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BIM技术驱动交通项目建设协调发展

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BIM涵盖了几何学、空间关系、地理信息系统、各种建筑组件的性质及数量等。BIM可以用来展示整个交通项目建设的全生命周期,包括建设过程及运维管理。BIM用数字化三维模型表示真实世界中的交通构件,对于传统电脑辅助用二维矢量图形构图来表示交通对象的方法来说,BIM已给交通行业带来一次变革。

 BIM系统在交通工程的实际应用,是通过Bentley的统一架构、基于MicroStation统一的文件格式保证各专业之间数据无缝传递,建立Bentley应用软件与交通项目管理系统之间的数据转换接口,充分利用BIM的直观性、可分析性、可共享性及可管理性等特性,为交通项目管理的各项业务提供准确及时的基础数据与技术分析手段。配合交通项目管理的流程、统计分析等管理手段,实现数据产生、数据使用、流程审批、动态统计、决策分析的完整管理闭环,从而提升交通项目综合管理能力和管理效率。

 

一、 BIM系统对交通建设管理的价值和作用

1、有利于项目策划。利用MicroStation平台强大的数据集成能力和兼容性,支撑项目前期数字收集和分析,基于同一平台的数字资料准确制定成本计划、采购计划、资金计划、周材计划、人员计划。利用LumenRT可视化以及交通模拟等,确定合适的路线线位和交通组织,利用Navigator数字校审和仿真模拟模块,制定成本更合理、工期更合理的施工方案,发现技术难点、施工难点和安全隐患。

2、有利于提升过程计划和资金支付控制能力。项目过程有大量的支付决策,包括供应商、分包商的支付审核。传统的管理手段往往无法做到及时、短周期的三算对比,大量管理漏洞问题不能及时发现,BIM技术系统在这方面则具有强大的实时数据提供能力。供应商“飞单”在国有企业、民营企业的承包项目大量普遍存在,是项目利润最大的一块漏洞。虽然项目上往往会采用视频监控、地磅称等管理手段,一个终极的方法是进行短周期的二算甚至三算对比,预算量与实际消耗量的对比,往往能将问题暴露出来,并能做到材料消耗的总控制。利用BIM系统强大的数据能力和平台的开放性,进行施工过程数字化管理,可以实现项目建设过程模型信息和资源的实时共享,帮助项目经理从容掌控计划,预知后续进展的资源需求和产值目标。利用Navigator模块,对项目进行仿真模型和碰撞检查、精确定位预留洞、净高检查、快速资源计算、可视化交底等功能,帮助项目及时找出各专业冲突、减少返工、快速协同施工,以加快工期。

 

3、有利于减少安全隐患。随着工程越来越复杂,数据量越来越大,成熟的管理人员、技术人员的数量逐渐跟不上业务的发展需求。借助Bentley平台的OpenRoads Designer ProStructures等模块,可以准确进行复杂控制性节点模型三维精细设计和仿真模拟,提高建造精度并降低材料损耗。通过三维可视化帮助各个岗位、各种复杂作业提升工作效率和工作质量,降低了对人的要求。

利用Bentley完善的解决方案,并通过i-model3DPDF等可视化交底,基于BIM模型可及时识别危险源,并通过方案模拟、i-model3DPDF等可视化安全交底等应用,提升项目安全控制能力。施工单位专注施工阶段的BIM解决方案,能帮助项目经理从容指挥控制生产,大幅提升精细化的管理水平。

4、有利于提升协同管理能力。基于Bentley平台的ProjectWise可实现各参与方和各专业之间的协同设计,结合云计算实现远程高效协同,减少协同错误。项目经理从远程核查数据,进行管理决策,项目人员利用统一、准确的模型数据和可视化的沟通,实现高效项目沟通。项目经理能掌控更多的项目,管理好更高难度的项目。

应用BIM的目的不是为了使工程项目的建设与运维工作复杂化,而是为了找到更好地实现行业目标的办法——高效优质完成工程项目,满足管理和使用的需求。

二、“BIM+交通”的扩展应用

1BIM+云。云计算强大的计算能力,可将BIM应用中计算量大且复杂的工作转移到云端,以提升计算效率。基于云计算的大规模数据存储能力,可将BIM模型及其相关的业务数据同步到云端,方便用户随时随地访问并与协作者共享。云计算使得BIM技术走出办公室,用户在施工现场可通过移动设备随时连接云服务,及时获取所需的BIM数据和服务等。基于ProjectWise创建工程信息共享和协同的私有云平台,确保交通建设数据的安全性,结合企业ERP系统生产经营系统可实现企业生产经营与项目信息的协同管理。

 

2BIM+物联网。BIM技术发挥上层信息集成、交互、展示和管理的作用,而物联网技术则承担底层信息感知、采集、传递、监控的功能。二者集成在交通项目上的应用,可以实现交通建设全过程“信息流闭环”,实现虚拟信息化管理与实体环境硬件之间的有机融合。BIM与物联网在交通建设上的深度融合与应用,势必将提升到智慧交通的新高度,成为未来交通行业信息化发展的重要方向之一。

3BIM+装配式。BIM与装配式集成意味着将BIM模型中的数据转换成装配式加工所需的数字模型,制造设备可根据该模型进行数字化加工。目前,主要应用在预制混凝土板生产、管线预制加工和钢结构加工三个方面。一方面,工厂精密机械自动完成构件的预制加工,不仅制造出的构件误差小,生产效率也可大幅提高;另一方面,交通项目中预制混凝土结构和钢结构等许多构件,均可异地加工,再被运到施工现场进行装配。在此过程中依靠 ProStructures完成装配式构件设计建模、分类、碰撞检查、工程量统计、钢筋下料、出图到可视化成果输出以及施工现场控制全过程的BIM设计流程,提高设计施工效率和工程质量。

4BIM+GISBIMGIS集成应用,是通过数据集成、系统集成或应用集成来实现的。基于ContextCapture建立的三维GIS实景模型,并可与基于MicroStation平台的BIM模型进行无缝融合。BIM+GIS技术可提高长线工程和大规模区域性工程的管理能力,这也是交通工程项目突出的特征。基于互联网和移动通信技术的BIMGIS集成应用,数据量级也将得到提升,其应用也会得到跨越式发展。

5BIM+VRBIM与虚拟现实技术集成应用,主要内容包括虚拟场景构建、施工进度模拟、复杂局部施工方案模拟、施工成本模拟、多维模型信息联合模拟以及交互式场景漫游等。目的是应用BIM信息库,辅助虚拟现实技术更好地在交通工程项目全生命周期中的应用。将LumenRT输出非互动类型的VR视频,或者将 BIM数据导出到VR数据引擎中进行交互式漫游。二者集成应用,在很大程度上可减少交通项目工程施工中普遍存在的低效、浪费和返工现象,缩短项目计划和预算编制的时间,提高计划和预算的准确性。

三、广西交通设计集团基于BIM技术探索实践

广西交通设计集团有限公司是广西最大的综合性交通和市政勘察设计研究单位。从2014年起,广西交通设计集团有限公司与时俱进,开始探索BIM技术在交通运输工程中的应用。为了推广BIM,广西交通设计集团开展了形式多样的BIM学习培训活动,并走出国门,到国外交流、学习先进的BIM技术及应用经验。2016年,公司成立BIM中心,引进了Bentley系统交通行业整体解决方案,并基于该系统平台在场地勘测、方案规划设计、施工图精细化设计、施工仿真等方面开展了应用。

场地勘测方面,通过无人机和机载激光雷达获取基础测量数据,以图形工作站、台式工作站和移动工作站形成强大的数据处理及建模能力。贺州至巴马高速公路蒙山至象州段就采用了机载激光雷达航测地形。在方案规划设计阶段,快速建立方案模型,实现对方案模型的调整、展示及初步工程量的统计。在施工详图阶段,基于OpenRoads Designer以及ProStructures等构建构筑物的细节模型,通过二维出图和工程量自动统计,提高设计的精度和效率,如参数化钢锚梁和锚具、预应力钢筋混凝土精细化设计等。

施工仿真应用方面,通过Navigator进行施工仿真,发现并查找设计或施工中存在的隐蔽问题,为设计和施工提供可视化的指导依据。

除此之外,广西交通设计集团有限公司在防城港市跨海通道项目、南宁快环综合整治项目、浦北至北流高速公路、老挝万象至万荣高速公路、平南相思洲大桥项目、平南三桥等多个公路市政项目工程中,都应用了BIM技术并取得较好的成效。项目应用成果分别荣获基础设施年度光辉大奖赛“特别荣誉奖”、第三届以及第四届全国“科创杯”BIM大赛一等奖、第七届“龙图杯” BIM大赛设计组二等奖以及综合组二等奖、第八届“创新杯”BIM应用大赛新秀奖等奖项。广西交通设计集团BIM团队同时注重BIM技术交流与合作,近两年来多次在国内以及国际BIM大会现场作主题报告,提升了公司行业知名度和影响力。

四、信息技术革命

BIM作为交通项目建设的信息革命,将推动交通运输建设事业的信息化发展,促进从管理粗放、劳动力密集的传统产业向技术密集、管理高效的现代产业转型。应用BIM技术后,所有参建方基于BIM协同平台开展项目管理工作,实现工程投资、建设、运营信息的全记录和全透明,消除“暗箱操作”的空间,有效预防工程建设领域腐败。

基于Bentley系统整体解决方案进行深度研究和应用,是交通行业BIM技术应用落地的现实途径。其推广应用将加快实现交通基础设施“规划、设计、施工、运维”建设管理全生命期的数字化、智能化,提高工程建设质量和安全,促进建、管、养的协调发展,驱动交通行业的转型升级和长远发展。

 



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