本文是一篇工程管理论文，本文以 BIM 模型为出发点，研究了道路工程进度计划优化、进度追踪、进度偏差分析和调整的方法，提供了一种可行的 BIM 技术应用思路。
1 绪论
1.1 研究背景
道路是人类社会进步与经济发展的产物，为人类文明的发展做出了重要贡献。对于人类文明和经济发展的进程中，运输工具的发展过程经历了从牛车和轿子到汽车、火车、飞机甚至航天飞机的演变和发展，道路也经历了从狭窄曲折的泥泞小路到宽阔舒适的柏油路的历史变迁。
根据其运行任务、功能和设计的通行量，我国的道路通常分为五大类，分别是等级较低的四级公路、三级公路、二级公路和等级较高的一级公路和高速公路。高速公路以维护和运输成本低、交通流量大、运行速度快、全封闭交通管理、安全无障碍驾驶、完善的餐饮和各种公共服务设施以及许多其他优势，如今已发展成为现代物流和运输系统的重要组成部分。截至 2019 年，我国公路的总里程进入一个新阶段，全线已达 484.65万公里，其中 142600 公里为高速公路，位居世界高速公路总里程数首位。1949 年中华人民共和国成立时，中国的公路总数仅为 80800 公里。高速公路道路建设和里程数为零，道路标准为 II 级及以下。到 80 年代末，随着改革开放浪潮带来的国民经济又好又快发展而导致国内人员和货物流通量的快速激增。然而，缺乏公路和质量差的公路严重限制了社会经济的快速发展。1984 年 6 月 27 日，中国第一条历史悠久的沈大高速公路正式开工，成为我国高速公路建设的起点。特别是自 1998 年以来，我国的公路建设发展迅速。从那以后，京沪高速公路、京深高速公路、京津唐高速公路和沪嘉高速公路等许多战略性经济路线，都在逐步完善。
公路项目具有成本高、投资大、线路长、施工方多、质量要求高、施工周期长、程序复杂、外部协调复杂、信息量大的特点，建设过程需要不断动态调控。随着施工环境变得越来越复杂以及项目体量的不断增长，传统的施工计划管理方法将不再满足高级项目管理的要求。如何有效实现设计目标，降低项目风险，有效交换信息和实现准确的管理，这是需要解决的主要问题。进度管理工程项目管理的三个目标之一，其进步对于改进管理尤为重要。目标是科学规划计划方案，动态管理施工计划，合理分配施工资源，减少施工时间，协调信息，文明施工，节约成本，实现对施工计划的准确管理实施受到广泛关注。为了完成进度目标，建设单位迫切需要一种新的管理思想和方法，以促进项目的顺利实施。
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1.2 研究意义
施工进度管理与项目中各种资源调配以及项目最终的经济收益和社会效应有着紧密的关系，是工程项目管理目标的重要组成部分之一。在传统的进度管理模式中，项目管理者面临的环境影响因素不确定性较大，需要协调的对象众多，仅能在项目实施前根据施工经验确定施工进度计划，对整个施工过程中面临的风险缺乏完整了解和实时掌握。 当施工项目工程体量较大，有多家参建单位共同完成时，项目管理人员很难保证项目施工进度计划与实际施工进度不出现较大的偏差。将 BIM 技术引入项目管理之中，利用BIM 技术具的优势，从施工技术方案三维交底、施工进度模拟、BIM 模型构件可与各种相关信息绑定等方面的应用，为项目实施中的各参与方提供一个控制项目进度的新工具和新方法。基于 BIM 技术的进度控制可以改善管理人员对项目进度的总体控制，并减少施工延误的风险，从而间接地创造经济价值。
目前，基于 BIM 技术的进度管理在我国公路建设进度控制中应用研究不足，相关的深入研究更为稀缺。在公路建设进度管理中，BIM 技术被用作工程进度管理的有效辅助工具，它可以打破原有的高级管理模式的局限性，对于在实际项目中推广 BIM 技术十分有利，同时能够进一步提高各种资源的利用率，从而实现项目的经济效益。基于BIM 的进度管理应用程序的基础是构建 BIM-4D 模型，从而建立基于 BIM-4D 模型的信息协同。管理人员可以使用 BIM-4D 建筑信息模型建立冲突分析和管理系统，以实现对人员、物料、机械和其他资源在时间维度和空间维度的控制，并减少返工和进度延迟的发生。在道路工程进度管理中建设并应用 BIM 技术的综合管理系统的，以及对应用 BIM技术的施工进度管理过程的探索与研究，为施工进度管理提供了全新的思路。这不仅可以提高管理人员对 BIM 技术的认识，还可以增强管理人员对项目进度的控制。本文将对基于 BIM 技术的进度控制和进度管理和统进度控制和进度管理进行比较和分析，分析传统进度管理的局限性和原因，并通过对施工过程的持续跟踪、比较和调整，来实现对项目实际施工进度的管理和控制，从而总结出基于 BIM 技术的进度管理应用程序的优点和价值。在项目进度管理中运用 BIM 技术，可以改变项目管理人员在传统项目进度管理模式下的思维方式和工作手段，建立一个基于 BIM 4D 管理平台，可以实时的了解项目各个方面信息，并且动态管理项目进度的全新管理思路。通过总结和分析，归纳整理出传统进度管理模式和运用 BIM 技术的进度管理模式之间的异同点，解决现实管理过程中的痛点和难点，并对各种新兴信息化手段在项目管理过程中的应用起到积极的推进作用，使整个道路工程施工行业从传统的原始粗放型管理模式向现代精细化管理模式转变，并且推动后续更深入的探究。
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2 BIM 技术和进度管理相关理论
2.1 道路工程概述
2.1.1 高速公路工程建设内容
在道路建设的施工中，主要的建设内容包括土建工程、交通安全设施工程、机电工程、房建工程、绿化工程和路面工程等内容。这些土建工程第一阶段的主要内容包括临时工程 (项目部、箱梁预制场、混凝土和沥青混合料搅拌站、钢筋预制加工厂)、施工区域三通一平、桥涵结构、路基土石方、隧道及附属工程等。该阶段的施工中，如何进行总体规划、安排合理的施工流水作业，对达到规定目标，按时完成项目进度尤为重要。土建工程第二阶段路面工程施工主要包括水泥稳定碎石垫层、和各个结构层以及功能层的施工。由于路面直接承受并向路基传递上部负荷，路面施工的质量好坏可以直接反映到公路工程的行驶体验感和使用寿命。土建工程第三阶段包括了交安、绿化、机电、建筑设施等工程。
2.1.2 高速公路工程建设特点
高速公路的建设和运营所产生的社会效益和经济利益非常显著；高速公路网通行能力强、客货运输量大、使用效率高、安全可靠。其建设与利用，对公路运输业起到极大的积极推进的作用，为发展现代交通运输业注入了强大的动力。极大地推动了我国公路产业结构的调整与转型升级。但是，公路建设项目的建设具有多临时性、面广、线长和多点的特征。在现场施工作业中，极易受到各种外部环境 (如人文、地质学、水文学、气候等)的影响和干扰。与此同时，公路工程建设投资巨大、专业繁多、规模庞大、工期紧、任务重、对管理模式和技术手段要求严格。
图 4.1 道路工程费用组成
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2.2 BIM 的内涵
美国的国家 BIM 标准（NBIMS）对 BIM 的定义如下：“它是建筑项目的物理和功能特征的数字表达。它也是一种公共的知识资源，可以共享有关建设项目的信息并在项目整个生命周期为决策提供坚实的基础；在项目的每个阶段，不同的参与者可以在 BIM中插入，提取，更新和更改信息，以支持和反映各自职责范围内的协作[39]。我国的城乡建设部认为 BIM 是技术设计和施工管理的数据驱动工具，利用 BIM 技术实现统一传输、存储和共享项目的相关信息，避免出现信息孤岛使用 BIM 技术传输和共享与项目有关的信息，可以提高项目管理效率，节约施工资源，提高项目利润，缩短施工工期。
BIM 不仅是项目数据和信息的载体，也是工程进度管理的有效辅助手段，它有助于项目各参与方在项目建设过程中协调进度管理。另外，BIM 的功能还支持具体的应用和实际价值的实现。目前，BIM 技术已经从三维向多维化发展，“技术应用+数据分析+协作管理”的模式，真正实现了 BIM 在建筑领域的价值。工程进度管理主要是在 BIM模型中增加时间维度，构建 BIM 4D 模型来动态模拟施工过程，合理安排施工场地，协调各学科的交叉作业等，同时结合其它先进技术，提高工程进度管理水平和工作效率。
作为存储信息的介质，可以将 BIM 视为具体的数据库，而 BIM 是一种用于使用和管理信息的技术。基于理论研究和技术实践的视角，提高信息效率是 BIM 给建筑行业带来的重要意义所在。BIM 在信息中的作用具有以下特征：
（1）BIM 信息的完整性。BIM 不仅包括技术对象的空间几何信息，逻辑关系和拓扑关系的描述，而且还包括所有技术信息的描述，例如结构形状，建筑材料的类型，目标功能和其他设计信息。
（2）BIM 信息的关联性。BIM 目标是相关的可识别信息，系统能够对模型信息进行分析和计算，并经过分析生成相应的图表和文档。当模型中的对象发生变化时，与其相关的所有对象也会相应地发生变化，以确保模型信息的正确和完整。
（3）BIM 信息的一致性。BIM 信息的顺序。在建筑物生命周期的每个阶段，模型信息都是连续的，并且信息模型可以自动演化，而不必一遍又一遍地输入相同的信息，无需在不同阶段重新创建模型，可以更正信息并自动扩展容量以减少信息错误的风险。
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3 建立 BIM 4D 模型 .............................. 16
3.1 建立 BIM 模型 ...................
