如何用BIM技术建设高速公路？分享一个成功的实际项目

1、概述

BIM建筑信息模型（Building Information Modeling）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。它让设计、建造、管理同一在一个平台下工作，是建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。因为在早期设计阶段就能发现后期真正施工阶段所会出现的各种问题，来提前处理，为后期活动打下坚固的基础。在后期施工时能作为施工的实际指导，也能作为可行性指导，以提供合理的施工方案及人员，材料使用的合理配置，从而来最大范围内实现资源合理运用。

珲乌高速公路吉林至机场段改扩建工程的施工阶段应用以聚焦项目施工现场，及时采集现场数据，工程实体与模型虚实映射，基于BIM技术使项目可视、可管、可控，进而使每个项目的进度、质量、安全、现场管理等管理目标得以实现， 满足业主对项目过程的投资、质量、进度、现场管理为基础，结合BIM可视化模型模型大数据分析等技术，通过信息技术手段提升管理过程的标准化，实现精细化的管理目标，将高速公路建设向信息化、数字化、智能化迈进。

2、主要价值

1、 加强各方沟通协调，实现基于信息平台的信息沟通，信息发布，信息查阅，实时动态的掌握项目各方的参与情况，及时的为项目建设的工作开展提供各种信息支撑。

2、 加强过程动态管理，通过信息化的手段交互确认，强化施工过程的管理标准化，为成本节约提供有力的可靠保障。

3、 强化责任意识，通过各项任务分配，任务跟踪，确保各项事务能够责任到人，过程可追溯。

4、 提升信息水平，将过程的管理信息转换为电子信息，通过分析挖掘等手段为项目建设决策提供依据。

5、 提升现场管理数据真实性，采用物联网传感器等手段，尽可能的自动采集数据，确保数据的真实性和不可抵赖性。

6、 基于BIM模型，通过大数据展示等直观的方式，进行可视化的管理模式，加强参与各方对项目的理解，降低沟通成本。

3、整体规划架构

基于BIM管理应用平台，要达到的目标是：建立一个全面的三维动态可视化集成平台，满足公路工程建设项目“点多线长结构复杂且与地形地貌结合紧密”的特点，从各个角度全面诠释设计、投资、质量、进度、现场管理、等工作的内容，用直观的方式快速表达工程建设的全过程。分层级、分段落，分多视角对工程的冲突检测，对建设实体实施关联分析，达到对实施进度、质量、效率、安全的全面管理，并满足业主管理、施工单位管理、设计单位交互的不同层面的业务要求。

BIM管理平台基于现场数据，融合3D模型、GIS、信息管理、手机APP而构建的面向施工单位的应用管理平台。将项目管理过程从平面转向立体、将静态转向动态、将封闭转向协同共享，实现工程项目可视。

珲乌高速公路吉林至机场段改扩建工程BIM的设计采用的是一个平台，三个使用端来完成数据的交互和融合，三个使用端分别是模型端、业务管理端、手机端。

模型端（电子沙盘）：模型端是无缝的传承了BIM设计的数据，以模型为载体实现设计模型与建造过程的数据的融合，按照工程结构划分与建造过程数据一一关联与对应，实现数据的集成和展示。

业务端：业务端负责基础数据的管理、业务流程处理，主要是以业务为驱动，按照规范的业务管理流程，将质量、安全、进度等管理内容进行不同层次的操作，从而实现数据的融合和处理。

手机端：通过手机APP实现对现场数据的快速采集、录入以及信息的查阅。

4、整体规划建设内容

4.1、BIM建模体系

4.1.1工程结构建模

通过将设计图纸转换为施工模型，主要建模范围以代表性桥梁为核心，延伸周边范围的路基建模，按照实际施工组织的精细程度，通过工程编码建立起工程单位分部分项工程结构树与模型的一一对应关系，通过BIM模型加强参与各方对项目的理解。

4.1.2地形场景建模

采用无人机或卫星影像数据，叠加地形数据生成立体的地形场景模型，真实还原现场实景。

4.2、BIM应用体系

4.2.1 BIM电子沙盘

基于设计成果的工程结构BIM模型以及地形场景建模成果，通过电子沙盘有效的整合各项设计信息，按照工程结构划分，在电子沙盘进行建立对应关系，通过电子沙盘可以融合空间地理、坐标、等各类设计信息，直观表达工程建设意图，同时基于电子沙盘还能进行动画漫游、视图定位，方便加入各种场景，比如水、天气、行走的人、汽车、四季变化的树木等等，形成逼真的虚拟现实场景。在该场景里可以调整摄影机距离和角度，可左可右、可上可下，多维度观看桥梁或场景，仿佛身临其境一般。通过三维仿真，可以任意角度查看工程构件之间的关系，以及工程和周边环境的关系，帮助我们展示建成后效果。

数字沙盘可以融合更多的设计和新鲜元素，可以满足更多很多的个性化需求，并且更新速度更快，在珲乌高速公路吉林至机场段改扩建工程BIM项目采用全线的数字实景建模以及工程建模，具备了基础的模型数据，融合里程桩号、路线、环水保线、设计参数等通过数字沙盘可以更加形象生动的展示工程实景与建设的融合，展示各项关键细致的关键工点和重点工程部位。

4.2.2工序卡控

基于施工工序设置相应的卡控环节，构建的一套标准规范的质量防控体系，确保每个工序必须按照规范的控制措施进行质量控制，确保责任落实到人可追索，确保过程资料留痕，形成有效的管理措施。

工序卡控既是把控现场一个重要的环节，同时也是直观反映进度的一个重要手段，通过以工序为管理的方式，直观反映出每个工程部位当前的进展状态。

4.2.3进度管理

根据设计标准和各合同段施工进度计划对各个实体工程进行分解，分解后的任务要求采用横道图直观表示设计工期、施工计划及实际完成情况。

比较设计工期、施工计划、实际完成情况，在三维模型中反映进度执行情况。

进度管理为保证工程进度能够有效的按照计划执行，快速把控工程进度。

1）通过业务管理在业务平台已上报和审核过的施工计划上传并关联至模型上，实现模型上的每个构件均有相匹配的开工及完工时间。

2）进度查看，是在模型上通过颜色来区分当前时间点构件的不同状态，分别为：未开工、月计划完成、正在施工、已完工。这四种状态都是基于现场施工的具体执行情况，实时反应出的现场进度，是与业务系统实际操作形成的数据自动相关联而来的。

3）进度对比，通过指定的时间段，可以查看当前实际进度与计划的对比情况，在模型中以不同颜色，直观反应出：提前、正常、滞后三种状态，对于滞后情况，可以点击并定位到模型具体构件上，分析进度非正常的原因，有针对性的作出资源调整，从而解决问题。

4.2.4虚拟施工

通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场检测可以进行基于BIM技术的虚拟施工，其施工本身不消耗施工资源，却可以根据可视化效果看到并了解施工的过程和结果，可以较大程度的降低返工成本和管理成本，降低风险，增强管理者对施工过程的控制能力。

(1) 基于BIM的场地布置模拟

在工程项目实施过程中，应基于BIM技术检验施工场地布置的合理性，在三维场景中展现不同时期工程现场的施工场地布置情况，达到优化场地布置方案，减少不同工区作业干扰的目的。

施工场地布置三维可视化：借助三维BIM软件的可视化功能，在限定的空间范围内，真实展示不同时期工程现场施工布置情况，包括施工用地区域与生活用地区域。

施工组织方案优化：利用BIM技术的空间分析功能并结合工程进度信息动态分析整个施工期间工程现场的规划布置的合理性，发现施工过程中存在的场地布置冲突问题并提出优化措施。

施工组织方案模拟与比选：利用BIM技术对施工场地布置方案中难以量化的潜在空间冲突进行分析并构建施工场地布置方案评估的指标体系，通过三维模拟说明各阶段的最优方案，组合成为施工场地动态布置总体方案。

4.2.5资料管理

通过管理平台对项目的各类资料进行分门别类，如批复的相关文件、设计图纸、技术资料、开工报告、技术交底等资料，通过系统上传建立与模型的关联，可以在BIM平台中快速的查找相关的工程部位关联的各类信息，同时也可以通过搜索的方式查找指定的相关资料。

4.2.7智慧决策平台

BIM技术的应用核心和本质是实现了各类数据的集成与融合，主要包括设计数据、建设业务数据、现场施工数据等多种类型，项目建设过程的各类数据恰恰是支撑项目建设的决策指挥的关键信息，如何将各类零散的信息进行有效组织和融合，实现总体规划中的“数字业务化”将数据转换为生产管理的源动力。

智慧决策平台是以项目工程进度、质量、安全、投资问题和关键部位管理为重点，通过大数据分析及管控分析模型，对各管理要素趋势性、系统性问题的分析、预警、决策与综合管理，实现工程建设管理的自动感知、自动预判、自主决策。

在实际应用中按照业主统一的管理体系使用统一的工程项目管理系统，数据无法进行实时获取，可以采用人工录入结果的形式，直观的展示项目建设过程中的质量、安全、成本、计价等信息。

4.2.8现场数据集成管理

珲乌高速公路吉林至机场段改扩建工程GJ01标段在智慧工地的总体规划中建立了一系列的信息系统，基于BIM管理体系可以有效的实现和现场的数据进行对接（需要第三方系统提供数据接口）主要包括：

视频监控集成：在BIM模型段可以直接掌握视频摄像头的位置并进行实时查看现场监控视频。

安全数据集成：与视频监控以及拌合站管理系统数据进行集成，通过BIM平台实施动态展示相关数据。

4.3、建议硬件配置