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標(biāo)準(zhǔn)制定

公規(guī)院目前正在參與編寫三部BIM行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，分別是《公路工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》《公路工程信息模型設(shè)計(jì)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》《公路工程施工信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》。應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，對公路工程的分類編碼、數(shù)據(jù)存儲進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定。設(shè)計(jì)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，包含公路工程的模型審核及交付等內(nèi)容。2018年12月剛剛通過送審稿評審會(huì)。按照交通運(yùn)輸部的統(tǒng)一安排，計(jì)劃在明年下半年或者2020年上半年正式發(fā)布這三部行業(yè)的BIM標(biāo)準(zhǔn)。公規(guī)院負(fù)責(zé)整個(gè)橋梁部分的內(nèi)容。

深中通道

研發(fā)方面主要分為兩大板塊，一個(gè)是分析平臺，另一個(gè)是管理平臺。

分析平臺。OSIS軟件從2011年開始研發(fā)，它是一個(gè)類似于TDV和邁達(dá)斯的分析軟件。2011年發(fā)布OSIS-Tunnel V0.1，2014年發(fā)布OSIS-Bridge V0.1，2017年年初發(fā)布了OSIS V1.0，2018年 10月份發(fā)布了OSIS V2.0。

港珠澳大橋沉管隧道施工圖設(shè)計(jì)階段的縱向總體分析均是由OSIS-Tunnel計(jì)算。2014年，在OSIS-Tunnel這個(gè)軟件基礎(chǔ)上加入了橋梁的一些功能，推出了OSIS-Bridge V0.1這個(gè)產(chǎn)品。該產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)懸索橋、斜拉橋、梁橋等不同橋型的分析計(jì)算。通過40余個(gè)橋梁項(xiàng)目的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，該軟件能夠滿足施工圖設(shè)計(jì)要求。采用AASHTO規(guī)范的巴拿馬四橋，也正是應(yīng)用了這個(gè)軟件進(jìn)行計(jì)算。

管理平臺——交通資產(chǎn)管理系統(tǒng)

管理平臺方面主要有兩個(gè)系統(tǒng)，一個(gè)是項(xiàng)目管理系統(tǒng)，另一個(gè)是基于BIM的交通資產(chǎn)管養(yǎng)信息化系統(tǒng)。項(xiàng)目管理系統(tǒng)作為項(xiàng)目部日常辦公系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)事務(wù)管理、項(xiàng)目立項(xiàng)、成本控制、項(xiàng)目管理、員工云端、BIM建設(shè)、視頻監(jiān)控等在線辦理，規(guī)范了辦事流程，提高了辦理效率，提升了管理水平。基于BIM的交通資產(chǎn)管養(yǎng)信息化系統(tǒng)主要是，BIM平臺的核心功能為資產(chǎn)清單管理、構(gòu)件定位及動(dòng)靜態(tài)屬性展示、管養(yǎng)數(shù)據(jù)展示、應(yīng)急管理、事件報(bào)警等，充分發(fā)揮其可視化優(yōu)勢，形成數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化集聚和管理平臺，通過數(shù)據(jù)的模型化載體進(jìn)行基于數(shù)據(jù)的生產(chǎn)管理。這個(gè)系統(tǒng)的另一方面是BIM平臺同時(shí)支持VR等虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。目前，南京三橋、北盤江大橋、杭州灣大橋、緯三路隧道項(xiàng)目都在使用。

目前，公規(guī)院在各個(gè)領(lǐng)域，包括橋-島-隧集群工程、橋梁工程、建管養(yǎng)一體化工程、公路綜合工程、海外工程、市政工程、建筑工程，都在使用BIM技術(shù)，但是側(cè)重點(diǎn)都是在設(shè)計(jì)和運(yùn)維方面。具體的應(yīng)用點(diǎn)包括——

360°全景真三維模型

1.設(shè)計(jì)階段
全面應(yīng)用BIM技術(shù)，建立地形、地質(zhì)、道路、橋梁、隧道、附屬設(shè)施等三維信息模型，進(jìn)行方案優(yōu)化設(shè)計(jì)、可視化展示、施工方案模擬等，指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，最終為施工階段提供準(zhǔn)確的BIM模型。

①傾斜攝影。真三維地表模型具有高度、長度、面積、角度、坡度、土方量計(jì)算等可量測的屬性，實(shí)現(xiàn)1:1實(shí)景再現(xiàn)。平面和高程相對精度±15cm，為BIM設(shè)計(jì)提供真三維地表模型數(shù)據(jù)。

②BIM三維地質(zhì)建模技術(shù)。應(yīng)用BIM、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成及移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)，建立橋梁建養(yǎng)一體化平臺，實(shí)現(xiàn)橋梁全周期的信息共享和動(dòng)態(tài)模擬，進(jìn)行橋梁運(yùn)維的準(zhǔn)確評估、快速預(yù)警和高效決策。

數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計(jì)總體實(shí)施方案

③BIM集成化智能化方案比選

④BIM設(shè)計(jì)分析一體化。目前，BIM設(shè)計(jì)分析一體化主要是在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，圖紙模型與計(jì)算模型相互割裂。研發(fā)參數(shù)化建模軟件，通過參數(shù)化建模的方式生成三維模型。同時(shí)，模型能導(dǎo)入分析軟件進(jìn)行分析計(jì)算，實(shí)現(xiàn)高效的全橋設(shè)計(jì)和分析計(jì)算過程。將BIM三維模型局部導(dǎo)入有限元計(jì)算軟件計(jì)算，通過計(jì)算結(jié)果修訂三維模型，從而實(shí)現(xiàn)建模和分析計(jì)算的高效統(tǒng)一。

⑤參數(shù)化設(shè)計(jì)

⑥精細(xì)化設(shè)計(jì)

⑦BIM正向出圖

⑧工程量計(jì)算

⑨檢查與分析。能夠?qū)IM模型進(jìn)行碰撞檢查，高效率地檢查出碰撞問題，對實(shí)際工程很有經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。能夠生成交互式電子虛擬沙盤，能夠進(jìn)行道路視距分析與檢查，建筑界限的分析與檢查，標(biāo)注并檢查凈空與水平距離，此外可以通過二次開發(fā)，基于BIM 模型進(jìn)行多種分析與檢查。

⑩BIM技術(shù)在裝配式鋼橋通用圖中的應(yīng)用

?在機(jī)電專業(yè)的應(yīng)用

?可視化與VR

施工階段BIM技術(shù)總體實(shí)施方案

2.施工階段
基于設(shè)計(jì)提供的BIM模型，施工管理平臺解決施工中的控制及管理難題，施工交付BIM模型記錄施工數(shù)據(jù)痕跡，作為運(yùn)維階段BIM模型的初始狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全生命周期流動(dòng)。

①施工模擬。對全專業(yè)進(jìn)行施工工序、施工進(jìn)度、施工工藝，進(jìn)行施工模擬。

②設(shè)計(jì)/制造/拼裝一體化。

③高速公路改擴(kuò)建交通導(dǎo)改。創(chuàng)新運(yùn)用BIM技術(shù)解決高速公路改擴(kuò)建實(shí)際問題，巧妙地使用BIM技術(shù)將施工組織和交通組織緊密結(jié)合，進(jìn)行方案模擬與分析，進(jìn)行不同階段的交通導(dǎo)改方案的模擬。同時(shí)，可以參數(shù)化修改方案，為業(yè)主提供技術(shù)支持。

運(yùn)維階段BIM技術(shù)總體實(shí)施方案

3.運(yùn)維階段
實(shí)現(xiàn)全生命周期流動(dòng)BIM模型，記錄施工中的受力、變形及初始損傷等信息，并基于監(jiān)控信息實(shí)時(shí)修正BIM模型，解決健康監(jiān)測模型的準(zhǔn)確性問題?；诮y(tǒng)一管理平臺及運(yùn)營大數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)管養(yǎng)的信息化、智能化。

①檢測。以黑山Tara河大橋項(xiàng)目為例。開發(fā)的基于BIM的橋梁病害檢測展示一體化系統(tǒng)，大致使用步驟如下：使用三維激光掃描儀（徠卡）對橋梁進(jìn)行掃描，自動(dòng)生成大橋三維實(shí)體模型；使用“外業(yè)記錄系統(tǒng)”的移動(dòng)終端，現(xiàn)場錄入檢測到的橋梁病害，上傳到系統(tǒng)云端；系統(tǒng)自動(dòng)將檢測到的病害與模型各構(gòu)件進(jìn)行掛接，可直觀化地展示病害所在位置，并且可自動(dòng)生成檢測報(bào)告、歸檔用原始記錄。

②監(jiān)測。以嘉紹大橋項(xiàng)目為例。將建設(shè)期形成的橋梁BIM模型與運(yùn)維期養(yǎng)護(hù)管理信息相融合，形成建養(yǎng)一體化橋梁BIM模型。針對多災(zāi)害作用下橋梁工程發(fā)生的災(zāi)害行為及后果，采用并發(fā)采集技術(shù)和遠(yuǎn)程高效傳輸技術(shù)，建立多災(zāi)害實(shí)時(shí)感知與傳輸子系統(tǒng)、橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，為感知結(jié)構(gòu)響應(yīng)、預(yù)測災(zāi)變行為提供數(shù)據(jù)支撐。建立智能化巡檢運(yùn)營養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)和移動(dòng)端APP系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集、養(yǎng)護(hù)計(jì)劃、巡查檢查、養(yǎng)護(hù)檢測評定、日常養(yǎng)護(hù)、養(yǎng)護(hù)工程等集群工程養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)全過程的信息化管理。利用大數(shù)據(jù)方法進(jìn)行管養(yǎng)數(shù)據(jù)分析挖掘，實(shí)現(xiàn)基于監(jiān)測與檢測數(shù)據(jù)的橋梁性能綜合評估。

③資產(chǎn)管理系統(tǒng)。施工方錄入提交構(gòu)件質(zhì)量及危險(xiǎn)源信息，系統(tǒng)推送至監(jiān)理方及業(yè)主，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件與質(zhì)量信息關(guān)聯(lián)，可以隨時(shí)查看質(zhì)量安全信息，提高管理效率。資產(chǎn)管理系統(tǒng)能夠在整個(gè)模型實(shí)現(xiàn)構(gòu)建的快速定位；以ID為索引，將模型與數(shù)據(jù)庫相連，使構(gòu)件具備包括材料、幾何尺寸等靜態(tài)屬性，并附著設(shè)計(jì)圖紙、施工安裝（時(shí)間、廠家等）等必要信息；利用BIM技術(shù)將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（如病害、檢查、維修、技術(shù)狀況評級等）進(jìn)行管理、定位和直觀形象化的展示；病害統(tǒng)計(jì)圖表與模型構(gòu)件信息緊密結(jié)合；根據(jù)知識庫的內(nèi)置病害等級定義，對統(tǒng)計(jì)的病害按照病害等級的排序，讓急需處治的病害能夠自動(dòng)前置；快速查詢檢查項(xiàng)目任務(wù)信息，包括檢查任務(wù)的名稱、時(shí)間、類型、持續(xù)時(shí)間等信息；得出技術(shù)狀況評定。

BIM技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，需要達(dá)到橋梁全壽命期BIM應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)真正的有效傳遞，這樣才能真正實(shí)現(xiàn)BIM的價(jià)值。未來，尤其在設(shè)計(jì)方面，如果不能解決標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化問題，就無法完全體現(xiàn)BIM技術(shù)的優(yōu)勢。所以，BIM技術(shù)在未來的發(fā)展中，首先要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化，使整個(gè)橋梁工程能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化表達(dá)。在此基礎(chǔ)之上，通過積累大量的樣本，形成大數(shù)據(jù)，并通過這些大數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化的轉(zhuǎn)換。這些也許就是推進(jìn)BIM未來發(fā)展最主要的兩個(gè)方面。

本文刊載 /《橋梁 · BIM視界》雜志
作者 / 李毅
作者單位 / 中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司