馬海龍

(黑龍江省路捷交通設(shè)施有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001)

我國建筑行業(yè)近些年來發(fā)展迅速，其不僅在建筑規(guī)模和建筑質(zhì)量方面有了很大的提高，在高新技術(shù)的應(yīng)用上同樣成績斐然。BIM技術(shù)就是一種在近些年才被應(yīng)用在我國建筑工程當(dāng)中的技術(shù)，BIM技術(shù)目前大部分都應(yīng)用在企業(yè)競標(biāo)的過程中，通過BIM技術(shù)可以讓招標(biāo)企業(yè)更加詳細(xì)直觀地對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了解從而在競標(biāo)當(dāng)中取得一定的優(yōu)勢，實(shí)際上BIM技術(shù)在工程施工中同樣有著極為重要的作用，只要能夠合理地在工程施工中應(yīng)用BIM技術(shù)就能夠在最大程度上提高建筑企業(yè)的工程效率，降低企業(yè)的工程成本。

1 BIM軟件的種類

現(xiàn)在主流的BIM軟件也有許多不同的種類，主要分四個門派。

(1)Autodesk公司的Revit建筑、結(jié)構(gòu)和機(jī)電系列，在民用建筑市場借助AutoCAD的天然優(yōu)勢，有相當(dāng)不錯的市場表現(xiàn)。

(2)Bentley建筑、結(jié)構(gòu)和設(shè)備系列，Bentley產(chǎn)品在工廠設(shè)計(jì)(石油、化工、電力、醫(yī)藥等)和基礎(chǔ)設(shè)施(道路、橋梁、市政、水利等)領(lǐng)域有無可爭辯的優(yōu)勢。

(3)Nemetschek公司的ArchiCAD/AllPLAN/VectorWorks三個產(chǎn)品，其中，國內(nèi)同行最熟悉的是ArchiCAD，屬于一個面向全球市場的產(chǎn)品，應(yīng)該可以說是最早的一個具有市場影響力的BIM核心建模軟件，但是在中國由于其專業(yè)配套的功能(僅限于建筑專業(yè))與多專業(yè)一體的設(shè)計(jì)院體制不匹配，很難實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)突破。

(4)Dassault公司的CATIA是全球最高端的機(jī)械設(shè)計(jì)制造軟件，在航空、航天、汽車等領(lǐng)域具有接近壟斷的市場地位，應(yīng)用到工程建設(shè)行業(yè)無論是對復(fù)雜形體還是超大規(guī)模建筑其建模能力、表現(xiàn)能力和信息管理能力都比傳統(tǒng)的建筑類軟件有明顯優(yōu)勢。

2 BENTLEY軟件特點(diǎn)

Bentley軌道交通解決方案，為用戶搭建一個三維協(xié)同工作環(huán)境，一改以往的串聯(lián)工作方式，各專業(yè)以并行方式發(fā)生交互，極大地提升了工作的效率。統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和協(xié)作機(jī)制，可以確保各專業(yè)的數(shù)據(jù)流暢互用。用戶不再為數(shù)據(jù)丟失而煩惱。Bentley解決方案多專業(yè)覆蓋以及全流程覆蓋，可以讓用戶省去很多不必要的花費(fèi)，不需要借助第三方軟件和團(tuán)隊(duì)進(jìn)行模型渲染于動畫展示，只需要將模型導(dǎo)入LumenRT即可完成這些工作。

(1)數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一、兼容性強(qiáng)：Bentley解決方案基于MicroStation圖形平臺，擁有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，即DNG。各專業(yè)成果在互用流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，不存在不兼容及信息丟失問題。同時，Bentley兼容市面上的主流CAD軟件格式，可以直接打開和保存DWG格式。

(2)專業(yè)工具齊全：Bentley解決方案涵蓋了地鐵設(shè)計(jì)中的線路、軌道、路基、車站建筑、高架結(jié)構(gòu)、地下結(jié)構(gòu)、暖通、給排水、供電、通信、信號等大部分專業(yè)，各專業(yè)有專門的工具軟件或模塊，無需借助二次開發(fā)商提供的插件，就可以解決專業(yè)問題。

(3)成果復(fù)用性高：基于Bentley解決方案的設(shè)計(jì)成果，通過不斷地深化，可復(fù)用性工程建設(shè)的全壽命周期。無論是規(guī)劃階段、初設(shè)階段、詳設(shè)階段、詳設(shè)階段、施工階段還是渲染動畫展示、資產(chǎn)管理，所處理的對象均來自于一個模型，無需借助其他廠商工具，各專業(yè)在不同階段與位置無需重復(fù)建模。

(4)模型承載能力高：Bentley的圖形平臺擁有良好的底層架構(gòu)，此外在升級到CONNECT版本后，支持Windows64位系統(tǒng)，大大地提高了對電腦硬件性能的利用，這使得Bentley平臺可以支持復(fù)雜龐大的模型，且相對于其他BIM相對主流的軟件，對電腦硬件的要求更低。

(5)基于Bentley解決方案的模型成果，均可發(fā)布輕量化模型——i-model，包含幾何和屬性信息，可以通過Navigator進(jìn)行瀏覽查看，無需專業(yè)用軟件?？蓾M足于審閱、施工、數(shù)字化交付、模型展示等要求。

3 Bentley的實(shí)景建模系統(tǒng)

對于實(shí)景建模來說，Bentley提供的并非是一個單一獨(dú)自工作的一個軟件，而是一個工作流程以此來解決工程應(yīng)用的問題。

屠呦呦從中藥青蒿中提取的倍半萜內(nèi)酯藥物，說明了是通過干擾細(xì)胞表膜--線粒體，使瘧原蟲氨基酸饑餓，從而抑制蛋白合成，大量胞漿快速死亡而治療瘧疾的機(jī)理，被國際公認(rèn)的獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)獎[2] ；陳竺發(fā)現(xiàn)白血病細(xì)胞分化的RIG基因，揭示了三氧化二砷（中藥砒霜）通過誘導(dǎo)癌細(xì)胞程序性死亡，靶向性作用于早幼粒細(xì)胞白血病的關(guān)鍵致病基因編碼蛋白質(zhì)，使中藥砒霜治療白血病的原理得到了科學(xué)的證實(shí)。這種應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)研究方法取得成果的范例，開啟了中草藥治病原理研究與臨床應(yīng)用，步入現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科學(xué)殿堂的大門。

Bentley的實(shí)景建模系統(tǒng)主要有如下幾個模塊。ContextCapture、Descartes、以及PointTools。

3.1 ContextCapture軟件

作為實(shí)景建模最主要的一個環(huán)節(jié)，ContextCapture可以很好的和Bentley的應(yīng)用模塊集成，融入用戶的工作流程，解決用戶的問題。對于基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)，基于改造、監(jiān)測、背景模型的應(yīng)用需求，同時考慮到基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)廣域的背景模型精細(xì)的管道、設(shè)備模型的需求，需要一個好的、可用的模型，以滿足這些需求，以此來解決遇到的實(shí)際問題。

ContextCapture是一款可以為基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)提供“好模型”的應(yīng)用模塊，體現(xiàn)在如下幾個方面：

(1)真實(shí)的模型

模型的真實(shí)體現(xiàn)在有足夠的細(xì)節(jié)和精確的地理位置信息，這為后期的基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用提供了足夠的技術(shù)細(xì)節(jié)。

(2)數(shù)據(jù)量小

基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)即有大范圍的測繪、地理規(guī)劃項(xiàng)目，又有區(qū)域類的建筑、工廠項(xiàng)目，無論哪種需求，對于模型的承載能力和數(shù)據(jù)處理能力都有很高的要求。在同等條件下，Context Capture提供的模型承載能力和數(shù)據(jù)處理能力都有很高要求。在同等條件之下，Context Capture提供的模型數(shù)據(jù)量只是同類系統(tǒng)約1/4的數(shù)據(jù)量。之所以能達(dá)到這樣的效果，是因?yàn)樵贑ontext Capture中對算法進(jìn)行了優(yōu)化，這樣的數(shù)據(jù)承載量可以降低對硬件的要求，運(yùn)算的效率更高，同時結(jié)合Context Capture多任務(wù)并行處理的架構(gòu)，會大大提供應(yīng)用的效率。

無論輸入和輸出，Context Capture都支持多種數(shù)據(jù)格式，這就為與多種應(yīng)用模塊集成提供了基礎(chǔ)。

3.2 Descartes軟件

Descartes可以整合不同類型的數(shù)據(jù)，Descartes使模型更加符合基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)后續(xù)的需求。包括Context Capture生成的實(shí)景模型，點(diǎn)云(Point Cloud)數(shù)據(jù)、BIM數(shù)字模型、地理信息數(shù)據(jù)等，并進(jìn)行數(shù)據(jù)梳理；進(jìn)行資料源分析處理，通過Retouch技術(shù)修復(fù)模型，并提供更詳細(xì)的地理咨訊。

3.3 PointTools軟件

PointTools是Bentley的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理模塊。PointTools可支持127個圖層，能夠提供快速、簡單的數(shù)據(jù)點(diǎn)選擇工具和三維篩選工具，可以根據(jù)RGB的信息對飽和度、對比度等進(jìn)行調(diào)整。

3.4 LumenRT軟件

照片集的渲染工具。一款全面強(qiáng)大的渲染工具。它操作簡單，易學(xué)易用，效果震撼，與Bentley解決方案無縫集成，只需一鍵導(dǎo)入，即可將設(shè)計(jì)或施工模型置于栩栩如生的環(huán)境當(dāng)中。無需借助第三方軟件或團(tuán)隊(duì)，就可以做成效果逼真、表現(xiàn)震撼的動畫，便于方案用于溝通和審批。LumenRT的具有多方面的優(yōu)勢。

4 實(shí)景建模技術(shù)在呼十項(xiàng)目中的應(yīng)用

國道丹東至阿勒泰公路呼瑪至十八站段改擴(kuò)建項(xiàng)目(簡稱呼十項(xiàng)目)為綠色公路典型示范工程，路線全長155.017 km。共設(shè)大橋4座，中橋7座，小橋11座。項(xiàng)目辦積極推進(jìn)實(shí)景建模技術(shù)應(yīng)用，輔助工程管理。

4.1 工程進(jìn)度管理

LumenRT、Context Capture最強(qiáng)大的功能就是它的可視化功能，利用已完成的三維模型，結(jié)合渲染軟件和視頻編輯軟件等進(jìn)行施工過程展示，形象逼真，可以有效的進(jìn)行工程進(jìn)度管理。等。另外還可以依據(jù)施工工藝及施工組織設(shè)計(jì)做模擬施工，合成施工動畫。

4.2 工程量提取(混凝土、鋼筋、土石方等)

依據(jù)已建成的三維模型(對建模精度有要求)出具工程量是LumenRT、Context Capture的優(yōu)勢。不同于房屋建筑，呼十項(xiàng)目中構(gòu)件數(shù)少，扣減規(guī)則不復(fù)雜。根據(jù)已建成的模型可以得出橋梁各構(gòu)件準(zhǔn)確工程量。根據(jù)實(shí)測地形數(shù)據(jù)及道路高程生成模型，可以統(tǒng)計(jì)出土石方工程量。

4.3 技術(shù)交底(模板、鋼筋、及復(fù)雜工序的技術(shù)交底)

利用三維數(shù)據(jù)模型代替?zhèn)鹘y(tǒng)二維圖紙做技術(shù)交底，方便施工人員對交底技術(shù)的理解。在呼十項(xiàng)目中的橋臺、洞門、涵洞、邊坡支護(hù)等處需用木模板支護(hù)，預(yù)制構(gòu)件間鋼筋的搭接方式及復(fù)雜結(jié)構(gòu)鋼筋的布置都可以對其進(jìn)行BIM建模，方便對一線工人做技術(shù)交底；其他如路基開挖、腳手架搭建、預(yù)應(yīng)力施工、防水工程的技術(shù)交底。

4.4 深化設(shè)計(jì)出施工圖。

在呼十項(xiàng)目中，由于地質(zhì)和地形的誤差會導(dǎo)致原設(shè)計(jì)與實(shí)際施工有一定出入，這些問題常集中在邊坡支護(hù)、橋臺錐坡、隧道洞門、涵洞、擋土墻等地方。利用BIM技術(shù)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)測地形與地質(zhì)做深化設(shè)計(jì)，出施工圖，工程量快速且準(zhǔn)確。

4.5 提交竣工模型

對于使用BIM貫穿整個項(xiàng)目周期的工程，工程竣工時，所更新的模型，就是竣工模型。通過更新、更改模型，保證了各平面圖、直觀圖、剖面圖的一致性，省去了查驗(yàn)比對一致性的這個復(fù)雜環(huán)節(jié)。而傳統(tǒng)的2D圖只能將平面圖，直觀圖，剖面圖逐張更改，比使用BIM的方式要慢很多?？⒐つＰ偷慕桓叮矠榧追阶龊笃谶\(yùn)維管理提供了方便，發(fā)揮其潛在價值。