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（六）建筑信息模型（BIM）技術在美國交通領域的應用現(xiàn)狀 BIM技術在美國已廣泛運用在建筑領域，并在美國公路等交通行業(yè)項目的規(guī)劃設計、施工和運營維護中進行了成功的嘗試，但與建筑領域相比，尚處于從傳統(tǒng)的二維設計向三維設計、應用BIM技術的過渡階段。 1. 公路交通行業(yè)的BIM應用水平 美國公路交通行業(yè)BIM技術主要應用在三維模型設計優(yōu)化和方案展示、施工機械控制方面，并開始在項目的維護和資產管理中應用，在提高項目安全性、控制成本、提高效率方面展現(xiàn)了良好的效果。但是，對于電子文檔的法律地位仍然存在巨大爭議。 目前，有4個州已經明確要求在設計階段應用三維模型，有30個州正在對三維模型的效益進行評估或試驗。 圖9 工程設計階段三維模型應用比例 很多施工企業(yè)已經或正在開始試用帶有自動導引設備（Automatical Machine Guidance，AMG）系統(tǒng)的設備，以求提高控制精度、節(jié)約人力成本，部分項目業(yè)主也開始利用BIM技術進行施工質量管理。 圖10 施工階段三維模型應用比例 已經有2個州將BIM技術用于運維階段，32個州正在開展評估或試驗。運維階段主要利用BIM技術管理智能數(shù)據(jù)采集、建立公路數(shù)據(jù)目錄和公路資產管理，以及對已建成項目三維數(shù)據(jù)模型的維護。 圖11運維階段三維模型應用比例 總的來看，BIM技術在美國交通行業(yè)的應用仍處于起步階段，雖然已經展現(xiàn)了一定的效益，并吸引了很多關注。但多數(shù)人仍然認為，這一技術只是對現(xiàn)有技術的改進和提高，并不能引起行業(yè)顛覆性的變化，與房屋建筑行業(yè)不同，在交通領域所帶來的效益尚不明確，因而更多的處于嘗試和觀望階段。 有研究表明，在公路建設階段全面應用BIM技術，可以節(jié)約大約3%的建設成本，其來源主要包括：提高完善設計的效率、減少由于構件間的碰撞造成的返工及變更、提高組織管理效率以降低人力消耗、通過AMG技術減少對現(xiàn)場技術人員的需求等等。 2. 聯(lián)邦公路局對應用BIM的態(tài)度。 美國聯(lián)邦公路局鼓勵、支持采用BIM技術，但受限于法律，不能強制推廣，只能通過有限的補助進行刺激。各州根據(jù)對BIM技術的認識、自身的條件自由選擇BIM的應用和推廣方式，多數(shù)的州交通局正在關注、試用BIM技術，也還有少部分州對BIM技術仍然不感興趣。 3．項目立項和設計階段的應用 項目立項階段，可以利用BIM技術的可視化三維模型向業(yè)主及公眾闡述、展示設計方案，并在更廣泛的范圍內聽取意見，以獲得支持，目前很多案例都取得了良好的效果。 在設計階段，利用BIM技術進行模擬分析、虛擬建造，可以提前發(fā)現(xiàn)設計中存在的不足。部分案例認為，采用BIM技術有效提高了技術復雜、方案多變工程設計方案優(yōu)化的效率，降低了設計成本，并減少了大量在建設期間的變更。 4．工期安排和造價控制中的應用 通過BIM技術將3D模型和時間維度進行結合，形成4D模型，可以更方便的進行施工進度模擬，更加準確的協(xié)調施工順序，減少在時間維度上的沖突，使施工進度安排更為合理。如美國161號高速公路4段項目，總長6.5英里的收費高速公路，位于達拉斯沃斯堡大都會區(qū)，包含45座橋梁和兩處大型立體交叉，總投資4.16億美元，主體工程要求在15個月以內完成。建設方通過BIM 4D模型進行施工進度模擬，改進施工進度安排，改善項目各參與方協(xié)調，有效控制了項目工期，使項目在規(guī)定的時間內順利完成。 圖12 美國161號高速公路BIM模型 在4D模型的基礎上，增加各模型構件相關的費用信息，就形成了包括成本的5D模型（反映與實際成本相關數(shù)據(jù)的時間、空間、工序維度關系的數(shù)據(jù)庫），將成本匯總、統(tǒng)計、拆分對應起來，可以實時讀取建造過程中的費用清單，便于更精確的進行施工過程中的備工備料，更有效地進行費用成本控制。 如北塔蘭特高速公路，總長13.5英里，總造價為25億美元，通過在4D模型基礎上對BIM模型進行劃分，增加費用信息，采用電子化工作流程，實施獲取相關的材料成本信息、人工成本信息，進行了精細化工程費用管控的嘗試。 圖13 北塔蘭特高速公路BIM模型 據(jù)介紹，目前有9個州正在嘗試使用4D和5D技術來改進項目工程管理，并提供更準確的項目成本估算。 5．在施工中的應用 美國人工成本高，為降低工程成本，一些企業(yè)已經開始利用BIM模型作為AMG的施工控制信息，代替施工放樣測量，以提高施工質量和效率，目前主要是在土方和路面施工中嘗試應用這一技術。在建的北卡羅萊納州U-0071 East End Connector項目中的部分設備就采用了這一技術。 目前達到的技術水平是在施工機械上加裝控制電腦、測量定位、控制及傳感設備，在導入BIM三維設計數(shù)據(jù)后，通過GPS進行精準定位施工，提供施工控制數(shù)據(jù)，指導操作手作業(yè)。很多企業(yè)正開發(fā)更加自動化的設備。 圖14 智能施工機械（AMG） 6．BIM技術在后期運營維護中的應用 美國已經有將三維設計模型應用于項目運維階段的案例，如將3D數(shù)據(jù)運用于公路數(shù)據(jù)目錄和公路資產管理，并根據(jù)實際情況修正3D模型，建立基于完工狀態(tài)的，更準確的3D設計模型等。BIM模型中所有關于構件信息，包括項目的空間信息、材料、數(shù)量等維護階段所需要的所有信息，將會利用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式存儲起來，并在項目使用壽命期間不斷得到豐富和維護。 BIM模型結合運營維護管理系統(tǒng)后，能夠發(fā)揮在空間定位和數(shù)據(jù)記錄方面的優(yōu)勢，以更合理的制定維護計劃，提高維護效率。對一些重要工程和設備還采用跟蹤維護工作歷史記錄的方式，對設備的適用狀態(tài)提前作出判斷。如美國I-15項目為9.5英里長的州際公路改擴建工程，包括5處互通立交和24座橋梁，通過搭建企業(yè)級工程內容管理平臺，創(chuàng)建了一個綜合項目框架來管理該項目的所有文件資料，建立竣工BIM系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過網(wǎng)頁和移動終端快速掌握工程建設細節(jié)、歷史維護情況等運營維護期間所需信息，并對這些信息進行實時更新。 圖15 BIM技術在運營維護中的應用 |
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來自： 石鼓江邊漢子 > 《BIM、裝配式建筑》
