解析高速公路机电工程施工中BIM技术的运用方式和方法

解析高速公路机电工程施工中BIM技术的运用方式和方法

陈继峰

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摘要：BIM技术在高速公路机电工程中的应用将数字化和智能化引入工程领域，为提高工程质量、降低成本和提高效率创造了良好的条件。随着科技的不断发展，BIM技术的应用前景将更加广泛，为建筑行业带来更多创新和便利。基于此，本文针对运用方式和方法进行相关的研究，既有一定的指导意义。

关键词：BIM技术;运用;机电工程

引言

高速公路机械是高速公路建设的重要组成部分，电子设备的安全和可靠性对高速公路的正常运行至关重要，电力工程技术将被用于优化电力工程的资源管理和保证工程质量。促进发展将促进BIM技术的发展，实现现代技术的数字化发展。BIM技术通过整合数字信息，实现协同设计和管理，对项目的成本和进度进行模拟和优化，减少了建筑过程中的错误和冲突，提高了设计和施工的效率，为建筑项目提供全生命周期的支持。为研究BIM技术在高速公路机电工程施工中的应用，该文从建立三维模型、碰撞检测两个方面介绍BIM机电模型数字设计，并从工程模拟和BIM干涉检测两个方面介绍工程管理，以期为相关技术人员提供参考，提高高速公路建设的质量。

1.机电模型数字设计

创建机电系统的几何模型是BIM中的关键步骤，涉及对管道、电缆、设备等元素进行几何建模，以确保布局和空间需求符合设计要求和标准。以下是在BIM中创建机电系统几何模型的一般步骤。     

(1)导入设计文档和参数。首先，需要收集与项目相关的所有设计文档，包括机电系统的平面图、工艺流程图、设备清单等，将这些文档导入BIM平台中，并对文档中的参数进行提取，这些参数包括管道直径、设备尺寸、电缆规格等，这些参数将用于后续的三维模型创建。    

BIM平台利用传感器采集数据，并对原始数据进行数据清洗、去噪、压缩和采样等一系列操作，确保数据的质量和准确性，减少传输负担。然后，将处理好的数据储存到BIM平台的储存设备中，确保数据不会丢失。最后，利用有线通信设备将数据传输到BIM的模型集成层，进行下一步数据处理。  

(2)创建建筑物的基本形状。使用BIM软件绘制建筑物或结构的基本形状，如墙体、楼板、柱子等。在绘制过程中，考虑建筑物的尺寸、层高、结构类型等。在基本形状的基础上，添加窗户、门、楼梯等建筑元素，同时，根据设计要求设置建筑元素的属性，如材质、颜色、尺寸等。根据项目需求，添加三维信息，如高程数据、材质信息、设备参数等，这些信息将增加模型的准确性和详细程度。利用BIM工具的实时预览和交互功能，检查模型的外观，并及时进行调整和优化。在项目进展过程中，不断更新和完善模型，以满足不断变化的需求。

2工程管理

2.1工程模拟

工程模拟是利用BIM技术在建筑和工程项目中进行虚拟模拟，以模拟和预测项目在不同阶段的执行过程、性能和效果。这种模拟有助于项目团队更好地了解项目的动态变化，提前识别潜在问题，并优化设计施工过程。以下是工程模拟的具体步骤和关键方面。     

(1)时间轴模拟:利用BIM平台的时间轴功能，模拟整个项目的建设和施工过程。将不同设计阶段、施工阶段和设备安装过程的时间节点纳入模拟，形成动态的项目时间车间。     

(2)施工流程模拟:模拟项目的施工流程，包括建筑结构的搭建、设备的安装、管道系统的铺设等，确保考虑各个施工步骤的顺序、时序和协同性。在BIM平台上，通过集成MEP模型、进度和成本的数据，可以建立起构建信息与成本数据的关系，以时间为参照轴实现实时动态的工程量查询，使承建方能够方便地查询实际工程量，并在工程量查询中根据自定义的关键条件进行灵活的筛选，如时间、进度、构建类型、规格型号等。     

(3)资源优化:在模拟中考虑资源的分配，包括人力、材料、设备等因素。通过模拟优化资源的利用，提高施工效率，降低成本。 

在BIM平台中，首先，通过传感器和监测设备实时采集人工、能源、机械等多种数据源，并将其整合到BIM平台。随后，利用BIM平台的图形可视化功能，实时展示消耗量与计划成本的曲线图，强调关键数据点和趋势。通过趋势分析，对资源消耗的未来趋势进行预测。建立灵活、强大的查询系统，支持多维度查询，包括时间、类型、地点等。实现实际消耗量与预算的对比分析，突出差异并生成资金曲线图。最后，利用数据分析工具进行成本分析，为项目部提供详细的报告，并将BIM中的数据与图表融合，实现对关键数据的直观呈现，展示机电系统的性能、能源消耗等数据，项目部根据数据进行资源优化分配。这些技术点的整合使BIM平台成为项目资源与成本管理的强大工具，为项目部提供全面的实时支持，提高决策的准确性和效率。     

(4)动态演示和调整:资源优化后，利用动态模拟展示机电系统的运作过程，包括设备运转、管道流动等。通过演示功能，呈现资源施工过程的动态变化，帮助项目相关方更好地理解整体流程。首先设定动态模拟的参数，包括设备的运转速度、流体在管道中的流速等。这涉及对工程实际运行情况的了解和模拟参数的精确调整。然后，利用BIM平台实现系统的交互性与控制，使得用户根据需要调整模型中的参数，观察实时的系统响应。接着，运行动态模拟，观察系统在不同阶段的动态变化，设备的启动、运转，管道中流体的流动，以及其他关键元素的相互影响。

2.2偏差分析

在BIM环境中，偏差分析可以通过对BIM模型中的实际数据与预期计划的数据进行对比来实现，用于检查项目的实际进度、质量和其他关键指标与最初计划之间的差异。对这些差异的深入分析有助于识别问题、制定纠正措施，并提高未来项目的规划准确性。以下是在BIM中进行偏差分析的一般步骤。   

首先，从BIM模型中提取实际执行过程中的数据，包括实际工程进度、成本、材料使用等方面的信息，确保数据的准确性和一致性。并重新审视项目计划，明确原始的项目计划和预期值，包括项目的时间表、成本估算等，可以是项目启动时的计划，也可以是项目执行过程中进行的中期或阶段性计划。然后，利用稳定分析算法中的欧拉公式，将实际数据与BIM模型中的预期数据进行对比计算，确保BIM模型中的信息准确且反映了实际的工程状态，包括施工进度、材料使用、构件数量等。  

接着，分析偏差的根本原因，确定导致偏差的具体因素。考虑BIM模型可以包含多个方面的数据，可以对各个专业领域进行更详细的根本原因分析。基于根本原因的分析，制定纠正措施，以调整项目计划或实施其他改进。BIM模型可以用于模拟和评估不同的纠正措施的效果。继而，根据实际的项目执行情况，调整BIM模型中的信息，以反映当前的项目状态，包括更新建筑模型、成本模型、进度模型等。最后，在项目的后续阶段持续监控实际数据与调整后的计划之间的偏差。根据监控结果进行反馈，调整项目管理策略，确保项目能够按计划顺利进行。   

3结语

综上所述，BIM技术在高速公路机电工程中的应用为提升工程质量、降低成本以及提高效率提供了有力支持。从构建模型、工程管理两个方面来看，BIM技术都能够发挥关键作用，为机电工程的稳定性和可靠性提供强有力的保障，确保高速公路的正常运转。数字化设计方面，BIM技术允许工程团队创建精确的三维模型，从而更好地理解和规划机电系统，减少设计错误，优化系统布局。工程管理方面，BIM技术可用于可视化功能进行工程模拟，帮助发现潜在问题并优化施工方案，减少设计变更。此外，BIM还能够进行偏差分析，将BIM中的实际数据与预期计划数据进行对比分析，进一步优化施工方案。

参考文献

[1]高阳,邓海峰.基于黑山南北高速公路的东欧公路机电工程施工风险研究[J].公路,2024,69(02):181-184.

[2]吕刚.BIM技术应用于高速公路机电工程的技术方案研究[J].交通科技与管理,2024,5(02):105-107.

[3]申文超,申铁军.基于高分可视化技术的高速公路监控系统——以机电工程为例[J].交通科技与管理,2024,5(02):13-15.

[4]张绪开.高速公路隧道机电工程施工安全信息化管理[J].四川建材,2024,50(01):233-235.

[5]王超.高速公路机电工程供配电施工技术分析[J].工程技术研究,2023,8(22):89-91.