的搭建需要考虑交通工程关键问题和主要应用点，然后建立配套的模块和功能，主要模块包括以下几个方面。

第一，进度管理模块：跟踪和管理施工项目的进度计划，实时监控施工进度和任务完成情况，及时发现和解决延误问题，确保施工按计划推进。

第二，成本管理模块：实时监控施工项目的成本情况，包括材料、人工、设备等的投入和消耗，对成本进行预测和控制，提高施工项目的经济效益。

第三，协同管理模块：协调和管理施工项目中各个参与方的合作和沟通，确保各方之间的协作顺畅，提高施工过程的协同效率。

第四，动态数据管理模块：收集、整理和管理施工过程中产生的各种数据，包括监测数据、质量检测数据等，通过数据分析和处理，提供决策支持和问题解决方案。

为确保综合管理平台的顺利运行，还需要借助BIM 建立全息模型，包括施工临时结构模型、地形地貌模型、水文水系模型以及地质数字模型等。上述模型的建立应基于精度要求进行建模，以保证模型满足实际使用需求。

碰撞检查与数控加工

在交通工程施工管理中，信息技术能够为管理人员提供高效、便捷的碰撞检查，迅速找出施工方案中所存在的问题，减少人为因素带来的错误，使工期、成本以及项目质量得到保障。

第一，全息BIM 结构模型的碰撞检查功能。在零点立交扩建改造工程中，钢筋设计相对复杂，很可能出现错、漏、碰等问题。对此，可将钢筋设计转化为全息的BIM 结构模型，然后再借助模型的碰撞检查功能对碰撞问题自动进行检测。这样便能更高效地对钢筋工程设计方案进行检验，及时发现存在的碰撞、错位等问题，做到提前解决，从而减少了后续修复和更改所产生的时间成本。此外，还可将BIM 信息技术运用于地下管线碰撞检查中，这样既能提高城市轨道交通工程施工效率，也能降低交通工程对周边市区环境所造成的影响。

第二，全息BIM 结构模型的排错功能。除了碰撞检查外，全息BIM 结构模型还可对钢筋工程进行排错，直观地展示每根钢筋的位置和布局。工作人员只需将施工方案与3D 模型进行比对，便能发现潜在的差错，有助于避免钢筋漏填、错填、重复填充等问题，确保钢筋施工的准确性和质量。同时，数据的可视化和自动化处理也有助于减少错误和提高施工工序的协同性。

第三，钢筋数据提取与数控加工。通过检验后的BIM 模型中可提取到钢筋数据，数据通过转换便能用于数控机床的加工。这样既减少了钢筋翻样这一环节，也避免了人工操作所带来的差错，有助于提高钢筋生产的效率和准确性。同时，在BIM 模型中还可进行下料优化计算，这样便能减少钢筋用料浪费，提高钢筋工程施工效率的同时，进一步确保交通工程的整体经济效益。

第四，专项方案模拟与技术交底。在交通工程信息化施工管理中，利用BIM 虚拟建造技术进行专项方案模拟和技术交底可有效提高施工质量，实现资源的科学调配。首先，通过BIM 虚拟建造技术，可对施工方案进行模拟演示，提前发现不合理之处，实现方案的优化调整。在BIM 模型的基础上，还可输入项目进度计划，通过4D 模型对施工过程进行模拟，从而更高效地检查施工冲突，并验证施工方案的科学性。一旦发现方案未满足需求，则应重新进行调整，直至模拟出最优方案为止。其次，为改变传统技术交底过程中纸质表达的方式，可利用4D 虚拟动画技术，向施工人员呈现可视化的技术方案，使施工重点、难点部位得以更清晰地展示。同时，在对NavisWorks、Lumion 等BIM 软件进行使用的基础上，还可引入VR、AR 等工具，以全面构建虚拟化的交通工程，使管理人员以第一视角进行虚拟漫游，从而更直观、高效地掌握整个工程的空间关系，发现存在的质量隐患与安全隐患，提高施工管理的效率。最后，在项目某平交口施工管理中，按照方案采用Transcad 进行了交通预测，并借助Vissim 建立了道路微观交通模型，对材料运输车会车情况以及材料运输路线进行了模拟，在经过一系列仿真模拟与施工方案调整后，确保了该平交口运输作业的可靠性和稳定性。

第五，施工过程实时分析。通过在交通工程施工管理中引入信息化技术，可实现全过程的施工监控与施工分析，从而帮助管理人员实时了解施工情况，实现更高效的质量控制。施工监控子系统主要有五大功能模块，分别是误差分析模块、状态预测模块、数据对比与预警模块、监控数据实时查看模块、校核模块。其中，利用误差分析与状态预测功能，系统可将实测数据与模拟计算数据实时进行对比，一旦两者之间的误差大于阈值，便会借助参数识别与灰色预测理论实现对误差的自动分析与控制，及时向管理人员反馈误差原因，并根据现有参数对后续施工状态进行预测。这样便能及时根据施工中出现的问题采取相应调整措施，确保施工进展顺利。数据对比与预警模块主要借助BIM 模型完成实测值与理论值的自动比对，一旦两者之间的差值大于预先设置的预警参数，便会触发预警功能。然后系统会自动将施工中的异常情况及时传递给管理人员，从而避免安全事故以及质量隐患的发生。监控数据实时查看模块可以将监控点信息、实测数据、理论数据以及BIM 模型信息进行实时显示，管理人员仅需简单的点击操作便可以随时了解施工过程中的各项指标，实现科学的管理和调控。校核模块主要负责监控数据完整性的检验与校对，平台会在预设阶段自动提醒管理人员进行数据采集和录入，以保证监控数据的准确性和完整性，避免数据缺失或错误。

第六，交通工程智慧云平台。在该项目信息化施工管理中，管理人员还借助智慧云平台对工程进行了WBS 分部分项划分，实现了质量安全数据对接、质检资料上传、进度填报以及办公的信息化。在智慧云平台的支持下，可对工程质量安全、工程进度、费用数据等进行统一管控，实现了项目现场可视化调度和信息化管理。

首先，智慧云平台可以实现对交通工程WBS 分部分项划分，将整个工程划分为多个分项，以便进行后续的统一管控。同时，计量填报和进度填报功能可以让相关人员实时记录、更新工程的计量信息与进度信息，以便实时了解和掌握工程的进展情况。其次，在质检资料上传方面，智慧云平台可以提供云储存、云共享功能，这样可以方便各个部门、各个专业的人员查阅和共享质检资料，保证了数据的可靠性和一致性。最后，智慧云平台还可以将不同来源的质量安全数据进行整合，以便进行统一的分析和监控。通过对接质量安全数据，能及时发现潜在的质量安全问题，并采取及时的解决措施。此外，智慧云平台还可为工作人员提供更自动化的办公服务，例如文档自动管理、数据流程化管理、协同办公等，有助于提高工作效率，并减少人为错误和重复工作。

综上所述，为推动交通工程数字化转型、提高施工管理效率，需积极引入信息化技术、完善信息化工作组织架构、搭建信息化施工智慧云平台。只有这样，才能促进交通工程施工标准化，为施工过程中的各项工作提供科学、准确的决策支持，实现对施工过程的全方位监控与实时分析。随着信息技术在施工管理中的持续研究与应用，将会在交通工程领域发挥更大的作用，为城市交通建设和发展提供更可靠的支撑。