時間：2022-04-12 00:59:57
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城建檔案是在城市規劃、建設、管理活動中形成的具有保存價值的文字、圖紙、圖表、聲像、電子文件、實物等各種形式和載體的歷史記錄。它是城市規劃、建設、管理過程的真實記錄，是城市建設和發展的重要依據。它對城市的規劃具有重要指導作用，是城市的工業和民用建筑、市政基礎設施的新建、改建、維護和恢復重建的重要依據。城建檔案館(室)是管理城建檔案的機構和場所。主要從事城建檔案的收集、整理、鑒定、保管、編研和利用工作。城建檔案管理的主要作用與目的就是保護和利用城市規劃、建設、管理活動中形成珍貴資料，為城市的建設、發展提供更好的利用。過去城建檔案管理工作主要針對實物檔案進行管理，整個過程從收集、整理、鑒定到保管、利用，其工作內容繁雜、勞動強度大、查尋利用效率低。近幾年許多城建檔案機構根據《全國城建檔案信息化建設規劃與實施綱要》、《數字檔案館建設指南》和《紙質檔案數字化技術規范》(DAT31-2005)的要求開展一系列城建檔案數字化、信息化工作，利用計算機技術實行檔案數字化管理。把原有的紙質檔案進行掃描、存儲，將原來的實物檔案轉化成數字信息(電子圖片文件)。這些工作減少了庫存檔案的損壞，在一定程度上延長了檔案的壽命，有利于檔案的保護。在城建檔案的收集過程中同時收集了部分數字資料(如：CAD數據文件、數碼照片、數字影像和掃描后的電子文件等)，并建立了專業的數據庫，開發了相關城建檔案管理系統(MIS)。初步實現了城建檔案數字化管理，準確、快捷地向社會提供利用。向檔案數字化、信息化邁進了一步。隨著社會、經濟的發展和科技進步，許多地方提出“智慧城市”建設的設想，這不僅需要大量豐富的城市規劃、建設和管理等方面的信息，還需要有智能化的科技手段，更好地幫助人們建設和管理好城市。“智慧城市”離不開智能建筑，就是建筑的智能化。智能建筑不是從建筑物的使用開始的，而是在建造過程中和建成以后形成的智慧化、互聯化、相互協同化。bim技術是建造事業發展的技術產物，它是建筑全生命周期的建筑信息模型，它是從設計階段，施工階段、運維階段的信息模型。BIM作為建設項目信息的整合平臺(系統)，把來自各方面(包括：設計、預/決算、招投標、構件制造、采購、施工及工藝流程等)匯集的信息實行集成管理。利用BIM技術管理建造的建筑，從開始就連續不斷地匯集并形成大量數據(信息)。這些信息是應用BIM技術的工程項目建造過程中形成的，具有保存和利用價值，是建筑的運營和維護、城市的數字化和智能化管理所需要的數據信息。在工程項目中形成的所有應保存的資料(包括信息資料)，都應移交到城建檔案館，收集后的信息，經過整理向社會提供服務，與社會共享。其中，也包括運用BIM技術管理的工程項目中形成的所數據信息，這些數據信息也屬于城建檔案收集范疇。隨著這些數據的逐步積累，城建檔案機構也需要建立相應的BIM平臺，用于不斷地收集、匯集和更新的相關數據。為此，筆者認為，BIM需要納入到城建檔案管理工作中來。
二、城建檔案需要BIM實現現代化
管理城建檔案管理的最終目的是為了更好的利用這些信息資源，為我國的城市建設和發展服務，開發利用這些資源就是城建檔案的價值所在。按照國家住房和城鄉建設部制定《全國城建檔案信息化建設規劃與實施綱要》的要求，以數字化信息資源為核心，以網絡技術為基礎，以擴大信息資源的利用為目的，以服務于城市規劃、建設和管理為宗旨。適應時展的需要，持續、健康地實現城建檔案的現代化管理工作是城建檔案事業發展目標。對于目前的城建檔案的數字管理水平，只是傳統檔案管理模式的一種技術升級，用計算機、多媒體、網絡等技術替代人工，將實物轉換成了數字信息，從檔案的收集到最終的利用，檔案管理工作的內容沒有變化。在提供利用方面，利用計算機代替人工查尋、檢索，檢索途徑多種多樣，提高了檔案信息檢索效率，所查找到的信息，大都與紙質原文件內容相同的電子信息(電子版本)。有許多城建檔案館在開發利用工作中作了很大的努力，如：利用CAD、GIS和RS等技術進行整合，構建了三維信息平臺等等。使城建檔案信息在開發利用中有新的進展。但是在面對未來的發展，現有這些技術是不夠的。作為城建檔案管理者需要從更長遠的眼光去審視未來。去適應未來發展的需要？參與并融入到“智慧城市”的建設和管理中去。不能把城建檔案館(室)作為一個信息的“倉庫”。盡管能方便、快捷地查詢到各種城建檔案信息，也不能算是現代化管理。城建檔案現代化管理機構和場所不能只是一個提供利用“倉庫”，而應該是提供利用的“基地”，它所提供的信息應該是經過開發“加工”過的信息，而不僅僅是“倉庫”中源始的信息。從建造業現有的技術水平和應用實踐的成效來看，BIM是一項較為科學而又切實可行的先進技術，它具備的可視化，協調，模擬，優化和可出圖特點，可使城建檔案管理水平從現在的數字化、信息化和網絡化向“智能化”方向邁進。城建檔案館原有CAD和GIS數據也屬于BIM數據整合的部分。目前已有大量的工程項目已經應用BIM技術進行建造，如：北京國家體育場(鳥巢)工程、昆明新機場機電設備安裝與運維管理、北京英特宜家購物中心工程、廣州市北京路沿線環境模擬(日照、氣象)、內蒙古科技館新館異型曲面幕墻施工等工程項目。BIM技術能夠實現建設項目各參與方通過網絡進行協同工作，同時，進行工程洽商、技術溝通、工作協調，實現施工質量、安全、進度和成本的管理與監控。在利用BIM管理的工程項目，BIM匯集著大量與工程相關的數據信息，為工程提供大量的數據支持，使業主、設計單位、顧問咨詢公司、施工總承包、專業分包、材料和設備供應商等眾多參建單位同在一個平臺上共享相關數據，為工程建造提供最優方案。這些數據信息都是工程建造中產生的。這些數據信息不當是建造成果的數據，而且還有建造過程的數據，特別是隱蔽工程中的相關數據(如：地基、地下管理線等)。這些數據信息集中收集到城建檔案館中后，利用BIM平臺可再現原來建造過程和模擬將來運營、維護過程。例如：模擬一個建筑出現設備故障怎么辦？出現危機(災害、反恐等)怎么辦？某個建筑的改建和擴建選用什么方案？隱蔽工程和地下管線也可以通過模擬再現，而不必再進行二次勘察、測繪等等。城建檔案管理運用BIM技術后，其管理水平可提升到“智能化”管理。查尋信息不再需要查找原始信息進行分析，可直接再現建設項目某一階段的結果。在前后相似的建筑在建造過程中，可以借見，以提高建造的效率。隨著建造技術發展和更新，原有的建造工藝需要如何調整和改進。只有這樣，城建檔案工作水平才會得到更高的提升。如此發展，城建檔案機構就不再是檔案資源信息的“倉庫”，可能就成為檔案信息資源利用的“基地”。過去我們說城建檔案為城市規劃、建設和管理提供決策依據，將來可能就是提供決策方案了。
三、總結
建筑信息模型(BuildingInformationModeling，BIM)，是指利用數字技術表達建筑項目(現在泛指工程項目)的幾何、物理和功能信息，以及支持項目設計、施工、運營及管理全生命周期的技術、方法或過程。BIM具有可視化、協同性、模擬性、優化性和可出圖性五大特點。它使得工程項目在設計、施工、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行;不但能模擬設計出真實場景的建筑物模型，還可以模擬不能在真實世界中進行操作的事物。單體建筑的BIM技術及其應用已趨于成熟，但鐵路工程BIM技術的開發與應用整體上尚處于起步和探索階段，沒有成熟的軟件可以使用，沒有現成的經驗可以借鑒。目前業主的需求越來越迫切和廣泛，有關部門已開始大力推進BIM技術在我國鐵路工程的開發與應用。今后工程設計單位除了提交設計圖紙外，還需要“傳模型”，沒有用BIM設計能力的單位將失去競爭力，鐵路工程設計BIM技術的開發與應用已迫在眉睫。BIM時代已經來臨，這是設計手段上的一次革命。首先，是在設計觀念和習慣要改變。過去設計人員只能用繪圖這種二維的手段來反映現實的三維工程項目。隨著BIM技術及計算機軟硬件的發展，今后設計人員將逐步過渡到直接用虛擬的三維模型來反映現實的三維工程項目，用數據庫來代替繪圖。通過建立基于BIM技術帶狀的鐵路工程真實場景模型協同設計平臺，實現各專業在同一個全線真實三維場景模型下的協同設計，使工程技術人員對各種工程信息作出正確的理解和高效的應對，從而提高生產效率、節約成本和縮短工期。根據目前鐵路工程BIM技術火熱的發展勢頭，在未來三五年內該技術的開發與應用將會有一個跨越式發展。
2鐵路工程設計BIM技術的差異化
鐵路工程項目是一個綜合的系統工程，具有點多、線長、面廣、投資規模大、技術性強、專業分工細、參加單位多、流程復雜等特點，有的工程還涉及運營中的即有線改造。一條鐵路工程項目的建設，從勘測設計、施工到交付運營將構成一個龐大的系統，在這個系統內既有嚴格的分工，又有密切的協作，同時又相互制約。鐵路工程與一般工民建筑的BIM技術開發與應用的差異化，具體體現在以下幾個方面。
2．1工程呈帶狀分布，沿途地理環境復雜
全線工程的作業面呈帶狀分布，每個建設項目長度延綿從幾十公里到上千公里，沿途穿山、越嶺、跨河，工程地質、地形和環境復雜多變;而一般的工民建筑只是相對集中布置在一個區域，大部分工點是建在已經完成“三通一平”的簡單地形上，地質和周圍環境相對單純。
2．2工程數量巨大，數據海量
通常一條鐵路的建設投資都在幾億元以上，有的多達千億以上。項目常常被劃分成數個甚至數十個標段，工點數量更是巨大。無論是工程建筑信息還是工程地理信息數據都是海量的，這樣的海量數據將需要一個有效的數據管理平臺和數據管理模式來管理。
2．3參加專業眾多，需要協同設計
在一個鐵路項目的設計中通常需要有眾多的專業協同工作，如:經調、行車、測繪、地質、線路、路基、軌道、橋梁、隧道、站場、機務、車輛、給排水、通信、信號、信息、電力、電化、房屋、暖通、環保、工程經濟等專業。隨著技術進步和建設標準的提高，這些專業不但技術上要求高，而且需要多專業間的密切配合協同設計，平行交叉作業繁多。
2．4工程屬性差異大，不易開發通用軟件
由于各專業工程內容的屬性不同，其設計的表達方式也有所不同。如:土建工程中設計的表達方式主要是幾何結構、受力分析、強度計算;四電工程中除了視覺層面的外，在設計上更多的表達方式是邏輯關系、負荷計算、信息規則;而對于軌道、路基、隧道、接觸網等工程為沿線路走向連續延伸。因此，采用或開發一個通用的軟件來解決這些個性化的需求在現階段是不可能的。
2．5專業間存在“信息孤島”，現用軟件大部分沒有BIM接口
在鐵路勘察設計企業的信息化建設過程中，一開始各專業都是本從本專業的需求出發，對勘察設計的軟件和設備進行引進、開發或升級換代，在此過程中逐步形成了本專業的數據標準格式。這些專業數據雖然能滿足本專業鐵路勘察設計的業務需求，但是下游專業開展設計時常常需要先經過二次轉換或重新錄入，才能使用上游專業提供的數據，數據跨專業使用的效率較為低下。隨著信息化建設的深入，各設計專業也在逐步完善自己的專業數據庫，加強了對數據的管理和維護，但沒有從一個全局性的高度來規劃和協調，使得各專業信息化的程度越深，專業間“信息孤島”的現象越嚴重。另外，由于鐵路工程BIM技術的應用起步比較晚，各專業正在使用的輔助設計軟件在開發時大部分沒有考慮與BIM軟件的接口問題。
2．6部分專業和設計不宜采用BIM的表達方式
雖然BIM技術具有可視化、協同性、模擬性等特點，但不是所有的設計階段、設計思想和解決問題的方式都可以用BIM的方式來表達，如:方案研究階段、預可研階段，以及經調、行車的分析計算等，BIM并不是最佳的表達方式。
3解決方案
帶狀大范圍工程設計三維真實感場景技術的研究成功，開辟了一個全新的鐵路工程設計應用BIM技術途徑。從真實場景模型上不但能量測對象的三維位置信息，而且還能反映對象的屬性信息，如房屋的層高和新舊、地表植被類型、地土壤類型等。對于地質專業的不良地質、滑坡、斷層等信息，從航空的角度更容易判釋。真實感場景不但為設計提供了基礎信息來源，同時也提供了一個空間平臺，使得地理、地質、水文、城市規劃、線路設計走向等各方面的空間數據，可以在統一的地理空間上同時表現出來。線路、地質、路基、橋梁、隧道、站場等多個專業都可以在這個空間里進行信息獲取、信息挖掘、輔助設計、方案對比等工作。同時，各專業在設計過程中生成的BIM模型作為一種三維信息模型，也可以在真實場景模型中呈現。使用航空遙感影像數據和地形數據由計算機生成與現場一致的的三維真實場景模型，將各專業的分析與計算、圖形與信息交互、設計效果呈現等數據，按照里程坐標集成在一個帶狀連續的真實場景中，在分布式數據庫的管理模式下，實現各專業在真實三維場景模型下的協同設計，既建立一個各專業在三維真實場景下同時開展設計工作的大平臺，如圖1所示，具體解決方案如下。
3．1平臺組成及分工
大平臺由若干個專業BIM設計平臺和一個真實場景協同設計平臺組成。由于各專業的設計內容和流程十分復雜，每個專業需要建立自己相對獨立的專業BIM設計平臺，主要解決本專業作業中的分析與計算、模擬與仿真、族庫的建立與調用、中間成果及最終成果的生成、設計效果呈現等縱向問題，針對每一項專業性強的設計內容還需要建立相應的設計子系統;同時還要考慮施工、運營維護等工程全生命周期BIM的條件。在真實場景協同設計平臺上主要擺放各專業上下游互提資料及設計效果呈現等數據，主要是解決數據共享、設計協同及視覺上設計效果呈現等橫向問題。各專業的數據在本專業BIM設計平臺上“重量化”，在真實場景協同設計平臺上“輕量化”。
3．2各專業BIM模型在平臺上的呈現方法
鐵路全線工程設計是以線路里程為基礎的設計模式。建立BIM單體模型坐標與里程坐標之間的轉換，將各專業的BIM模型以里程坐標在真實場景協同設計平臺這個統一的地理空間中進行套合，解決單體BIM模型孤立存在的問題。采用地形重構技術，對各專業要放置的三維模型與地形進行融合處理，保證模型按照給定的設計高程、地理坐標及其他規則放置后表面與結合處地表一致，實現地形與三維模型之間的無縫套合。同時，制定各專業放置在三維真實場景平臺上模型的比例尺、坐標系標準及模型族庫建立規則，確保提交的數據準確融入系統和BIM的模型與模型之間無縫貼合。
3．3數據庫管理方式
針對鐵路工程數據量大及專業相對獨立的特點，采用分布式數據庫結構。該數據庫由全局數據庫和若干個專業數據庫組成。全局數據庫存儲項目、方案、坐標系、專業、設計人員、規則等具有全局性的數據，以數據索引統領各專業數據庫，形成聯系。各專業建立自己的數據庫，存儲本專業的數據，并將數據索引信息注冊到全局信息庫。各專業的數據按照接口標準放到數據庫中，以完成數據，專業間通過接口標準及權限來獲取各自所需的信息。
3．4現用專業軟件上傳數據庫的途徑
對于各專業目前使用的獨立軟件，無法直接連接到數據庫上，可按下列三種途徑來解決，如圖2所示。途徑一:通過編寫數據轉換程序和本地數據管理程序，完成專業軟件與協同設計平臺的連接。數據轉換程序將各專業的專業數據轉換為標準接口數據，并存儲到本地數據緩沖位置;本地數據管理程序實現對本地緩沖數據的。途徑二:修改現有軟件，增加標準數據輸出接口，通過數據管理程序數據。途徑三:重新編寫專業軟件，軟件直接以標準接口輸出數據，再由數據管理程序負責。甚至可以將程序直接寫入專業軟件，直接由專業軟件。如果現用專業設計軟件能進行二次開發，則通過途徑二進行軟件改造，增加新的接口是最理想的方式;否則就應選擇途徑一編制新的轉換程序，將數據按接口進行轉換;而途徑三由于要對既有軟件進行更新換代，代價太大，不宜采用。
3．5中間互通軟件和接口的選定
由于各專業的工程內容屬性不同，其設計的表達方式也就有所不同，適合采用的BIM軟件也就不一致。在專業互提資料中，每個專業的上下游專業通常也有好幾個，如果沒有一個通用的中間互通接口和標準，將導致接口過于復雜和接口設計困難。鑒于鐵路工程設計中一直采用的是AutoCAD系統，各專業在該平臺上開發和積累了大量的應用軟件，設計人員對該系統也很熟悉;因此，為了使數據接口盡可能的減少和簡化，各專業在設計時可以根據專業特點和屬性采用個性化的BIM軟件，但在進入三維真實場景平臺互提資料和設計效果呈現時規定統一采用AutodeskRevit格式。這樣，不論各專業采用哪種BIM軟件，只需開發該軟件與Revit的接口即可。同時開發Revit格式的三維模型數據與三維GIS模型數據的交換軟件和制訂數據接口標準，使Revit格式的三維模型數據導入之后能夠完整保留其原來的各項屬性，實現在三維真實場景平臺上對各專業的三維模型屬性進行查詢、調用、編輯、增加、刪除等操作。
3．6平臺初期拉通的原則
鑒于鐵路工程BIM技術才處于起步階段，要求開發人員不但要有軟件開發技能，還要熟悉設計流程，同時還需要有專業人員的配合;而剛開始對有些知識的認識是模糊和不完整的，通常是在開發過程中逐漸了解和掌握，并加深理解的;有的是隨著項目的推進，被細化或變更。因此，在現階段各專業僅適合在視覺和幾何形狀層面上進行初步拉通。隨著項目的推進和認識不斷深入，專業間的不斷磨合，以及規則、標準的逐步制訂和完善，再加載物理屬性信息和分析計算功能，即實現各專業這個階段在真實場景協同設計平臺上統一擺放的是Revit格式的三維模型。
4結論
BIM技術主要指利用3D數字技術對建筑物實體建立仿真模型，從理論上說等于在虛擬的平臺上進行建筑物的模擬設計，并對施工過程、進度、后期維護管理等進行模仿，實現建筑工程的數字化管理，為建筑的實際施工奠定堅實的理論基礎。
2BIM技術的特點
2.1可視化
傳統的建筑設計只能通過紙張或者計算機2D/3D軟件完成，其主要作用是為后期施工提供相應的規格尺寸及效果展示，但還需要借助人們的空間想象才能將整個建筑在自己的腦海中呈現。BIM技術的出現為建筑模型的直觀展現提供了平臺，設計人員的設計理念能夠直接在建筑模型中展示出來，有助于建筑企業內部的人員交流，并對相關的設計進行討論，做出最佳決策。
2.2協調性
協調性首先是建筑企業內部各專業人員間的組織協調，在內部形成一個有效的標準性文件，便與推動建筑工程的進程。另外BIM技術還能夠在建筑內部相關布置以及空間設置上起到協調的效果，例如樓梯井的布置、防火區布置、水管布置、線路布置以及其他輔助布置等。
2.3模擬性
傳統建筑設計在施工前只存在一個理論上的工程項目，具體效果只有等到施工后才能體現，很多難以預料的問題會在施工中一一呈現出來，但難以進行更正，最有效的方法是在設計中消除問題，進行設計優化。BIM技術能夠利用建立模型來模仿現實中的建筑，并通過其表現形態得出一些具有重要參考意義的數據。例如在進行材料配與承受應力之間的關系時，僅僅通過經驗與猜測難以找到最佳配比的真實比例，因此可以借助BIM技術將利用優化技術設計的方案數據輸入仿真系統中，模擬房屋的結構，在模擬環境中測試不同材料比例的受力情況，將得到的數據繪制成統計圖，明確找到最佳配比點。只要不存在突然變數，計BIM技術得到的結果一般比較準確。由此可見，設計人員在建筑設計之初時可以結合BIM技術，對設計的可行性通過模型進行仿真，讓設計可能存在的問題及早呈現并將其消除，減少施工中不確定性，便于設計工作的進行，減少設計偏差。另外通過BIM技術還能夠實現自動出圖功能，提高了建筑設計效率。
3BIM技術在建筑設計中的應用
3.1BIM技術在建筑空間規劃上的應用
空間規劃是建筑設計的第一步，在選定建筑地點后可以對當地的空間進行地形分析，尤其是在地形比較復雜的建筑基地上地形分析必不可少。通過BIM技術對建筑基地進行空間分析，例如具體的坡高、斜率、以及坡向等分析，對于建在地形復雜地區的建筑物可以利用BIM技術進行初步探索，為設計工作提供有力的支持，開闊思路。在坡度分析是可以利用GIS建模，并對其中的各項參數進行模擬，設計人員能夠對根據需要從不同角度進行探索，并生成一系列基礎數據，供后期設計參考。地形探索完畢后即可進行與建筑物的空間規劃。對建筑物的空間規劃一般利用BIM技術的可視化分析技能，將建筑通過3D技術立體呈現出來，并進行室內的視野分析、規劃可視度分析、道路可視分析等，在進行各項分析前首先建立相應的模型，并利用BIM技術進行調試，結合各因素綜合參考，得出最佳的空間規劃模型。
3.2BIM技術在建筑模型構建上的應用
建筑模型是對建筑實物的替代，在建筑設計中建筑模型可以看做是設計人員設計理念具象化后的產物。在設計過程中，建筑模型具有重要作用，其中包含了各項自然科學及建筑理念，一般來說，建筑模型構建的合理程度將直接決定建筑物的實際質量。計算機原有的三維模型軟件雖然能利用3D形式將建筑物呈現出來，但缺乏靈活性，在信息標注上存在一定的局限性，無法將眾多信息融為一體，缺乏參考性。建筑物模型構建首先需要為建筑物構建一定的物理條件，保證物理條件適當后即可將相關的設計方法和理念加入其中，開始構架建筑物的具體狀態和具體特征，并對建筑物的內部及外部進行全方位分析，確保建筑模型的合理性。在建筑結構中一定要加入建筑常用的參數，將建筑物量化，改變傳統建筑模型缺乏靈活性及參考性的弊端，實現人與建筑模型的直觀對話。此處的參數化模型相當于一個實用的數據庫，設計人員能夠從中得到有效信息與科學性啟發，并在原有的基礎上進行設計延伸，減少不合理設計出現的可能性，找出建筑各組成部分間的聯系，簡化施工過程，提高建筑物的整體質量。
3.3BIM技術的仿真技術應用
BIM技術相比于傳統建筑設計不僅實現了建筑的參數化設計，還有效的將計算機仿真技術應用起來。設計人員在將建筑物設計完成后可以通過計算機仿真技術對建筑物的各項標準進行檢驗，確保在受力以及各建筑部分協調上具有可行性，最低標準是在使用期內不能發生結構安全，同時在建筑過程中應該體現經濟性特點。在設計中除了要滿足日常居住需求還要考慮一些突況，例如受到重物的沖擊或者地震等因素的影響，保證承受一定范圍外力的影響，降低居民的生命財產安全。在設計中應該考慮到相關因素可能造成的影響，利用BIM技術對設計方案進行演練，并結合仿真結果在設計之初需要理由巧妙地力學原理，從不同角度進行受力分析，例如在建筑物的抗震能力可以通過仿真來實現。
4結束語
(1)中標后成本計劃:中標單位在中標后根據中標預算及施工組織
設計計劃在施工中使用的人材機等用量，但在計劃時往往因為預算與實際人工、材料、機械無法很好的結合對比，在材料提計劃及測算工程施工步驟工期等方面偏差較大。BIM本身精細到構件級的功能，提供了準備施工人材機的數據量，并且三維可視化功能再加上時間維度，可以進行虛擬施工。隨時隨地直觀快速地將施工計劃與實際進展進行對比，同時進行有效協同，施工方、監理方、甚至非工程行業出身的業主領導都對工程項目的各種問題和情況了如指掌。這樣通過BIM技術結合施工方案、施工模擬和現場視頻監測，大大減少建筑質量問題、安全問題，減少返工和整改。并且利用BIM的三維技術在前期可以進行碰撞檢查，優化工程設計，減少在建筑施工階段可能存在的錯誤損失和返工的可能性，而且優化凈空，優化管線排布方案，從而為項目節約時間，降低成本。
(2)過程成本控制:現階段項目成本過程控制主要體現在兩方面
一、內部結算:主要控制外包勞務隊與材料采購量不超過預算量，即收入不大于支出。二、限額領料:項目對于材料管理采取根據施工預算對勞務隊進行限額領料，但因為勞務隊繁多，施工時間節點的穿插，材料員、施工員不熟悉預算，限額領料措施往往執行困難。BIM技術根據時間節點準確的預測施工時間節點，并提供海量的數據分析。BIM的出現可以讓相關管理工作人員條線快速準確地獲得工程基礎數據，為施工企業制定精確資金計劃提供有效支撐，為材料員及施工員實現限額領料、消耗控制提供技術及數據支撐。
(3)期中成本核算:現階段項目期中成本核算，只能做到施工預算
的節點進行分析(正負零、主體封頂等)，對于項目成本運營掌控時間跨度過大，經濟運行階段分析占項目總進度的百分比不明確，項目盈虧點較為模糊的缺點。項目而BIM數據庫可以實現任一時點上工程基礎信息的快速獲取，通過合同、計劃與實際施工的消耗量、分項單價、分項合價等數據的多算對比，可以有效了解項目運營是盈是虧，消耗量有無超標，進貨分包單價有無失控等等問題，實現對項目成本風險的有效管控。
2、BIM應用的其他優勢
(1)對于設計單位及建設單位
由于項目的復雜性和設計的多專業屬性，設計圖紙的錯漏碰缺無法避免，而所有由于設計圖紙錯誤引起的成本增長、工期延誤以及質量降低的帳最終都會算到中標方，增加了中標方施工成本。BIM技術通過各種不同類型的多專業協調綜合，通過運行軟件可找到安裝管線與施工設計上的碰撞，避免了因設計變更拖延工期，為各方節約了時間。
(2)對于施工單位現場的幫助
在BIM模型基礎條件上，利用多維模擬、可視化通訊等技術手段對項目的施工計劃安排、項目施工難點、模塊化生產施工材料、特殊重點和隱蔽工程等在實際施工活動發生以前進行數字化分析、優化工作，降低現場施工的難度及節約成本。
(3)對于后期維護
利用BIM數據化模型，專業維護人員對實際建筑物的運營維護活動可以在虛擬建筑物上進行計劃、分析、預演，從而提高維護階段的效率。
3、展望BIM與建筑行業的發展
現階段BIM軟件產品受到BIM技術與思想發展的推動而不斷趨于完善，BIM技術在國內開始被廣泛運用到建筑工程設計、施工以及運營等多個領域，BIM技術在運用中可以實現不同專業、不同部門之間的數據共享，所以在建筑結構設計中可以讓工程師、建筑師、設計人員以及業主等，多個層次用戶來共享及使用同一個數字設計信息。基于BIM技術而成的可視化數字模型可以幫助用戶進行建筑結構的模擬與分析，以便于施工單位可以加深對設計人員設計理念及建設目標的理解，對提高建筑產品結構設計的整體質量及生產效率有著重要意義。
2BIM技術概述
現代建筑工程項目正在不斷向著大規模、高層化以及超高層化方向發展，用戶對建筑產品的需求不僅限于其整體功能性，建筑結構的高度復雜化使其體型不斷區域多樣化，因此，建筑結構設計中往往需要通過多種渠道來獲取規模較大的信息。該類數據信息作為建筑企業在建筑結構設計中最為關鍵的資源，如果在建筑產品生產中對其加以利用，不僅可以幫助企業通過縮短工期來降低整體成本投入，還能進一步提高建筑企業在生產過程中的質量管理工作與安全管理工作整體水平。所以現代信息技術開始被廣泛運用到建筑工程領域，建筑行業在信息技術支撐下開始尋求一條迅速處理各類相關信息，進一步控制成本投入與合理化工期安排的道路。基于此因，BIM技術的出現及應用對推動建筑行業健康發展有著重要意義，該技術實現了建筑結構設計由二維向三維的轉變，而BIM技術的廣泛應用正在不斷推動建筑行業新一輪的信息革命，其通過創建并利用數字模型來對建筑工程結構進行設計、建造以及運營管理，幫助企業在設計階段、生產階段以及經營管理階段有效降低整體經營成本，對推動我國建筑工程領域實現可持續發展戰略目標有著重要意義。
3BIM技術在建筑結構設計中的具體應用
3．1實現建筑結構設計的可視化BIM技術是基于三維模型技術而成的應用于現代建筑工程領域的新興技術，其可以利用三維模型技術來將真實的建筑構件展現給用戶，由于傳統建筑結構設計中都是以CAD軟件進行繪圖，該種方法很難將建筑結構的詳細信息展示給不同用戶，而BIM技術在建筑結構設計初期階段便通過建立建筑結構的三位實體模型，來幫助各層次用戶通過直觀的角度對建筑構件信息、功能布局有一個準確的認識與了解。很多大型建筑工程結構設計中可以利用BIM技術來對其整體結構進行動態演示，幫助用戶利用直觀的角度對建筑結構的各項參數進行觀測，從而幫助設計單位選取最佳的設計方案，并且可以及時發現建筑結構設計中的質量缺陷與設計缺陷，對進一步提高建筑結構設計的整體質量有著重要意義。
3．2BIM技術在建筑結構參數設計中的具體應用建筑結構信息模型中會有一個包含所有設計信息的數據庫，所有建筑結構設計參數都是相關聯的，設計人員可以利用該數據庫中的數據信息來對建筑結構形體進行構建，而且在設計過程中會對不同的參數予以一些約束，從而確保BIM系統在建筑結構設計中可以及時更新數據庫。BIM技術在建筑結構設計應用中最大的特點，是可以實現高質量、高安全性、高可靠性的設計信息輸出，對提高建筑結構設計的數字化發展有著重要意義。
3．3BIM技術在鋼結構建模中的具體應用現階段鋼結構已成為一個大跨度建筑物的主要結構形式，其在建模中往往需要面臨結構鏈接和加強件布置等多個方面的難點，鋼結構在設計中需要涉及到梁柱連接、梁梁鉸接以及梁梁剛接等多種連接形式，所以在設計中往往需要根據梁的高度，來將各個連接件進行專項設計并要將其參數化。BIM系統在應用中可以利用參數共享，來對螺栓的數量與間距來進行控制，設計人員只需要對參數進行調節便可以形成新的連接件，而在加強件、連接件設計中設計人員只需要畫出大樣，而在鋼結構施工中技術人員只需要對相應位置設計進行參考，便可以來確定加強件、連接件的準確位置，這對進一步提高鋼結構設計質量及施工效率有著重要作用。
4BIM技術在建筑機構設計中的難點
建筑結構設計工作在運用BIM系統中需要將模型發送到分析軟件，結構分析軟件利用算法來將建筑結構的設計信息反饋出來，并根據用戶指令來形成動態的施工圖與結構模型，所以設計人員在使用BIM技術中要考慮模型空間的整體真實性，并要對BIM系統的物理模型能否自動生成施工圖紙等方面進行充分考慮。建筑結構的安全性是設計工作中設計人員要充分考慮的因素，但是由于建筑施工材料自身力學特征、荷載組合、荷載以及單元截面特性等多種因素會對結構性能產生影響，所以設計人員在使用BIM模型進行分析過程中往往需要面對各項復雜參數。再者，BIM模型在本質上是物理模型、建筑結構分析模型以及施工圖文檔的完全數據模型，所以在建筑結構設計中只有采用完全符合標準或比較簡單的結構構件，才能實現上述多種數據模型之間的雙向無縫連接，如果建筑結構構件的整體設計沒有達到相關規范要求，或建筑結構構件的高度復雜化會導致其在運行中丟失大量數據。因此，現代建筑結構設計中設計人員要高度關注這一問題，力求可以有效實現物理模型與結構分析模型之間的雙向無縫連接。
5結語
BIM虛擬施工技術在建筑工程管理中的應用有助于加強工程全過程管控，從工程設計、施工導后期物業管理實現實時、精準跟蹤管控，尤其是規模較大、設計與施工較為復雜的建筑工程項目。
(1)工藝原理
利用BIM軟件可建立起建筑工程項目相關信息模型，施工前期可對工程項目設計方案進行檢測、分析與模擬優化，結合工程要求與標準制定詳細的進度計劃與施工方案，并通過施工全過程模擬及時發現施工重難點問題并予以解決，直到獲得最佳設計與施工方案，并輔以3DMAX動畫對復雜施工環節或工藝進行演示，以更好的指導現場協調施工，減少施工干擾、設計變更、施工返工、人機待料等情況的出現。項目施工中要對虛擬模型進行實時維護，根據設計變更情況、技術核定情況及實際施工情況做出調整，施工結束后要隨時重現施工過程作為改進、究責、檢查的終壓依據，通過多維度的BIM模型在網絡環境下對項目的資金支出使用情況、成本管控情況、進度質量控制情況等進行分析回溯，為提升工程項目管控質量提供技術支持。
(2)工藝流程
應用BIM虛擬技術要遵循國家建筑行業相關規范及施工規范編制各類施工合同、圖紙及標書文件完成組織虛擬方案的編制工作。建模階段提供專業技術支持以確保圖紙設計表達清晰、專業性無誤，利用BIM軟件創建模型，結合施工設計圖紙、招標文件、合同等資料建立工程土建、鋼筋等項目，并完成BIM模型的安裝。BIM模型評審通過三維模型展示對模型與設計圖紙的符合程度、節點部位是否滿足設計要求、現場施工條件是否無誤等進行審核，確保支持模型達到預設目標并可真實反映原版設計意圖。評審過程中要對模型反映問題進行匯總并提交做三維模型碰撞檢查探尋解決對策，及時發現施工中重難點部分，結合設計變更條件對模型進行維護，避免影響施工進度與質量，完成造價成本控制。模型虛擬施工方案編制完成后要結合具體施工情況及進度及時進行補充完善，以充分發揮虛擬技術對建筑工程管理的積極作用。根據施工方案，要在模型上完成數據信息的同步集成，結合方案要求對各構件參數及影響施工屬性相聯接，由此對整個施工過程進行模擬，從而實現各個階段、環節、細節部分施工數據的高效集成，推動施工工藝控制效果的提升，結合細致準確的設計規劃指導現場施工。在模型中要及時輸入各項施工成本控制指標并設置相應的預警提示，以便為施工成本管控提供強有力支持，完成集約化管理、精細化管理模式的推廣實施，配合虛擬模型施工方案中各個關鍵時間節點的要求，輸入相應工期及進度配合視覺化動態模式顯示以便更加準確的指導現場施工工作。建筑工程項目管理中應用BIM虛擬技術要在整個工程的生命周期內加強對施工情況的督導，以形成高效、強勢的管理平臺為建筑工程管理服務。
2工程管理中BIM虛擬施工技術應用分析
建筑工程管理中應用BIM虛擬施工技術有助于加強對現場管理工作的監督與了解，公司管理層應用虛擬施工技術可隨時查詢、跟蹤現場施工進度，結合施工情況可隨時準確下達管理指令，提升了溝通效率、降低了溝通成本，有利于建筑企業集約化管理模式的推行與實踐，是提升施工管理水平與效率，可極大的降低建筑工程成本造價，提升企業施工效益。目前建筑行業施工項目逐步趨于復雜化的情況下，因設計變更、施工返工等原因造成的施工成本造價增加比比皆是，不僅影響了工程進度、質量與安全，對承包方、施工方而言也造成了極大的經濟損失，根據行業統計數據，僅2014年建筑行業總承包工程中因設計變更施工與返工施工造成的成本增加比例在10%－20%左右，管理團隊管理成本增加在10%－30%左右，極大的影響了施工單位效益目標的實現。鑒于此，應用BIM虛擬施工技術模型可以更加直觀、詳盡的方式展現工程空間信息，在正式施工前即可對工程設計、竣工、驗收情況進行評判，極大了的減少了設計變更與施工返工等情況的發生，也一定程度上節約了管理成本。利用BIM模型進行虛擬碰撞檢驗有助于提前發現設計問題，并可通過虛擬仿真技術進行預應力鋼筋排布模擬等諸多試驗，從而減少后期返工，避免延誤工期、施工成本增加。建筑工程未開始施工前應用BIM虛擬施工技術可對整個施工過程進行模擬，對工程中每個管道、構件的位置進行精確定位，確保實現工程施工的精細化管理;BIM虛擬施工技術通過與4D數據庫的關聯可更加精確、快速的獲得各類工程基礎數據并拆分實物量，可為采購計劃的制定與調整提供給確切數據支撐，為項目限額領料提供幫助與支持，有助于加強施工項目成本管控、進度管控與質量管控等。傳統施工中通常難以確切統計出項目支出費用、合同應支付款項、甲方已支付款項等雜且亂的施工費用，無法結合施工進度與施工要求臨時快速變更施工圖紙及獲取準確合同工程量及工程造價，BIM虛擬技術配合4D關聯數據庫可更加快速、精確的確定相關三維圖形區域并完成框圖出價，實現過程三算對比、產值核算及進度控制等，為施工提供有效指導依據。BIM虛擬施工技術在工程管理中應用可對設計模型方案進行優化，準確捕捉施工重難點，借助3DMAX動畫渲染展現施工工藝流程并進行可視化交底，通過展現虛擬施工現象使得復雜的空間設計與標準變得更為準確直觀，方便施工管理人員及作業人員的理解與運用，有效解決了因施工理解不同造成的施工操作失誤。利用BIM虛擬施工技術可將整個工程建設過程及材料使用情況記錄在案，可隨時重現整個施工過程并作為工程改進、檢查、責任追溯的重要依據，有助于加強施工管理。利用虛擬仿真技術優化施工設計方案可推動綠色施工理念與綠色施工技術的應用實踐，尤其是建筑工程中大型設備的安裝與吊裝，利用3D模型可更加直觀的再現設備吊裝的動態過程，可有效避免實際吊裝中出現碰撞事故，在出現吊裝意外時系統可及時自動告警，確保吊裝圓滿，并減少現場設備吊裝意外的發生。比如通過魯班iBan移動應用可實現現場施工畫面的實時拍攝與上傳，與BIM虛擬模型進行位置對應，實時反應各方施工參數并展現了控制計算機中，從而將現場的施工管理、質量控制、進度控制、安全控制施工情況與虛擬模型相關聯，極大的提升建筑工程管理效率。
3結束語
1基于BIM技術的畢業設計課題方向
目前與BIM技術相關的畢業設計聚焦于基礎應用、技術融合和軟件研發等三個主要方向，如圖1所示。1.1BIM基礎應用方向。BIM基礎應用多數是基于BIM軟件開展相關應用研究，是目前畢業設計的主流課題方向。如采用Revit軟件建立三維信息模型，在此基礎上進行施工圖深化、碰撞監測、進度模擬、工程量統計、造價分析和三維動畫展示等工作。早期的研究對象以房屋建筑為主，目前已拓展至橋梁、隧道、地鐵等公共基礎設施。在BIM應用軟件方面，建模軟件以Revit最為常用，碰撞檢查和動畫模擬多數采用Revisworks軟件，工程算量和造價分析則常采用廣聯達和魯班等國內軟件。總體來看，該方向的畢業設計課題以應用為主，課題的完成情況與研究對象的復雜性、研究內容的豐富性、研究成果的實用性密切相關。隨著信息技術的快速發展，當代大學生的計算機應用能力、新知識接受能力和創新能力也在不斷提高，早期以多高層房屋為對象的“建模+動畫+算量”的畢業設計課題已難以滿足培養目標的要求。因此，該類課題的研究對象正逐步拓展至超高層建筑、大跨空間建筑、鋼木結構建筑、地鐵隧道等公共基礎設施和市政工程項目；研究內容也延伸至進度控制、成本管理乃至運營維護等多個方面；同時，研究課題也越來越多地來源于實際工程，研究成果的實用性已成為畢業設計成績評定的重要依據之一。1.2BIM與前沿技術融合方向。隨著BIM技術的逐步普及，其應用和研究正在從傳統的輔助設計施工向多技術融合的方向發展。如BIM與RFID（RadioFrequencyIdentification，無線射頻識別）、BIM與GIS（GeographicInformationSystem，地理信息系統）、BIM與VR（VirtualReality，虛擬現實）、BIM與AR（AugmentedReality，增強現實）、BIM與三維激光掃描、BIM與結構健康監測等前沿技術融合方向。以BIM與RFID技術融合為例，在傳統的施工現場，大批量地進行構件驗收、安裝時，主要通過人工方式填寫報告、錄入數據，信息延誤的現象時有發生，工作人員常常無法判斷構件的真實狀況，很容易發生錯誤，導致各類問題頻發。利用RFID技術可以實時追蹤、監控構件的生產、運輸、安裝和運維狀態，并以無線網絡即時傳遞信息到BIM數據處理平臺，可以實現對構件的實時追蹤，解決信息錯誤和丟失等問題，能有效地提高工程項目的管理效率和經濟效益。該類畢業設計課題通常要求指導教師有一定的前期研究基礎，有時采用校企聯合指導方式，由企業導師制定課題的研究內容，畢業設計開展過程中由校內和校外導師共同指導。1.3BIM軟件研發方向。BIM的核心思想是信息的集成、交互與共享，模型是載體，軟件是工具。在BIM軟件平臺研發方面，國內外各大軟件開發商已經開發了各類適用于建筑不同階段、提供不同功能的商業BIM軟件。如，美國Autodesk公司推出的Revit、Navisworks、Civil3D等BIM軟件；美國Bentley公司推出的ABD（AECOsimBuildingDesigner）軟件；此外還有Tekla公司開發的專用于鋼結構設計的Xsteel軟件，Graphisoft公司的ArchiCAD軟件等。國內也有廣聯達、魯班、PKPM、3D3S等公司開發的相關BIM軟件。雖然商用BIM軟件已較為成熟，但針對不同對象、不同功能、不同企業均存在一定的局限性，尚需定制研發。相比于BIM應用方向，軟件研發類課題一方面要求指導教師有前期研究基礎，另一方面要求學生有一定的編程基礎，更重要的是對軟件編程有興趣。此外，也有部分研發類課題不需要編寫代碼，只需要設計軟件功能和操作界面等，具體編程工作由他人或企業來完成。
2基于BIM技術的畢業設計案例
2.1BIM基礎應用方向畢業設計案例。以同濟大學本科畢業論文“超高層建筑模架裝備模塊化仿真設計與建造技術研究”為案例。該論文以上海市真如城市副中心A5地塊項目1號辦公樓為實際工程背景，借助BIM工具對鋼柱筒架交替支撐式整體鋼平臺模架裝備開展研究，完成的主要工作包括：（1）對鋼柱筒架交替支撐式整體鋼平臺模架裝備系統組成和工藝原理進行歸納總結，對超高層結構核心筒使用鋼平臺模架裝備關鍵技術進行分析，包括模架的現場安裝、標準層施工、桁架層施工和墻體收分層施工等技術；（2）分析鋼柱筒架交替支撐式整體鋼平臺模架裝備的模塊化設計方法，初步確定模架標準構件庫，根據模架裝備標準構件創建Revit參數化族庫，對標準構件和非標準構件進行組合，并進行整體鋼平臺模架裝備的虛擬預拼裝；（3）根據二維設計圖紙建立該超高層建筑的核心筒模型，采用Navisworks進行整體鋼平臺模架模型和核心筒模型的合模，對鋼平臺模架施工關鍵技術進行可視化施工模擬。畢業設計成果提出了一種鋼柱筒架交替支撐式整體鋼平臺模架裝備的模塊化方案，借助BIM軟件建立了模架標準模塊構件族以及核心筒模型，完成了模架模塊的組合與拼裝，實現了模架裝備和核心筒的合模，并對鋼平臺安裝、標準層施工、收分層施工等進行了三維可視化分析。該畢業設計的研究成果已應用于實際工程項目中，對模架裝備的模塊化和BIM技術的推廣具有積極作用。2.2BIM與前沿技術融合方向畢業設計案例。目前，BIM與GIS、VR、RFID、三維激光掃描等技術的融合交叉應用已成為工程界和學術界的研究熱點。以三維激光掃描為例，該技術是測繪領域繼GPS之后的又一次技術革命，通過高速激光掃描測量方法，大面積、高分辨率地快速獲取物體表面各點的坐標、反射率、顏色等信息，基于這些大量、密集的點信息可快速復建出真彩色三維點云模型，為后續的數據分析等工作提供準確依據。該技術具有快速性、非接觸性、穿透性、高密度、高精度、實時性強等特點，很好地解決了目前空間信息技術發展實時性與準確性的頸瓶。以同濟大學本科畢業論文“基于BIM技術對既有建筑快速建模方法的研究”為案例，該論文針對目前既有建筑建模時面臨的竣工圖紙無跡可尋、空間幾何信息難以采集、建筑物細部特征難以捕捉、測量所需時間及金錢成本過高等問題，采用三維激光掃描技術對上海某演藝場所進行掃描，利用JRC3DReconstruction軟件對點云數據進行降噪與配準，再采用ICP算法進行平滑操作，最后對該建筑進行整體建模，生成的三維模型見圖3所示。該模型已用于其改造工程的后期設計與研究工作中。2.3BIM軟件研發方向畢業設計案例。以同濟大學本科畢業論文“基于二維碼的鋼結構構件追蹤管理軟件研發”為案例，該論文從研究國內外鋼結構BIM建造管理平臺入手，分析了構件信息追蹤管理平臺的研發和應用現狀，將BIM技術與二維碼技術相結合，設計了基于二維碼的鋼結構構件追蹤管理軟件主要功能和界面，基于B/S架構，采用Html、JavaScript和Neo4j等語言初步實現了構件追蹤和進度管理等基本功能。構件追蹤界面見圖4所示，軟件對每一根構件生成唯一的二維碼，支持單獨或批量下載功能。二維碼存儲構件的編號、安裝位置、尺寸、長度和質量等基礎信息。用手機掃描二維碼即可查看構件的報驗和質量檢驗等詳細信息。通過二維碼功能，可追蹤構件的生產、制作、運輸和安裝等全過程信息，實現對構件加工和安裝中的質量監控信息以及構件安裝進度信息的實時掌控，而這些信息直接反映到構件的位置管理、質量管理和安裝進度管理中，為這些管理活動的進行提供了幫助和支持，追溯到最上層則實現了加工制作計劃的實時調整，而加工制作的調整又決定了現場施工情況。此外，通過二維碼信息能夠直觀快速地發現現場質量問題，解決現場管理人員攜帶圖紙及查詢資料不方便等問題，提高了現場工作效率。本軟件的開發涉及BIM模型的解析、上傳和顯示等功能，這些功能的實現需要大量的編程工作，很難由一位本科生在畢業論文周期內完成所有工作，因此，軟件的前期開發工作已由指導教師團隊完成，本論文主要是實現了基于二維碼的鋼結構構件追蹤管理功能模塊的設計和研發工作。
3提升基于BIM技術的畢業設計效果建議
3.1增加前沿課題數量。目前，BIM方向的畢業設計仍然以“建模+動畫+算量”的軟件應用型課題為主導，雖然該類課題的實用性強，但往往工作量大而難度不大，特別是對一些研究型高校的學生，該類課題的畢業設計主要是提高了學生的BIM軟件使用能力，對學生的創新性培養不足。隨著信息技術的快速發展，建議增加BIM與物聯網、大數據、VR、AR等新型技術相結合的畢業設計課題，提高學生的實踐能力和創新能力。此外，現有的主流BIM平臺均被國外壟斷，亟須發現和培養一批專注于軟件研發的學科交叉類學生，可以通過增加平臺研發類課題，鍛煉學生的研發能力，為其將來的工作和繼續深造打下基礎。3.2加強校企合作。BIM技術無論是軟件使用、平臺研發，還是與新技術的創新應用，均具有很強的實踐性。目前，很多土木建筑類大型企業均配備了BIM技術中心，具有較強的BIM應用、產品和新技術研發能力，而在國內高校中專職從事BIM教學和科研的教師非常欠缺。通過校企合作，可以彌補校內指導教師BIM實踐能力的不足，促進產、學、研全面合作，充分發揮學校與企業在BIM人才培養過程中的職能作用，實現優勢互補、資源共享，強化實踐育人環節，對于提高人才培養質量具有積極的意義[6]。針對于此，同濟大學與上海建工、華東建筑設計院等單位已建立了長期的校企合作關系，與BIM技術有關的畢業設計課題多數來自于企業，部分畢業設計成果已直接應用于實際工程，取得了較好的教學效果。3.3重構現有課程體系。近十年來，雖然BIM技術和軟件已有長足的進步，正向設計已開始應用，但逆向建模仍是主流，在畢業設計中也最為常見，即學生根據二維CAD圖紙創建其建筑、結構及機電等三維BIM模型。從已有的畢業設計效果看，存在兩方面的問題，一是許多學生的識圖能力較弱，特別是機電圖紙的識圖能力非常欠缺，需占用大量的畢業設計時間來提高識圖能力；二是學生的BIM軟件操作能力不足，很多時間被用于軟件學習中，實際的畢業設計工作時間被大量擠占。目前，很多高校沒有單獨設置BIM課程，或者雖然單獨設置但將其作為選修課，普及面不廣，這就需要我們對現有的課程設置體系進行完善和重構。考慮到BIM技術的應用領域非常廣泛，筆者建議將BIM技術的教學融入專業培養體系中，如：將BIM技術引入工程制圖、房屋建筑學、鋼結構和混凝土結構設計、土木工程施工、工程項目管理等多門課程中，特別在課程設計中，將其作為一項必修內容。通過BIM技術的三維可視化、虛擬仿真、信息共享等功能實現課程體系的有機整合。
BIM技術已被廣泛視為改造建筑業這一傳統產業的戰略手段，正在導致建筑業進行一次史無前例的徹底變革。從高校的實踐課程教學來看，BIM技術相關課題已成為建筑學、土木工程、工程管理等專業畢業設計的一個重要方向。本文歸納總結了與BIM技術相關的三大畢業設計課題方向：基礎應用、前沿技術融合和軟件研發，以同濟大學為例展示了各方向的畢業設計案例，最后提出了增加前沿課題數量、加強校企合作、重構現有課程體系等用于提升畢業設計效果的建議，可以為BIM相關專業的畢業設計提供借鑒和參考。
參考文獻：
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關鍵詞：水利水電工程 建筑信息模型BIM 可視化仿真
前言
本文以水利水電工程的施工動態過程作為研究對象，使用基于BIM技術的計算機仿真技術和三維可視化技術對水利水電工程的動態施工過程進行演示模擬，并且結合動態可視化信息管理技術和方法對水利水電工程的動態施工過程進行研究。探索基于BIM技術的計算機仿真技術和三維可視化技術應用于模擬水利水電工程的施工動態過程的可行性。本文主要包括了以下內容：1.BIM簡介；2. BIM技術在水利水電工程中的應用；3.可視化建模研究。
1.BIM簡介
BIM（Building Information Modeling）指的是建筑信息模型，它就是通過數字化技術，在計算機中建立一座虛擬的建筑，一個建筑信息模型就是提供了一個單一的、完整一致的、邏輯的建筑信息庫。
BIM技術作為一種應用于工程設計建造管理的數據化工具，可以利用參數模型對各種項目的相關信息進行整合，并且可以使信息在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中得到共享和傳遞，讓工程技術人員對各種建筑信息加以判斷，作出正確的理解并提出高效的應對，使設計團隊以及包括建筑運營單位在內的各方建設主體擁有協同工作的基礎，達到提高生產效率、節約成本與縮短工期方面的目的。BIM一定是貫穿在建筑整個生命周期中，使設計數據、建造信息，維護信息等大量信息保存在BIM中，在建筑整個生命周期中得以重復、便捷地使用。下圖顯示了在建筑設計、建造、維護的整個過程中，圍繞的核心就是BIM。
2. BIM技術在水利水電工程中的應用
2.1 水利水電工程施工導流三維動態可視化仿真方法研究
水利水電工程在對導流進行設計和管理的施工過程中，一般需要使用大量的數據和圖形信息。譬如水壩地區的水文、地形、地貌、地質資料和樞紐設計、施工場地布置和施工導流方案設計等各式各樣的數據和圖紙。如何對這些錯綜復雜、數量繁多的信息進行高效、快速的取得、管理，是提高設計效率和施工管理水平的關鍵。施工導流的方案設計作為施工組織設計的重要環節，它的設計過程及其復雜，并且設計出來的導流方案沒辦法做出實際的、直觀的比較。所以在水利水電工程導流設計中實現BIM水利水電工程施工過程可視化仿真技術可以形象直觀的表達出導流設計的實際效果，有著重大的現實意義。
2.2 利用BIM可視化仿真展示混凝土壩施工過程的三維動態過程
由于需要注意施工現場溫度、應力、澆筑機械設備布置和澆筑能力等因素的作用，在對混凝土壩進行施工時，需要根據施工現場溫度、應力、澆筑機械設備布置和澆筑能力對將混凝土壩使用一定的原則進行分縫分塊澆筑。但是對混凝土壩澆筑的數量大，通常需要澆筑上千上萬快混凝土，并且由于混凝土壩進行澆筑的施工約束條件過于復雜，就造成人工安排澆筑順序和進度是一件難度較高的事。現在通常在一般的水利水電工程中使用的是憑經驗用類比的方法，按照每月升高的澆筑層數和混凝土澆筑強度的指標來作為施工計劃的參照指標。但是使用每月升高的澆筑層數和混凝土澆筑強度的指標作為參照指標沒有系統的定量技術分析，使得在對大壩施工的過程中無法準確的判斷施工各階段的進度和混凝土壩升高過程是否能達到大壩施工的要求。
因為由于計算機和系統仿真技術的出現，特別是系統仿真技術的不斷發展，使得我們可以在計算機上將混凝土上壩施工的動態過程真實的模擬出來。通過對不同的混凝土施工方案進行模擬，觀察產生的施工動態過程，然后根據不同施工方案下混凝土施工進程的模擬的各項定量指標進行預測，然后制定出一個科學、合理、準確的混凝土壩施工進度計劃。通過在計算機系統上輸入各種可影響澆筑施工的變量，建立一個混凝土壩的施工系統模型，在這個模型的基礎上建立一個可模擬水利水電工程的仿真計算軟件。然后使用這個軟件對水利水電工程進行模擬建設，通過輸入可實行的機械配套方案和相應的施工技術參數，可以計算出機械配套的數量最優比、機械的最優利用率、每月的混凝土澆筑強度，并且還能獲取對應的施工方案下對大壩進行澆筑施工的詳細規劃進度表。
3.可視化建模研究
建立一個能形象的、準確的展示工程施工的動態過程的三維數字模型是能實現水利水電工程動態施工仿真信息的可視化查詢和分析功能的一個重要前提。這個數字模型應當具備能夠展示施工現場一些靜態和動態信息，譬如施工現場的地形地貌、施工工程建筑物和施工設施的分布位置、材料運送途徑等具體信息。實現水利水電工程的可視化仿真是利用Navisworks軟件和其他建模技術完成的，這種可視化仿真的建立由初數據的收集分析、數字模型的建立，然后使用Navisworks對其進行渲染。水利水電工程建筑的施工技術將直接關聯作用到水電水利的效益和產生的影響，它并不只是簡單的一個工程而已，它是構成整個水電水利工程的一個重要要素。
結束語：
BIM建筑信息模型在工程中的應用，使得建筑行業引發了第，它在工程中的應用不僅降低了成本，還使得工程從規劃設計到施工、運營管理各階段的質量有所提高。BIM的不斷發展，使得水利水電行業也引入了BIM理念。本文通過基于BIM技術對水利水電工程施工進行可視化仿真研究，真實準確的反應出水利水電的工程動態施工過程和仿真數據。
參考文獻：
[1] 徐東揚.基于數字技術的建筑方案設計研究：[碩士學位論文].湖南.中南大學.2010
BIM具有可視化性、協調性、可模擬性、可優化性和可出圖五大特點[2]。同時，隨著BIM技術不斷的被引入建筑領域，大大的提升了建筑信息化程度，具有縮短工期、減少工程中各方間的摩擦、降低成本、提高管理效率等優勢，帶來巨大的經濟價值與社會價值。無疑，BIM是近年來對工程建設行業一次重大的技術革命[3]。當下BIM技術已成為國、外學者及建筑行業從業所關切的一個焦點。
1 國內外BIM的發展現狀
對于大多數學者及建筑行業從業者而言，BIM已經不再是一個陌生的概念，但是對于BIM的研究與運用任然屬于一個嶄新而前言的領域。但國內、外學者及建筑行業從業者也對BIM開展了相當的探索、研究和運用。
對BIM在實際工程運用的探索中，我國已經取得較為豐碩的成果。在一批具有代表性的建筑中，都可以看到BIM的身影，如北京奧運會水立方、南京青奧會議中心、上海中心大廈等。同時國家層面也對BIM有相當的興趣及關注，首先BIM已經成為“十一五”國家科技支撐計劃重點項目，而在《2011-2015年建筑業信息化發展綱要》中9次提到BIM技術[4]，明確將BIM技術列為未來中國建筑行業發展的方向，同時住建部編制的建筑業“十二五”規劃明確提出要推進BIM協同工作等技術應用。
自2003年BIM概念提出以來，英美等發達國家便開始著手相關理論及應用的研究。近年還創立了相關的BIM標準，并強制所有大型項目必須具有BIM方案才能投標和建設，并以此作為政策向導推進BIM在建筑行業的發展。同時這些國家通過鼓勵將BIM應用到實際工程中去，完善BIM的應用方案，挖掘BIM的價值（如工程成本、時間減少，協同性增加，以及nD虛擬化和碰撞檢測來減少失誤等），從而獲得巨大的價值，并以此作為BIM的市場驅動力，使得BIM在這些國家的發展走上了良性循環。
盡管我國對BIM高度重視，同時擁有全球最大的建筑市場，但BIM的技術理論與實踐研究與歐美發達國家相比仍然處于落后位置，缺乏大量的應用反饋及相關的規范以。同時，國內外對于BIM的探索主要圍繞在房建領域，在公路行業的發展相對滯后，而針對信息化橋梁方面的認識則更加不足。
2 BIM的運用平臺
目前有一種對于BIM片面的認識，認為BIM只是最終只是一個或多個軟件的協同作業。這種理解有明顯是錯誤的，但BIM的核心是基于該技術的建筑工程應用軟件卻是不可否認的。
基于目前具有國際和行業影響力并應用與中國市場的BIM軟件共有三十余款，現在市場上主流的BIM平臺主要有Autodesk Revit，Bentley Architecture，ArchiCAD，Tekla BIMsight等。這些軟件大多能支持3D參數化、模塊化設計，協同工作和有效信息傳遞，并且通過軟件接口之間的兼容，BIM工具能夠跟其他軟件協同工作，例如Autodesk Revit能夠將模型導入ROBOT進行結構分析，也可以與Navisworks交互實現4D進程模擬和沖突檢測。
3 BIM在橋梁工程中的運用
橋梁作為一種特殊的結構，具有工程造價高和社會作用大的特點，需要高水平的設計、施工及維護，現代橋梁大跨、復雜，高強輕質等特征也對建筑和結構工程師提出了更高的要求和挑戰。因此，將BIM技術引入到橋梁工程中，實現橋梁在整個生命周期的生產信息化極為迫切。通過信息化的工作平臺和生產模式，能有效提高橋梁設計施工效率和協作，降低沖突，實現精確的多維模擬。
目前，大多數橋梁的設計，建設和運營維護仍然是基于2D CAD系統[5]，每個生產流程都是幾乎分離的，無法有效交互共享的數據，導致大量時間和資源消耗。由于不同部門間缺乏有效的溝通，變更的幾率也會升高。而解決這些問題正是行業賦予BIM的使命。
近年來，不少先進的工程公司嘗試將BIM應用到橋梁工程中。例如，2003年，芬蘭工程師成功利用3D建模的方法設計了一座簡支板橋，并利用3D鐳射掃描技術控制橋梁的施工精度[6]；2011年，韓國的研究人員成功利用BIM對一座鋼橋進行了4D施工模擬和沖突檢測，通過對整體進程的智能化分析提出了更好的施工方案[7]。
4 總結與展望
由此可見，BIM技術將是今后建筑及制造行業發展的趨勢。無論是對現有橋梁的運營管理，還是對未來橋梁的規劃、設計、施工及運營的全生命周期管理，BIM技術都將產生巨大的經濟效應與社會價值。
[參考文獻]
[1] 鄒陽. 橋梁信息模型（BrIM）在設計與施工階段的實施框架研究.[碩士論文]，重慶：重慶交通大學，2014.
[2] 何關培.“BIM”究竟是什么[J]. 土木建筑工程信息技術，2010，2（3）.
[3] 龍文志. 建筑業應盡快推行建筑信息模型（BIM）技術[J]. 建筑技術，2011，42（01）.
[4] 李云貴. 國內外BIM標準技術準則[J]. 中國建設信息，2012，（02）.
[5] Kaner， I.，Sacks， R.，Kassian， W.， etc. Case studies of BIM adoption for precast concrete design by mid-sized structural engineering firms. In ITcon： 2008.
