習明星

（江西省交通投資集團有限責任公司，江西 南昌 330008）

近日，交通運輸部發(fā)布了BIM的三個模型應用標準，2021年6月起施行，這對BIM技術運用將起到規(guī)范和指導作用。2021年3月31日，交通運輸部公路局在北京召開了深入推進BIM技術運用座談會，總結(jié)了5個部列BIM示范公路項目的試點情況和階段成果，提出下一階段推進方向和路徑，為加快BIM技術運用和自主創(chuàng)新提出了目標、提供了指引。

一、推進公路BIM技術運用意義重大

數(shù)字化是未來的趨勢，BIM技術也是發(fā)展必然。BIM的市場價值未來會在推進過程中逐漸體現(xiàn)。設計企業(yè)探索和突破BIM技術，跟上信息化發(fā)展潮流終將成為核心競爭力，施工企業(yè)主動運用BIM實現(xiàn)數(shù)字化施工管理、透明化管理也終將實現(xiàn)更精細化管理。

（一）工程建設的現(xiàn)實需要

隨著交通強國戰(zhàn)略的實施，公路工程呈現(xiàn)技術難度大、改擴建項目多等特點，同時綜合立體交通建設，空間有限或受多方因素約束，立體層結(jié)構復雜，技術創(chuàng)新對BIM提出了現(xiàn)實需求。

（二）提升設計文件質(zhì)量需要

現(xiàn)場地形勘測、地質(zhì)調(diào)查準確度對設計質(zhì)量影響較大，BIM技術可以將多種因素置于同一平臺，使得設計數(shù)據(jù)更加準確，保障設計質(zhì)量，同時也方便檔案管理和資料管理，避免出現(xiàn)竣工圖與實際不符的情況。

（三）工程組織管理、提升工程品質(zhì)需要

搭設BIM與施工信息化管理平臺，可以推進智慧工地建設、智能建造技術，推動標準化設計，實現(xiàn)各方信息共享，數(shù)字化管理為提升工程品質(zhì)提供更大空間。

（四）建設智慧高速、實現(xiàn)交通強國的需要

基礎設施的感知和通行狀況的感知，達到基礎設施數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化是車路協(xié)同、自動化駕駛的基礎，從BIM入手，實現(xiàn)全方位的感知，提高檢測、健康監(jiān)測水平，實現(xiàn)養(yǎng)護行業(yè)治理，是面向群眾提供優(yōu)良出行服務，實現(xiàn)交通強國的根本。

二、祁婺高速公路項目BIM技術運用情況

G0321德州至上饒高速公路贛皖界至婺源段新建工程項目（以下簡稱“祁婺項目”）是國家高速公路網(wǎng)中的重要組成部分，全線長40.7公里，橋隧占比高達53%，沿線地形地質(zhì)復雜，生態(tài)敏感點多，旅游景點密布。項目體量大，涉及專業(yè)多，對設計品質(zhì)要求高；施工工點分散，協(xié)同復雜，對施工管理要求高；山區(qū)交旅結(jié)合高速公路，對未來運營養(yǎng)護要求高。為加速、加深BIM技術探索應用，江西省交通運輸廳將祁婺項目列為試點，全面開展設計、施工階段BIM技術應用。

以BIM數(shù)字平臺為核心，以建管養(yǎng)運一體化為目標，BIM技術貫穿設計與施工，助力高速公路工程全過程管理提效。設計階段重在探索BIM正向設計，信息有效傳遞至施工階段，施工階段重在BIM數(shù)字化建管平臺落地應用，提高施工管理效益。

（一）設計階段BIM應用情況

祁婺項目涉及路橋隧等多個專業(yè)，所需BIM設計軟件種類多，通過優(yōu)選及二次開發(fā)，建立了本項目BIM設計軟件平臺體系，根據(jù)現(xiàn)階段設計軟件應用情況和山區(qū)高速公路的特點建立多元BIM軟件應用方案，重點探索了不同軟件的數(shù)據(jù)交換規(guī)則與方法，建立了項目級的設計信息模型應用標準和分類編碼標準。

1.基于北斗高精點云的GIS場景構建

在三維GIS場景構建方面進行了北斗+機載Lidar高精度地形數(shù)據(jù)采集，建立了高精度地形三維數(shù)字化成果，針對高邊坡及隧道地段建立了高精度三維地質(zhì)模型，為高品質(zhì)設計提供了數(shù)字化周邊環(huán)境基礎數(shù)據(jù)。

2.鋼混組合梁BIM設計及應用，嘗試了正向設計

基于Revit建立鋼混組合梁BIM設計、分析和虛擬施工模擬的標準應用流程，以族庫管理平臺為協(xié)同基礎，實現(xiàn)三維協(xié)同設計，建立鋼混組合梁BIM模型，輔助二維出圖和工程量計算。應用Revit提供的幾何模型開展有限元分析，輔助橋梁結(jié)構計算。應用BIM進行施工組織模擬，直觀、精確地反映施工工序流程。

3.基于BIM的隧道工程模型+圖紙同步交付

項目隧道工程量較大，探索了基于A平臺系列軟件，結(jié)合GIS和自主開發(fā)的插件實現(xiàn)從方案比選、隧道設計及模型交付的全過程正向設計。采用Inventor建立洞門、洞身、支護、防排水系統(tǒng)以及內(nèi)裝等參數(shù)化族庫，通過修改參數(shù)表即可自動修改模型和工程圖。通過二次開發(fā)實現(xiàn)構件的自動化編碼。

4.基于BIM模型的圖紙優(yōu)化審核

通過BIM技術進行了方案比選、凈空核查、利用地質(zhì)傾斜攝影輔助橋梁樁基設計等，實現(xiàn)多專業(yè)的協(xié)同，提前修改設計18項。

（二）施工階段BIM應用情況

施工階段研發(fā)了BIM數(shù)字化建管平臺,根據(jù)設計階段提交BIM設計成果，以平臺功能為主線，結(jié)合項目特點，確定施工階段BIM技術應用點，為提升施工質(zhì)量和管理水平提供新的技術手段。

1.臨建場地規(guī)劃選址

山區(qū)高速地形復雜，對臨建場地、取棄土場等選址要求高，臨建場地規(guī)劃選址方面開展BIM應用，由計算機直接呈現(xiàn)實景地形模型，將基本農(nóng)田、生態(tài)公益林等紅線圖斑加載于地理信息系統(tǒng)之上，實現(xiàn)合理規(guī)劃臨建選址和設計。通過該項技術引用，減少了選址時間，節(jié)約征地23畝、減少土石方運輸量約5.2萬立方米，經(jīng)濟效益約530萬元。

2.復雜施工方案的4D工藝交底

利用BIM模型細化和完善施工方案，開展施工4D模擬，消除沖突，減少返工。在BIM數(shù)字化建管平臺上加載現(xiàn)場監(jiān)控數(shù)據(jù)，結(jié)合施工監(jiān)控指導施工，實現(xiàn)施工過程的可視化和施工方案的優(yōu)化。

3.無人機傾斜攝影輔助土方測量

利用基于RTK的無人機傾斜攝影技術精準還原地形實時狀況，通過與設計地形進行空間布爾運算，建立該技術的實施流程與方法，準確計算出挖填土方工程量。

4.基于北斗技術的智慧工地

進行了基于北斗技術的智慧工地應用探索，尤其是針對隧道施工進行人車精確定位，利用北斗衛(wèi)星技術協(xié)助現(xiàn)場施工放樣數(shù)據(jù)，提高測量精度。結(jié)合智慧工地，內(nèi)置北斗芯片，通過北斗衛(wèi)星定位，識別車輛位置及車輛軌跡，對施工車輛進行管控，提高定位精度。

5.基于BIM+GIS+IOT的數(shù)字化綜合建管平臺應用

搭建的數(shù)字化綜合建管平臺主要由BIM+GIS+IOT指揮中心系統(tǒng)+8個功能子模塊組成，BIM模型與WBS形成掛接，各系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)自動實時對接，所有質(zhì)檢資料和計量資料全部CA數(shù)字證書簽證實現(xiàn)電子化，實現(xiàn)了質(zhì)量自動評定、自動計量、自動材料調(diào)差，輔助全方位動態(tài)化監(jiān)管。例如，一根墩柱施工完成后，該BIM模型上就集成設計圖紙、質(zhì)檢、安全、進度、計量、變更、材料調(diào)差等與之相關的一切信息，建設管理時作為數(shù)字化的“活地圖”，移交到后續(xù)運營階段則成為養(yǎng)護的“問診單”，及時還原工程實際情況，提高決策效率。

三、體會和建議

（一）BIM技術運用的價值逐漸認同

在交通強國和數(shù)字交通的大背景下，BIM技術對提升高速公路設計質(zhì)量，提高建設管理水平具有較大的促進作用。一是設計階段應用BIM技術進一步提高了設計方案的科學性和實用性，通過模型進行多專業(yè)協(xié)同可提前發(fā)現(xiàn)問題，減少設計變更；二是施工階段可實現(xiàn)多專業(yè)融合管理，通過基于BIM技術的數(shù)字化建管平臺應用，實現(xiàn)基于構件的精細化管理，優(yōu)化線上管理流程；三是管理信息與BIM模型深度融合，為運營期信息傳遞打下基礎。各類施工信息的BIM模型，在運營養(yǎng)護階段不斷加載新的施工養(yǎng)護信息，對模型上的信息數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，不僅可以指導養(yǎng)護施工而且可以對施工階段的質(zhì)量進行評價，從而預測養(yǎng)護工程的時間地圖。

（二）BIM技術推廣的相關問題需要關注

公路工程點多面廣、線形結(jié)構、廊道屬性等特點，在BIM技術推廣應用中還存在許多問題：

1.在當前情況下，正向設計還存在一定技術障礙

一是傾斜攝影技術對植被等覆蓋層厚度預測不準確，需要修正量較大；二是地質(zhì)模型的建立數(shù)據(jù)不準確，給正向設計帶來了不確定因素；三是做好地形圖和地質(zhì)模型費用成本偏高，概算給定的BIM與信息化費用存在差額。

2.公路帶狀的屬性，當前一刀切推進BIM不適合

一是數(shù)據(jù)量較大，硬件運行存在一定困難，輕量化技術不夠成熟；二是部分簡單工程（如土石方、路面等）施工管理相對簡單，BIM價值體現(xiàn)不明顯；三是對結(jié)構復雜、重點關鍵工程（其中的某特殊結(jié)構橋梁等）推進BIM運用比較現(xiàn)實，應用點相對較多，管理需求大，投入與效益比更合算。

3.設計階段BIM必須與施工階段工程WBS劃分結(jié)合

一是WBS劃分是施工階段信息化管理的基礎，BIM平臺與信息化管理對接需要BIM建模與WBS結(jié)合，否則模型難以運用于施工階段的數(shù)字化管理；二是如果沒有結(jié)合，施工單位需要重新建模，將造成大量資源浪費；三是方便數(shù)字化交付，運營階段的數(shù)字化管理可以沿用加載了施工全過程信息的電子模型。

4.基于BIM的信息化管理平臺需要側(cè)重考慮“六個化”

（1）數(shù)據(jù)自動化：全面實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動化采集、傳遞、分析、應用，盡量減少人員操作，實現(xiàn)智慧化減人。

（2）操作簡單化：減少硬件投入，簡化操作流程，確保任何數(shù)據(jù)只輸一遍，互相直接引用關聯(lián)，不重復輸入。

（3）AI智能化：盡量減少人工數(shù)據(jù)采集，通過AI技術自動采集。

（4）展示全面化：在三維實景模型上完成數(shù)據(jù)集成及應用。

（5）管理智慧化：在模型上集成監(jiān)控、監(jiān)測數(shù)據(jù)，并通過自動智能計算實現(xiàn)自動預警、推送解決方案、自動追蹤過程。

（6）成果持續(xù)化：管理團隊需要提前介入設計階段的BIM工作，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性。在這個基礎上，同時需要考慮資產(chǎn)和運維的需求，延伸到運維階段，通過BIM的全過程應用，實現(xiàn)項目的資產(chǎn)數(shù)字化和實現(xiàn)基于建、管、養(yǎng)一體的“業(yè)務管理數(shù)字化、信息展示可視化、建造過程智能化、指揮決策智慧化”，保證BIM成果的持續(xù)性使用。

5.BIM技術推廣切忌盲目冒進，忽視實際效果和效益

需要為數(shù)字化戰(zhàn)略奮力推進BIM技術，但也應關注對生產(chǎn)一線產(chǎn)生的效果，減少“兩張皮”現(xiàn)象。重點考慮以下幾個方面：如何基于BIM模型的匯報、研究、推演及工地例會等，節(jié)省管理者時間，為決策提供數(shù)據(jù)支持，助力公路行業(yè)數(shù)字化建設；如何基于BIM技術、GIS技術及物聯(lián)網(wǎng)技術，加快公路行業(yè)BIM協(xié)同管理平臺的建設，為打造智慧公路奠定基礎，為安全運營、實時監(jiān)管提供有力保障；如何讓應用各方取得有體驗感的跨越式的效果等。

6.加大標準的推廣力度，提高BIM技術應用水平

交通運輸部頒發(fā)了三個BIM技術標準，對推進和提高公路交通BIM技術應用具有里程碑的意義。后續(xù)可以加大宣講力度，為規(guī)范BIM技術應用打下基礎。部頒標準在實際落地應用還需進一步努力，一方面軟件研發(fā)企業(yè)如何落地應用標準還不成熟，另一方面各地還需根據(jù)部頒標準進一步發(fā)展地方標準、企業(yè)標準、項目級標準等。

四、結(jié)語

BIM技術的可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性、一體化性、參數(shù)化性、信息完備性等特點，可以很好的進行方案優(yōu)化設計，可以很好的提升協(xié)同管理能力，推進基于互聯(lián)網(wǎng)的BIM平臺運用，可集成最新、最準確、最完整的工程數(shù)據(jù)庫，各參與方可在同一個平臺進行協(xié)作管理，交流互動，實時解決問題，可以打破傳統(tǒng)的建造和管理模式，發(fā)揮BIM技術在項目管理中的價值，實現(xiàn)項目建造的全生命周期管理。