話題

雷聲大雨點?。?/p>

王建偉

博士，教授，博士生導(dǎo)師，長安大學(xué)交通BIM研究中心主任，享受國務(wù)院政府特殊津貼；兼任《中國公路學(xué)報》編委，《長安大學(xué)學(xué)報》（社會科學(xué)版）編委，國家客運標(biāo)準(zhǔn)委員會專家組成員、交通運輸部多式聯(lián)運專家委員會成員，以及中國交通運輸協(xié)會青年工作者委員會副主任委員、陜西省經(jīng)濟學(xué)會常務(wù)理事等職務(wù)。

背景

BIM技術(shù)近年來在建筑行業(yè)的發(fā)展勢頭迅猛，隨著其不斷升溫，公路建設(shè)領(lǐng)域也刮起了一股BIM技術(shù)的旋風(fēng)。

2016年7月20日，交通運輸部印發(fā)《關(guān)于實施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見》。鼓勵應(yīng)用建筑信息模型（BIM）新技術(shù)，營造綠色公路建設(shè)市場發(fā)展環(huán)境。2017年1月13日，交通部印發(fā)《關(guān)于推進公路水運工程應(yīng)用BIM技術(shù)的指導(dǎo)意見》。2017年1月22日，交通運輸部印發(fā)《推進智慧交通發(fā)展行動計劃（2017—2020年）》。

頻繁出臺的《意見》足以看出交通運輸管理部門對BIM技術(shù)的重視，在下游的設(shè)計與施工單位，該技術(shù)也引起了廣泛的爭論，有人認(rèn)為它是施工領(lǐng)域的未來，有人則認(rèn)為它的推廣應(yīng)用只是雷聲大雨點小，本期解讀我們也談?wù)凚IM。

要說近幾年國內(nèi)在施工領(lǐng)域什么話題最火，非BIM技術(shù)莫屬，雖然使用者對這項技術(shù)在實際操作中的表現(xiàn)褒貶不一，但有一個觀點是大家一致認(rèn)可的，即BIM是大勢所趨，將引領(lǐng)建筑施工走向數(shù)字化的更高層次。

2017年，一些發(fā)達(dá)地區(qū)如上海、北京、廣東省都推出了自己的標(biāo)準(zhǔn)和推行辦法，特別是上海，去年就下發(fā)了《關(guān)于在本市開展建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用試點工作的通知》，強調(diào)六大重點功能區(qū)從2017年開始必須運用BIM。政策出臺、商機即來，一時之間所有人都認(rèn)為BIM是趨勢，是建筑行業(yè)的未來，是智慧化城市發(fā)展不可或缺的重要環(huán)節(jié)和工具，各類BIM網(wǎng)站、BIM咨詢公司、BIM資格考試、BIM軟件公司紛至沓來。

其實BIM技術(shù)從概念雛形發(fā)展至今已經(jīng)將近40年了，但被應(yīng)用于商業(yè)產(chǎn)品中，是2002年創(chuàng)立Revit軟件的公司被Autodest公司收購之后。大概也是從那時起，BIM技術(shù)逐漸被國內(nèi)的設(shè)計行業(yè)所接觸，并得到了持續(xù)的關(guān)注。近年來，BIM在建筑設(shè)計、機械設(shè)計行業(yè)的應(yīng)用越來越深入，也越來越多，鐵路設(shè)計行業(yè)也進行了積極的嘗試，但在公路行業(yè)，BIM技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用起步較晚，也不夠深入，只在數(shù)個國家級工程中有過應(yīng)用，在中小型工程中仍難覓其宗。

BIM在公路交通領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著國家大力推進BIM的實踐應(yīng)用，BIM在公路水運基礎(chǔ)建設(shè)項目中的價值逐漸顯現(xiàn)，反觀國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的BIM應(yīng)用也日漸增多，例如渝黔鐵路新線白沙沱長江特大橋、濟南黃河公鐵兩用橋、舟山跨海大橋、肇慶閱江大橋、港珠澳大橋等都運用BIM技術(shù)為項目保駕護航。港珠澳大橋等只是我國橋梁BIM應(yīng)用發(fā)展的一個縮影，可以看到，隨著BIM的發(fā)展，它已滲透到工程行業(yè)的不同領(lǐng)域，BIM技術(shù)已經(jīng)落地，BIM在中國公路和橋梁建設(shè)中已悄然發(fā)力，逐漸滲透到工程設(shè)計與施工中的各個階段。

以下我們來看看目前BIM技術(shù)在公路設(shè)計與施工各階段的應(yīng)用。

圖1 舟山跨海大橋

（1）規(guī)劃階段

建筑信息模型（BIM）流程，有助于縮短設(shè)計、分折和變更的時間。最終可以評估更多假設(shè)條件，優(yōu)化項目性能。

傳統(tǒng)的場地分析存在諸如定量分析不足、主觀因素過重、大量數(shù)據(jù)信息無法處理等弊端，而BIM結(jié)合地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）對場地及擬建的工程項目進行建模，通過BIM及GIS的強大功能，迅速得出科學(xué)的分析結(jié)果，幫助項目在規(guī)劃階段評估場地的使用條件和特點，從而做出最理想的場地規(guī)劃、交通流線組織關(guān)系、建筑布局等關(guān)鍵決策。

（2）勘測階段

近年來，國內(nèi)外學(xué)者陸續(xù)將BIM及GIS、GPS引入到公路勘測中，這些技術(shù)可以自動完成許多耗費時間的任務(wù)，有助于簡化項目工作流程。使用BIM可以在一致的軟件環(huán)境中完成所有任務(wù)，包括直接導(dǎo)入原始勘測數(shù)據(jù)、最小二乘法平差、編輯勘測資料、自動創(chuàng)建勘測圖形和曲面；能夠以等高線或三角形的形式來展現(xiàn)曲面，并創(chuàng)建有效的高程和坡面分析；還可將曲面作為參考，創(chuàng)建與源數(shù)據(jù)保持動態(tài)關(guān)系的智能對象；同時將任何坡型生成曲面模型。

圖2 道路建模設(shè)計

（3）設(shè)計階段

道路建模。BIM可以幫助我們更高效地設(shè)計工程模型，例如創(chuàng)建動態(tài)更新的交互式平面交叉路口模型；利用內(nèi)置的部件和常用設(shè)計規(guī)范即可快速地設(shè)計環(huán)島，包括交通標(biāo)識和路面標(biāo)線等。由于施工圖和標(biāo)注將始終處于最新狀態(tài)，可使設(shè)計者集中精力優(yōu)化設(shè)計。

工程計算與分析。利用復(fù)合體積算法或平均斷面算法，更快速地計算現(xiàn)有曲面和設(shè)計曲面之間的土方量。使用生成的土方調(diào)配圖表，分析適合的挖填距離、要移動的土方數(shù)量及移動方向，確定取土坑和棄土堆的可能位置。從道路模型中可以提取工程材料數(shù)量，進行項目成本分析。

自動生成施工平面圖。自動生成標(biāo)注完整的橫斷面圖、縱斷面圖和土方施工圖等。使用外部參考和數(shù)據(jù)快捷鍵可生成多個草圖，利用與模型中相同的圖例生成施工圖紙。

輕松處理變更與評審。因為數(shù)據(jù)直接來自模型，所以報告可以輕松進行更新，迅速響應(yīng)設(shè)計變更。如今的工程設(shè)計流程較之前更為復(fù)雜，設(shè)計評審?fù)ǔＩ婕暗椒荂AD使用者但又是對項目非常重要的團隊成員，BIM利用更直觀的方式讓整個團隊的人員參與設(shè)計評審。

多領(lǐng)域協(xié)作。道路工程師可以將縱斷面、路線和曲面等信息直接傳送給結(jié)構(gòu)工程師，以便其在軟件中設(shè)計橋梁、箱形涵洞和其他交通結(jié)構(gòu)物。

可持續(xù)環(huán)保設(shè)計，提供高質(zhì)量圖紙。工程師可以根據(jù)可靠的場地現(xiàn)狀模型和設(shè)計約束來評估設(shè)計方案，推出更具創(chuàng)新性的環(huán)保設(shè)計，幫助客戶達(dá)到公認(rèn)的可持續(xù)發(fā)展。通過模型與文檔之間的智能關(guān)聯(lián)，無論是否發(fā)生變更，交付高質(zhì)量的設(shè)計和施工圖紙?zhí)岣吡藞D紙的一致性。

（4）施工階段

基于BIM的碰撞檢測與施工模擬進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件及管線綜合的碰撞檢測和分析，對項目整個建造過程或重要環(huán)節(jié)及工藝進行模擬，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計中可能存在的問題，減少施工中的設(shè)計變更，優(yōu)化施工方案和資源配置。

（5）運營養(yǎng)護階段

多年來，研究學(xué)者陸續(xù)將BIM技術(shù)及GIS技術(shù)引入到公路信息化管理，在公路建設(shè)、路政執(zhí)法和資產(chǎn)管理方面取得了較好的效果。美國聯(lián)邦公路局將GPS、GIS及多媒體視頻等技術(shù)應(yīng)用到公路資產(chǎn)管理，實現(xiàn)迅速定位查看損壞的公路資產(chǎn)，有效地保證了道路的安全性。

圖3 工程量統(tǒng)計

困難和需要解決的技術(shù)問題

用戶平臺協(xié)作困難

盡管BIM技術(shù)為項目各參與方的協(xié)同工作提供了平臺，但是在實際項目中，所有參與方對BIM模型共享程度的商議與達(dá)成一致是影響B(tài)IM應(yīng)用的重要因素。如果項目各參與方選擇不同的BIM軟件工具進行BIM建模，不同的軟件環(huán)境將使信息模型的交換產(chǎn)生困難，不同的BIM模型也很難整合到統(tǒng)一的軟件環(huán)境中。

BIM集成管理不足

BIM的精髓在于將信息貫穿項目的整個壽命期，對項目的建造以及后期運營管理綜合集成意義重大。目前BIM在中國的應(yīng)用基本依賴于個別復(fù)雜項目或某些業(yè)主的特殊需求，要充分發(fā)揮BIM信息全壽命周期集成優(yōu)勢、實現(xiàn)BIM全生命周期的集成管理，還需要做很多工作。

BIM軟件的挑戰(zhàn)

目前市場上的BIM軟件紛繁復(fù)雜，不僅BIM核心建模軟件多種多樣，與之具有互用性的行業(yè)軟件也種類繁多。選擇合適的軟件對于初步嘗試BIM應(yīng)用的建筑企業(yè)并不是一件易事，而且軟件的價格不菲，如果自行開發(fā)BIM軟件需要大量的人力、物力及時間投入，收益的不確定性往往讓許多企業(yè)望而卻步。

結(jié)語

通過與一些設(shè)計院、咨詢單位、施工企業(yè)及軟件公司進行交流，我們發(fā)現(xiàn)運用BIM給企業(yè)帶來的實際價值并沒有外面?zhèn)餮缘哪敲创?，許多BIM運用成為了企業(yè)運作的負(fù)擔(dān)，是用之無味、棄之可惜的雞肋，加之現(xiàn)在市場上關(guān)于BIM的組織機構(gòu)越來越多，BIM項目也是越來越多地走向了價格戰(zhàn)、關(guān)系戰(zhàn)，前期期待BIM帶來巨大的價值和功能并沒有實現(xiàn)。

BIM的好處毋庸置疑，但純靠技術(shù)優(yōu)勢往往無法將其與現(xiàn)有的工作流程和實踐結(jié)合起來，現(xiàn)在的施工行業(yè)仍較碎片化，應(yīng)用BIM就需要集成和整合好上述兩方面。而解決這兩方面的問題，不單單是技術(shù)問題，還有人為因素（比如市場氛圍）甚至是文化因素。當(dāng)下，BIM技術(shù)與公路施工的碰撞已無法避免，終究會擦出怎樣的火花，是“雷聲大雨點小”？還是能為公路施工點亮另一條前行之路？我們認(rèn)為還應(yīng)該讓它多“飛”一會兒。