技術(shù)驅(qū)動(dòng)交通項(xiàng)目建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展

文｜王長(zhǎng)海 梁才

BIM 涵蓋了幾何學(xué)、空間關(guān)系、地理信息系統(tǒng)、各種建筑組件的性質(zhì)及數(shù)量等。BIM 可以用來(lái)展示整個(gè)交通項(xiàng)目建設(shè)的全生命周期，包括建設(shè)過(guò)程及運(yùn)維管理。BIM 用數(shù)字化三維模型表示真實(shí)世界中的交通構(gòu)件，對(duì)于傳統(tǒng)電腦輔助用二維矢量圖形構(gòu)圖來(lái)表示交通對(duì)象的方法來(lái)說(shuō)，BIM 已給交通行業(yè)帶來(lái)一次變革。

BIM 系統(tǒng)在交通工程的實(shí)際應(yīng)用，是通過(guò)Bentley 的統(tǒng)一架構(gòu)、基于MicroStation 統(tǒng)一的文件格式保證各專業(yè)之間數(shù)據(jù)無(wú)縫傳遞，建立Bentley 應(yīng)用軟件與交通項(xiàng)目管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，充分利用BIM 的直觀性、可分析性、可共享性及可管理性等特性，為交通項(xiàng)目管理的各項(xiàng)業(yè)務(wù)提供準(zhǔn)確及時(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與技術(shù)分析手段。配合交通項(xiàng)目管理的流程、統(tǒng)計(jì)分析等管理手段，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生、數(shù)據(jù)使用、流程審批、動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)、決策分析的完整管理閉環(huán)，從而提升交通項(xiàng)目綜合管理能力和管理效率。

一、BIM 系統(tǒng)對(duì)交通建設(shè)管理的價(jià)值和作用

1、有利于項(xiàng)目策劃。利用MicroStation 平臺(tái)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)集成能力和兼容性，支撐項(xiàng)目前期數(shù)字收集和分析，基于同一平臺(tái)的數(shù)字資料準(zhǔn)確制定成本計(jì)劃、采購(gòu)計(jì)劃、資金計(jì)劃、周材計(jì)劃、人員計(jì)劃。利用LumenRT 可視化以及交通模擬等，確定合適的路線線位和交通組織，利用Navigator 數(shù)字校審和仿真模擬模塊，制定成本更合理、工期更合理的施工方案，發(fā)現(xiàn)技術(shù)難點(diǎn)、施工難點(diǎn)和安全隱患。

2、有利于提升過(guò)程計(jì)劃和資金支付控制能力。項(xiàng)目過(guò)程有大量的支付決策，包括供應(yīng)商、分包商的支付審核。傳統(tǒng)的管理手段往往無(wú)法做到及時(shí)、短周期的三算對(duì)比，大量管理漏洞問(wèn)題不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，BIM 系統(tǒng)在這方面則具有強(qiáng)大的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提供能力。供應(yīng)商“飛單”在國(guó)有企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)的承包項(xiàng)目大量普遍存在，是項(xiàng)目利潤(rùn)最大的一塊漏洞。雖然項(xiàng)目上往往會(huì)采用視頻監(jiān)控、地磅稱等管理手段，一個(gè)終極的方法是進(jìn)行短周期的二算甚至三算對(duì)比，預(yù)算量與實(shí)際消耗量的對(duì)比，往往能將問(wèn)題暴露出來(lái)，并能做到材料消耗的總控制。利用BIM 系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)能力和平臺(tái)的開放性，進(jìn)行施工過(guò)程數(shù)字化管理，可以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程模型信息和資源的實(shí)時(shí)共享，幫助項(xiàng)目經(jīng)理從容掌控計(jì)劃，預(yù)知后續(xù)進(jìn)展的資源需求和產(chǎn)值目標(biāo)。利用Navigator 模塊，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行仿真模型和碰撞檢查、精確定位預(yù)留洞、凈高檢查、快速資源計(jì)算、可視化交底等功能，幫助項(xiàng)目及時(shí)找出各專業(yè)沖突、減少返工、快速協(xié)同施工，以加快工期。

3、有利于減少安全隱患。隨著工程越來(lái)越復(fù)雜，數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，成熟的管理人員、技術(shù)人員的數(shù)量逐漸跟不上業(yè)務(wù)的發(fā)展需求。借助OpenRoads Designer 及ProStructures 等模塊，可以準(zhǔn)確進(jìn)行復(fù)雜控制性節(jié)點(diǎn)模型三維精細(xì)設(shè)計(jì)和仿真模擬，提高建造精度并降低材料損耗。通過(guò)三維可視化幫助各個(gè)崗位、各種復(fù)雜作業(yè)提升工作效率和工作質(zhì)量，降低了對(duì)人的要求。

利用BIM 的解決方案，并通過(guò)i-model、3DPDF 等可視化交底，基于BIM 模型可及時(shí)識(shí)別危險(xiǎn)源，并通過(guò)方案模擬、i-model、3DPDF 等可視化安全交底等應(yīng)用，提升項(xiàng)目安全控制能力。施工單位專注施工階段的BIM 解決方案，能幫助項(xiàng)目經(jīng)理從容指揮控制生產(chǎn)，大幅提升精細(xì)化的管理水平。

4、有利于提升協(xié)同管理能力。基于ProjectWise 可實(shí)現(xiàn)各參與方和各專業(yè)之間的協(xié)同設(shè)計(jì)，結(jié)合云計(jì)算實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程高效協(xié)同，減少協(xié)同錯(cuò)誤。項(xiàng)目經(jīng)理從遠(yuǎn)程核查數(shù)據(jù)，進(jìn)行管理決策，項(xiàng)目人員利用統(tǒng)一、準(zhǔn)確的模型數(shù)據(jù)和可視化的溝通，實(shí)現(xiàn)高效項(xiàng)目溝通。項(xiàng)目經(jīng)理能掌控更多的項(xiàng)目，管理好更高難度的項(xiàng)目。

應(yīng)用BIM 的目的不是為了使工程項(xiàng)目的建設(shè)與運(yùn)維工作復(fù)雜化，而是為了找到更好地實(shí)現(xiàn)行業(yè)目標(biāo)的辦法——高效優(yōu)質(zhì)完成工程項(xiàng)目，滿足管理和使用的需求。

二、“BIM+交通”的擴(kuò)展應(yīng)用

1、BIM+云。云計(jì)算強(qiáng)大的計(jì)算能力，可將BIM 應(yīng)用中計(jì)算量大且復(fù)雜的工作轉(zhuǎn)移到云端，以提升計(jì)算效率。基于云計(jì)算的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，可將BIM 模型及其相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)同步到云端，方便用戶隨時(shí)隨地訪問(wèn)并與協(xié)作者共享。云計(jì)算使得BIM 技術(shù)走出辦公室，用戶在施工現(xiàn)場(chǎng)可通過(guò)移動(dòng)設(shè)備隨時(shí)連接云服務(wù)，及時(shí)獲取所需的BIM 數(shù)據(jù)和服務(wù)等。基于ProjectWise 創(chuàng)建工程信息共享和協(xié)同的私有云平臺(tái)，確保交通建設(shè)數(shù)據(jù)的安全性，結(jié)合企業(yè)ERP 系統(tǒng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)與項(xiàng)目信息的協(xié)同管理。

2、BIM+物聯(lián)網(wǎng)。BIM 技術(shù)發(fā)揮上層信息集成、交互、展示和管理的作用，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則承擔(dān)底層信息感知、采集、傳遞、監(jiān)控的功能。二者集成在交通項(xiàng)目上的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)交通建設(shè)全過(guò)程“信息流閉環(huán)”，實(shí)現(xiàn)虛擬信息化管理與實(shí)體環(huán)境硬件之間的有機(jī)融合。BIM 與物聯(lián)網(wǎng)在交通建設(shè)上的深度融合與應(yīng)用，勢(shì)必將提升到智慧交通的新高度，成為未來(lái)交通行業(yè)信息化發(fā)展的重要方向之一。

3、BIM+裝配式。BIM 與裝配式集成意味著將BIM 模型中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成裝配式加工所需的數(shù)字模型，制造設(shè)備可根據(jù)該模型進(jìn)行數(shù)字化加工。目前，主要應(yīng)用在預(yù)制混凝土板生產(chǎn)、管線預(yù)制加工和鋼結(jié)構(gòu)加工三個(gè)方面。一方面，工廠精密機(jī)械自動(dòng)完成構(gòu)件的預(yù)制加工，不僅制造出的構(gòu)件誤差小，生產(chǎn)效率也可大幅提高；另一方面，交通項(xiàng)目中預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等許多構(gòu)件，均可異地加工，再被運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配。在此過(guò)程中依靠 ProStructures完成裝配式構(gòu)件設(shè)計(jì)建模、分類、碰撞檢查、工程量統(tǒng)計(jì)、鋼筋下料、出圖到可視化成果輸出以及施工現(xiàn)場(chǎng)控制全過(guò)程的BIM 設(shè)計(jì)流程，提高設(shè)計(jì)施工效率和工程質(zhì)量。

4、BIM+GIS。BIM 與GIS 集成應(yīng)用，是通過(guò)數(shù)據(jù)集成、系統(tǒng)集成或應(yīng)用集成來(lái)實(shí)現(xiàn)的。基于ContextCapture 建立的三維GIS 實(shí)景模型，并可與基于MicroStation 平臺(tái)的BIM 模型進(jìn)行無(wú)縫融合。BIM+GIS 技術(shù)可提高長(zhǎng)線工程和大規(guī)模區(qū)域性工程的管理能力，這也是交通工程項(xiàng)目突出的特征。基于互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信技術(shù)的BIM 與GIS 集成應(yīng)用，數(shù)據(jù)量級(jí)也將得到提升，其應(yīng)用也會(huì)得到跨越式發(fā)展。

5、BIM+VR。BIM 與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)集成應(yīng)用，主要內(nèi)容包括虛擬場(chǎng)景構(gòu)建、施工進(jìn)度模擬、復(fù)雜局部施工方案模擬、施工成本模擬、多維模型信息聯(lián)合模擬以及交互式場(chǎng)景漫游等。目的是應(yīng)用BIM 信息庫(kù)，輔助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更好地在交通工程項(xiàng)目全生命周期中的應(yīng)用。將LumenRT 輸出非互動(dòng)類型的VR 視頻，或者將 BIM 數(shù)據(jù)導(dǎo)出到VR 數(shù)據(jù)引擎中進(jìn)行交互式漫游。二者集成應(yīng)用，在很大程度上可減少交通項(xiàng)目工程施工中普遍存在的低效、浪費(fèi)和返工現(xiàn)象，縮短項(xiàng)目計(jì)劃和預(yù)算編制的時(shí)間，提高計(jì)劃和預(yù)算的準(zhǔn)確性。

三、廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)基于BIM 技術(shù)探索實(shí)踐

廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司是廣西最大的綜合性交通和市政勘察設(shè)計(jì)研究單位。從2014年起，廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司與時(shí)俱進(jìn)，開始探索BIM 技術(shù)在交通運(yùn)輸工程中的應(yīng)用。為了推廣BIM 技術(shù)，廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)開展了形式多樣的BIM 學(xué)習(xí)培訓(xùn)活動(dòng)，并走出國(guó)門，到國(guó)外交流、學(xué)習(xí)先進(jìn)的BIM 技術(shù)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。2016年，公司成立BIM 中心，引進(jìn)了Bentley系統(tǒng)交通行業(yè)整體解決方案，并基于該系統(tǒng)平臺(tái)在場(chǎng)地勘測(cè)、方案規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工圖精細(xì)化設(shè)計(jì)、施工仿真等方面開展了應(yīng)用。

場(chǎng)地勘測(cè)方面，通過(guò)無(wú)人機(jī)和機(jī)載激光雷達(dá)獲取基礎(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)，以圖形工作站、臺(tái)式工作站和移動(dòng)工作站形成強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理及建模能力。賀州至巴馬高速公路蒙山至象州段就采用了機(jī)載激光雷達(dá)航測(cè)地形。在方案規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，快速建立方案模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)方案模型的調(diào)整、展示及初步工程量的統(tǒng)計(jì)。在施工詳圖階段，基于OpenRoads Designer 以及ProStructures 等構(gòu)建構(gòu)筑物的細(xì)節(jié)模型，通過(guò)二維出圖和工程量自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，提高設(shè)計(jì)的精度和效率，如參數(shù)化鋼錨梁和錨具、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土精細(xì)化設(shè)計(jì)等。

施工仿真應(yīng)用方面，通過(guò)Navigator 進(jìn)行施工仿真，發(fā)現(xiàn)并查找設(shè)計(jì)或施工中存在的隱蔽問(wèn)題，為設(shè)計(jì)和施工提供可視化的指導(dǎo)依據(jù)。

除此之外，廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司在防城港市跨海通道項(xiàng)目、南寧快環(huán)綜合整治項(xiàng)目、浦北至北流高速公路、老撾萬(wàn)象至萬(wàn)榮高速公路、平南相思洲大橋項(xiàng)目、平南三橋等多個(gè)公路市政項(xiàng)目工程中，都應(yīng)用了BIM 技術(shù)并取得較好的成效。項(xiàng)目應(yīng)用成果分別榮獲基礎(chǔ)設(shè)施年度光輝大獎(jiǎng)賽“特別榮譽(yù)獎(jiǎng)”、第三屆以及第四屆全國(guó)“科創(chuàng)杯”BIM 大賽一等獎(jiǎng)、第七屆“龍圖杯” BIM 大賽設(shè)計(jì)組二等獎(jiǎng)以及綜合組二等獎(jiǎng)、第八屆“創(chuàng)新杯”BIM 應(yīng)用大賽新秀獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)BIM 團(tuán)隊(duì)同時(shí)注重BIM 技術(shù)交流與合作，近兩年來(lái)多次在國(guó)內(nèi)以及國(guó)際BIM 大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)作主題報(bào)告，提升了公司行業(yè)知名度和影響力。

四、信息技術(shù)革命

BIM 作為交通項(xiàng)目建設(shè)的信息革命，將推動(dòng)交通運(yùn)輸建設(shè)事業(yè)的信息化發(fā)展，促進(jìn)從管理粗放、勞動(dòng)力密集的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向技術(shù)密集、管理高效的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。應(yīng)用BIM 技術(shù)后，所有參建方基于BIM 協(xié)同平臺(tái)開展項(xiàng)目管理工作，實(shí)現(xiàn)工程投資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)信息的全記錄和全透明，消除“暗箱操作”的空間，有效預(yù)防工程建設(shè)領(lǐng)域腐敗。

基于Bentley 系統(tǒng)整體解決方案進(jìn)行深度研究和應(yīng)用，是交通行業(yè)BIM 技術(shù)應(yīng)用落地的現(xiàn)實(shí)途徑。其推廣應(yīng)用將加快實(shí)現(xiàn)交通基礎(chǔ)設(shè)施“規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維”建設(shè)管理全生命期的數(shù)字化、智能化，提高工程建設(shè)質(zhì)量和安全，促進(jìn)建、管、養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，驅(qū)動(dòng)交通行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。