雷聲大雨點小？

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雷聲大雨點小？

王建偉

博士，教授，博士生導師，長安大學交通BIM研究中心主任，享受國務院政府特殊津貼；兼任《中國公路學報》編委，《長安大學學報》（社會科學版）編委，國家客運標準委員會專家組成員、交通運輸部多式聯運專家委員會成員，以及中國交通運輸協會青年工作者委員會副主任委員、陜西省經濟學會常務理事等職務。

背景

BIM技術近年來在建筑行業的發展勢頭迅猛，隨著其不斷升溫，公路建設領域也刮起了一股BIM技術的旋風。

2016年7月20日，交通運輸部印發《關于實施綠色公路建設的指導意見》。鼓勵應用建筑信息模型（BIM）新技術，營造綠色公路建設市場發展環境。2017年1月13日，交通部印發《關于推進公路水運工程應用BIM技術的指導意見》。2017年1月22日，交通運輸部印發《推進智慧交通發展行動計劃（2017—2020年）》。

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

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

2017年，一些發達地區如上海、北京、廣東省都推出了自己的標準和推行辦法，特別是上海，去年就下發了《關于在本市開展建筑信息模型技術應用試點工作的通知》，強調六大重點功能區從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為BIM是趨勢，是建筑行業的未來，是智慧化城市發展不可或缺的重要環節和工具，各類BIM網站、BIM咨詢公司、BIM資格考試、BIM軟件公司紛至沓來。

其實BIM技術從概念雛形發展至今已經將近40年了，但被應用于商業產品中，是2002年創立Revit軟件的公司被Autodest公司收購之后。大概也是從那時起，BIM技術逐漸被國內的設計行業所接觸，并得到了持續的關注。近年來，BIM在建筑設計、機械設計行業的應用越來越深入，也越來越多，鐵路設計行業也進行了積極的嘗試，但在公路行業，BIM技術系統的應用起步較晚，也不夠深入，只在數個國家級工程中有過應用，在中小型工程中仍難覓其宗。

BIM在公路交通領域的應用現狀

隨著國家大力推進BIM的實踐應用，BIM在公路水運基礎建設項目中的價值逐漸顯現，反觀國內相關領域的BIM應用也日漸增多，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技術為項目保駕護航。港珠澳大橋等只是我國橋梁BIM應用發展的一個縮影，可以看到，隨著BIM的發展，它已滲透到工程行業的不同領域，BIM技術已經落地，BIM在中國公路和橋梁建設中已悄然發力，逐漸滲透到工程設計與施工中的各個階段。

以下我們來看看目前BIM技術在公路設計與施工各階段的應用。

圖1 舟山跨海大橋

（1）規劃階段

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

傳統的場地分析存在諸如定量分析不足、主觀因素過重、大量數據信息無法處理等弊端，而BIM結合地理信息系統（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，迅速得出科學的分析結果，幫助項目在規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劃、交通流線組織關系、建筑布局等關鍵決策。

（2）勘測階段

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

圖2 道路建模設計

（3）設計階段

道路建模。BIM可以幫助我們更高效地設計工程模型，例如創建動態更新的交互式平面交叉路口模型；利用內置的部件和常用設計規范即可快速地設計環島，包括交通標識和路面標線等。由于施工圖和標注將始終處于最新狀態，可使設計者集中精力優化設計。

工程計算與分析。利用復合體積算法或平均斷面算法，更快速地計算現有曲面和設計曲面之間的土方量。使用生成的土方調配圖表，分析適合的挖填距離、要移動的土方數量及移動方向，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量，進行項目成本分析。

自動生成施工平面圖。自動生成標注完整的橫斷面圖、縱斷面圖和土方施工圖等。使用外部參考和數據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。因為數據直接來自模型，所以報告可以輕松進行更新，迅速響應設計變更。如今的工程設計流程較之前更為復雜，設計評審通常涉及到非CAD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計評審。

多領域協作。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構工程師，以便其在軟件中設計橋梁、箱形涵洞和其他交通結構物。

可持續環保設計，提供高質量圖紙。工程師可以根據可靠的場地現狀模型和設計約束來評估設計方案，推出更具創新性的環保設計，幫助客戶達到公認的可持續發展。通過模型與文檔之間的智能關聯，無論是否發生變更，交付高質量的設計和施工圖紙提高了圖紙的一致性。

（4）施工階段

基于BIM的碰撞檢測與施工模擬進行結構構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節及工藝進行模擬，提前發現設計中可能存在的問題，減少施工中的設計變更，優化施工方案和資源配置。

（5）運營養護階段

多年來，研究學者陸續將BIM技術及GIS技術引入到公路信息化管理，在公路建設、路政執法和資產管理方面取得了較好的效果。美國聯邦公路局將GPS、GIS及多媒體視頻等技術應用到公路資產管理，實現迅速定位查看損壞的公路資產，有效地保證了道路的安全性。

圖3 工程量統計

困難和需要解決的技術問題

用戶平臺協作困難

盡管BIM技術為項目各參與方的協同工作提供了平臺，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成一致是影響BIM應用的重要因素。如果項目各參與方選擇不同的BIM軟件工具進行BIM建模，不同的軟件環境將使信息模型的交換產生困難，不同的BIM模型也很難整合到統一的軟件環境中。

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在中國的應用基本依賴于個別復雜項目或某些業主的特殊需求，要充分發揮BIM信息全壽命周期集成優勢、實現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

目前市場上的BIM軟件紛繁復雜，不僅BIM核心建模軟件多種多樣，與之具有互用性的行業軟件也種類繁多。選擇合適的軟件對于初步嘗試BIM應用的建筑企業并不是一件易事，而且軟件的價格不菲，如果自行開發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望而卻步。

結語

通過與一些設計院、咨詢單位、施工企業及軟件公司進行交流，我們發現運用BIM給企業帶來的實際價值并沒有外面傳言的那么大，許多BIM運用成為了企業運作的負擔，是用之無味、棄之可惜的雞肋，加之現在市場上關于BIM的組織機構越來越多，BIM項目也是越來越多地走向了價格戰、關系戰，前期期待BIM帶來巨大的價值和功能并沒有實現。

BIM的好處毋庸置疑，但純靠技術優勢往往無法將其與現有的工作流程和實踐結合起來，現在的施工行業仍較碎片化，應用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，不單單是技術問題，還有人為因素（比如市場氛圍）甚至是文化因素。當下，BIM技術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？我們認為還應該讓它多“飛”一會兒。