闕基翔 周亮

摘 要：BIM技術是21世紀信息化發(fā)展的產物，因其獨特優(yōu)勢，現(xiàn)在已經被廣泛應用到各行各業(yè)。長江航道“數(shù)字變革”順應了時代發(fā)展要求，如果融合BIM技術，那么其優(yōu)勢將進一步彰顯。本文主要思考了BIM技術在數(shù)字航道系統(tǒng)中水深底圖上應用，力爭實現(xiàn)對數(shù)字航道動態(tài)監(jiān)測的可視化運用，進一步提升數(shù)字航道動態(tài)監(jiān)測的應用水平。

關鍵詞：BIM技術;數(shù)字航道;應用

中圖分類號：U675.7? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）05-0061-02

數(shù)字航道建設與應用是長江航道現(xiàn)代化、信息化、智能化發(fā)展史上里程碑式偉大工程。目前，它的硬件設施不斷完善，軟件系統(tǒng)相繼完成研發(fā)并投入使用，數(shù)字航道專業(yè)人才隊伍正在壯大，正在朝著“遠程看、坐著管、走著用”的目標奮進。2020年8月6日，交通運輸部印發(fā)《關于推動交通運輸領域新型基礎設施建設的指導意見》，對創(chuàng)建智慧航道和加快完善BIM標準規(guī)范提出了具體要求。因此，積極探索BIM技術在數(shù)字航道上的應用也成了加快推進智慧航道建設的重要舉措。

1 BIM技術概述

1.1 BIM基本介紹

BIM（building information modeling），簡稱建筑信息模型，是以建筑工程項目的各項相關信息數(shù)據(jù)作為基礎，建立可視化三維模型，從而實現(xiàn)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息功能。它具有可視化、協(xié)調性、模擬性等諸多特點。20世紀初，我國開始引入BIM系統(tǒng)概念，隨著國家不斷重視和各行各業(yè)不斷實踐應用，BIM技術在這十多年的發(fā)展里，已經從認知理解、概念普及進入到深度應用的階段。

1.2 BIM技術優(yōu)勢

BIM技術區(qū)別于普通的建筑繪圖軟件或者某些3D建模程序， 它的技術核心是實現(xiàn)數(shù)字化建模，最大的特點是建筑工程模型內儲存的大量信息。傳統(tǒng)的建筑工程繪圖技術多以記錄點、線、面、體等幾何元素信息，但BIM技術透過參數(shù)化的塑模過程。它將數(shù)字化信息數(shù)據(jù)構成參數(shù)組件，通過將這些參數(shù)組件里的基本幾何元素信息和其他如材質、成本、使用年限等信息融合，使得應用了BIM技術的工程項目成為了一個可視化變化的過程，因此在很多領域內得到廣泛應用。

雖然BIM技術在前期規(guī)劃和設計階段會增加工作成本，但到了實施階段和建設管理階段，就會因為其強大的信息儲存功能和自動化的圖文產出而減少大量的人力與時間成本。此外，如果項目中途發(fā)生變更設計，BIM技術可以以前期工作為基礎解決后期因為變更設計帶來的高成本，讓整個項目過程更加接近最佳的成本效益，從而全面優(yōu)化工程質量、成本、進度和安全等方面的管理。

2 數(shù)字航道水深底圖現(xiàn)狀分析

2.1長江電子航道圖系統(tǒng)

長江電子航道圖是通過計算機、地理信息技術，直觀地展現(xiàn)長江航道兩岸地物要素的標準化、數(shù)字化專題地圖。它是嚴格按照《長江電子航道圖制作規(guī)范》（JT/T765）進行數(shù)據(jù)的采集、處理和更新。

長江電子航道圖由生產編輯系統(tǒng)、公共服務平臺和應用系統(tǒng)組成。其中，生產編輯系統(tǒng)以空間地理信息數(shù)據(jù)庫為核心，整合了長江全線航標、水深、礙航物等航道基礎地理信息數(shù)據(jù)，使長江電子航道圖數(shù)據(jù)實現(xiàn)快速更新;公共服務平臺采用Web Service等開放式標準協(xié)議，按照面向服務架構（SOA）的理念，將長江電子航道圖的數(shù)據(jù)制作方、數(shù)據(jù)使用方和數(shù)據(jù)管理方集成于一體，通過網(wǎng)絡向管理單位、航運企業(yè)和社會公眾提供長江電子航道圖的服務、更新與運行管理;應用系統(tǒng)主要指為長江航行船舶量身打造的一套終端軟、硬件系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過與GPS系統(tǒng)、AIS系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)等多系統(tǒng)相融合，為船舶用戶提供形象、直觀、高效、精確的導航、助航功能和便捷的通信功能。

2.2數(shù)字航道水深底圖

數(shù)字航道水深底圖是動態(tài)監(jiān)控平臺的基礎組成部分，是實現(xiàn)航標、水深、整治建筑物、船舶等基本信息顯示的二維地圖。它的數(shù)據(jù)采集、處理和更新主要是來源于長江電子航道圖，通過內部數(shù)據(jù)轉換及疊加的形式適時更新底圖。與長江電子航道圖不同的是，數(shù)字航道底圖上顯示的航標、水深、礙航物等航道基礎信息采用的是獨立圖標，加之數(shù)字航道系統(tǒng)具有定位功能，并且是一個適時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可以說數(shù)字航道系統(tǒng)是長江電子航道圖的發(fā)展和深化應用。

長江電子航道圖是長江航道信息化建設的基石，也是“智能航道”和“數(shù)字航道”的核心和關鍵，對全面升級航道的公共服務水平和能力，促進航運管理模式的轉型具有重要的作用和意義。

3 BIM技術在數(shù)字航道水深底圖上應用的思考

3.1整體設計思路

BIM技術在數(shù)字航道動態(tài)監(jiān)測平臺上的應用主要分為以下三個階段：

第一階段：根據(jù)航道各資源要素建立可視化三維模型。以BIM技術為基礎，整合運用Civil3D、Infraworks等軟件和二次開發(fā)對航道航標、地形、水深等多種數(shù)據(jù)資源進行融合，通過特定的建模過程形成具有可視化的航道地理三維模型（如圖所示）。上述模型既可以解決傳統(tǒng)CAD制圖技術的不足，又可以改變當前數(shù)字航道動態(tài)監(jiān)測平臺二維顯示的現(xiàn)狀，更直觀地反映某一航道特點條件下的情況。

第二階段：建立強大的航道信息云數(shù)據(jù)共享平臺。結合計算機技術和無人測量技術實現(xiàn)航道數(shù)據(jù)的自動采集、智能融合，并將歷年來的水文、流量、測圖、航標配布等資料與航道模型構件進行關聯(lián)，構建數(shù)字航道系統(tǒng)和BIM數(shù)據(jù)云平臺，實現(xiàn)查詢或自動匯總任意時間點的模型狀態(tài)，形成在任意水位下的航道三維模型數(shù)據(jù)云集。

第三階段：實現(xiàn)航道綜合信息三維動態(tài)監(jiān)測。進一步融合數(shù)字航道動態(tài)監(jiān)測平臺和過往船舶AIS系統(tǒng)，以自動水位站適時輸出水位為依據(jù)，通過航道信息云數(shù)據(jù)共享平臺集中處理，在數(shù)字航道動態(tài)監(jiān)控平臺顯示當前水位下航道模擬情況，實現(xiàn)對轄區(qū)航道航標、水位及航行船舶三維動態(tài)監(jiān)測，從而達到真正意義上的可視化動態(tài)監(jiān)測目標。

3.2應用前景

將BIM技術應用到數(shù)字航道系統(tǒng)中，目前最突出的優(yōu)點有三個。一是實現(xiàn)了航道綜合信息可視化，便于航道維護管理者根據(jù)動態(tài)監(jiān)測平臺顯示的模擬情況，及時掌握有關航道航標及相關情況，便于管理者做出科學決策依據(jù)和一線維護人員監(jiān)測值班;二是解決了航標配布設計、航道演變分析等工作中因反復出現(xiàn)變更和調整情況引起過程繁瑣、工作量大而導致出錯的問題，提高航道維護管理質量和效率;三是通過建立了全面、系統(tǒng)、動態(tài)的數(shù)字航道信息云數(shù)據(jù)共享平臺，更有利于開展航道演變分析工作，為精準航標配布設計、航道沖淤變化及航道整治提供有力支撐。

4 結語

BIM技術在航道建設發(fā)展上的優(yōu)勢日趨明顯，應把其深入應用作為實現(xiàn)航道養(yǎng)護智能化、管理現(xiàn)代化、服務精準化的重要技術手段，走科技創(chuàng)新和應用之路，全力助推長江航道高質量發(fā)展。

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