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從3D到4D有多遠

——來自2019年度縱覽基礎設施大會的啟示

作者:文/《中國公路》記者 張波 供圖/2019年縱覽基礎設施大會組委會 來源:中國公路網 時間:2019-11-02

五月天丁香花BIM是建筑信息模型技術(Building Information Modeling)的英文縮寫,簡稱為BIM技術,它是以工程項目的各項相關信息數據作為基礎,建立起三維的工程模型,通過數字信息仿真模擬工程項目所具有的真實信息。BIM技術將工程CAD技術從基于點線面的二維表達轉變為向基于對象的三維形體與屬性信息的表達。BIM技術的應用,解決了精準設計、施工模擬、協同管理等諸多問題,BIM技術方面的研究正成為國內外工程信息技術研究的最大熱點。

 不同于石油、電力等行業,我國交通領域的BIM應用相對較晚,經過行業領軍設計單位嘗試、行業主管部門政策推動,當前我國交通領域正迎來一股BIM熱潮,諸多項目獲得了業界的矚目。

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10月21日至24日,Bentley軟件舉辦的2019年縱覽基礎設施大會在新加坡舉行。來自全球的1000多位專業人士參加了會議。


五月天丁香花在10月24日于新加坡舉辦的縱覽基礎設施 2019 大會頒獎典禮上,深圳高速工程顧問有限公司的鹽港東立交工程以“數字城市——綜合道路數字孿生模型”獲得光輝大獎賽特別榮譽獎。與此同時,中國4個路橋項目入圍光輝大獎:

深圳市市政設計研究院有限公司的“鄭州市四環線及大河路快速化改造工程BIM設計應用”;

成都市市政工程設計研究院、成都市勘察測繪研究院的“BIM+GIS在成都市杉板橋區域市政改造中的應用”;

中交第一公路勘察設計研究院有限公司的“機荷高速擴建工程BIM技術應用”;

重慶市交通規劃勘察設計院、貴州交通建設集團有限公司、貴州交建信息科技有限公司、貴州新石高速公路建設有限公司的“湄石高速公路全專業全流程BIM應用”。


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2019年度“基礎設施年度光輝大獎賽”獲獎者合影

五月天丁香花記者采訪了這幾個項目的勘測設計、總承包和業主等有關單位,這些項目是公路交通行業當前推動BIM運用的典型案例,有關設計、運營單位在運用BIM過程中的體會、收獲與困惑,具有一定的代表性。

運用BIM的收獲之一:解決設計中更大的難題

深圳市機荷高速公路是連接深圳寶安機場和市區的交通要道。隨著粵港澳大灣區的發展,東西兩岸及各城市間的互聯互通是大灣區打造的基礎和重點,規劃確定采取高快速路優化設計,以充分考慮增加對外通道供給。為了匹配深中通道的交通需求,深圳市決定立體改擴建機荷高速公路,構筑雙層復合通道,分層承擔過境交通與城市交通功能。目前機荷高速公路改建項目正處于設計階段。

五月天丁香花立體改擴建高速公路,在我國還比較少見,用傳統的設計方式不能滿足規劃、設計的需要。中交第一公路勘察設計研究院有限公司負責在深圳市機荷高速公路改擴建工程中提升協作和管理并優化設計。為了突破傳統設計方式無法滿足立體改擴建設計的局限,中交一公院設計團隊采用了BIM設計方式,通過多方比選,選用了在線性工程方面具有較強優勢的Bentley軟件。中交一公院BIM中心主任戈普塔(Gupta)介紹,通過BIM設計,建立了互連數據環境,創建現場實景模型,并分析和對比現場資產設計。據估算,BIM的應用將節省數百萬元的項目成本。

運用BIM的收獲之二:解決多方協同管理的問題

正在建設中的河南省鄭州市四環線及大河路快速化改造工程,是當前鄭州市乃至全國市政道路中投資規模和工程體量最大、建設模式和施工工藝最新、統籌協調和實施要求最高的一個特大型城市立體交通項目——全線地面快速道路長93公里,高架快速路長63.6公里。共涉及互通式立交27座,跨河橋21座,跨鐵路、軌道節點34處,工程體量龐大。該工程是鄭州推進國家中心城市建設進程中的一項特大型城市立體交通項目,被列為鄭州市委市政府一號工程和市建委當前首要工程。

鄭州市四環線及大河路快速化改造工程的設計單位是深圳市市政設計研究院有限公司,深圳市政設計院項目經理呂健介紹,由于該項目不斷交施工,施工組織難度很大,施工質量要求極高;同時,主體橋梁采用短線法節段預制技術,它將在工廠生產完成的建筑部件,在施工現場上按照“搭積木”式的操作進行拼裝——該技術是橋梁工業化的領軍技術,不少參建單位未掌握該施工技術,這些都導致項目建設過程中存在極大的質量、安全挑戰。

深圳市政設計院BIM設計研究院副院長何瑩介紹,通過采用BIM設計,將60余家參與單位全部統籌到一個協同平臺上,特別是通過應用BIM設計實現了工作流的模擬和協同,對全線約5萬榀預制節段實現了精確管理,減少了40%的成本浪費。何瑩談到:“BIM的應用,對鄭州四環線及大河路快速話工程的設計、施工協同管理,是傳統的手段無法做到的,對保證工程質量和工程進度都起到了巨大的作用,體現BIM更高的價值在管理層面。”

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深圳市政設計院BIM設計研究院副院長何瑩,向大會介紹鄭州市四環線及大河路快速化改造工程BIM設計應用。


同樣地,四川省成都市杉板橋區域市政工程改造項目中,應用BIM+GIS技術,成功解決了環境復雜、結構物眾多、協同難度大等問題。杉板橋區域市政工程改造項目包括長度約4.3公里的道路、隧道、慢行地下人行通道、跨鐵路橋梁、綜合管線工程和附屬工程等。成都市市政工程設計研究院項目負責人楊志勇介紹,項目團隊利用Bentley應用程序快速構建結構,把對當地交通的影響降至最低。同時,通過應用BIM+GIS技術,項目團隊得以在施工圖階段減少了120個設計工時,簡化了審批流程,提升了協作效率,節約了項目成本。

運用BIM的收獲之三:解決全生命周期管理問題

貴州省湄(潭)石(阡)高速公路是貴州“十三五”重點工程項目,全長93.75公里,雙向四車道。由于貴州地形地質復雜,湄石高速公路設計、施工難度很大,結構物眾多,比如有控制性工程河閃渡烏江特大橋和4個特長隧道。為了提升設計、施工效率,降低差錯率,便于項目總體統籌,該項目推行了全線全專業全要素的BIM建模和應用。項目BIM咨詢單位重慶市交通規劃勘察設計院BIM中心主任陳奉民介紹,湄石高速公路項目運用BIM技術建立了設計及施工階段的數字孿生模型,在精細化設計、精益化施工及精準化管理方面產生了良好的經濟社會效益,目前已節約管理及建設成本3000余萬元。

五月天丁香花項目投資單位貴州交通建設集團公司總工程師何志軍介紹,湄石高速公路建設項目是該公司第一個全線全專業全領域應用BIM的項目,在以后的建設項目中,也將全線全專業全領域應用BIM技術。何志軍介紹:“運用BIM技術可以提高工程設計、施工管理的效率和水平。貴州交建集團正在為每一項工程打造一套數字孿生模型,并將用于該項目以后的運營、養護工作——這得益于數字孿生模型的優點:運用數字化的手段,對物理世界中的某一項工程構建數字化的模型,以實現對這項工程全生命周期的數據收集、建模、分析、維護等。”何志軍介紹,數字孿生模型用于工程項目的運營和維護,只是貴州交建集團打造數字管理平臺的其中一個環節,它解決的是工程項目全生命周期內的設計、施工、運營與維護,但是它又將助力全公司實現數字化管理。

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貴州湄石高速公路建設項目BIM設計示意圖——金竹山樞紐互通。該項目是全線全專業全領域應用BIM的項目。


運用BIM的收獲之四:解決企業轉型發展問題

中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司是國內較早應用BIM技術的設計公司,截至目前,該公司的業務早已跨出電力,跨入交通、市政等領域。數字化給中國電建華東院的發展帶來了巨大的變化,該院從2004年以來逐步完成了勘測設計的數字化。基于BIM設計,該院業務從電力拓展到機場、地鐵、公路、城市建設等領域,特別是在數字化發展的思路引領下,該院研制開發了目前國內第一個專業齊全、功能完備、應用成熟、覆蓋基礎設施建設全過程,并具有國際領先水平的“工程數字化解決方案”,涵蓋工程三維數字化設計、工程設計施工一體化管理、工程全生命周期管理三大平臺,實現了全專業、全過程的工程三維數字化設計與應用。

五月天丁香花該院IT總監王金鋒介紹,當前,該院從事數字化生產的部門——信息中心有300多人,今年還將招聘120人。如此龐大的數字化專門人才,正是看到了企業未來的發展必須走數字化之路。真正的數字化是全生命周期的管理,企業提供工程全生命周期的服務,提供一條龍的服務,載體就是信息化的技術。企業的數字化轉型,徹底改變了企業的轉型,相當于在互聯網、物聯網的潮流下,企業實現了新的進化。王金鋒認為,在新的發展環境下,數字就是資源,是與實體項目同等重要的資源,企業應該更多地重視對數字化設計產品的運用。企業以后的發展,可以更多地依靠這些數字資源。

BIM技術、數字化給企業帶來的巨大的發展動力,不僅在提升設計、施工精確度,減少差錯率,不同專業、不同工種的協同工作等方面,更重要的是為政府、企業提供了新的發展思路。王金鋒舉例,雄安新區運用數字孿生技術,比如對整個新區交通規劃、交通量監測、移民管理、植被綠化等,都為當地政府提供了新的管理思路——打造開放的、模型共享、數據共享的平臺,有助于為雄安新區建設成為新型智慧城市提供有力的幫助。

數字化進程:從3D到4D的距離有多遠

五月天丁香花對于工程項目管理來說,如果說CAD實現了項目的2D設計,GIS實現了2.5D、BIM實現了3D,那么工程項目管理的4D是什么?應該是基于全生命周期的項目管理,將一項工程的設計、施工、運營、監測、維護等統籌到一個數字模型上,即可實現它的4D建模與應用。在本次大會上,1000余位來自全球的專業人士,討論最多的就是如何實現工程項目的4D建模與應用。而對于我國交通領域來說,當前正在奮力推廣BIM的階段,從交通運輸部的倡導應用到各業主、設計單位的實踐,BIM設計正在提升我國交通基礎設施的設計、施工管理水平和效率。在這一過程中,各地使用BIM設計的水平差異很大,比如中國電建華東院使用BIM技術實現了地鐵項目設計無差錯,成為典型示范工程,這就給傳統的交通設計單位敲響了警鐘,如果不走數字化的道路,可能別人就要在我們的道路上搶跑。

黑龍江省建設科創投資集團有限公司BIM事業部總經理梁旭源,是干了20年設計的老交通。自接觸到BIM、發現其優點以后,就看到了它對工程設計、施工、管理和運維的巨大潛力。通過BIM設計的輔助,梁旭源帶領團隊為業主提供了機場、鍋爐廠等項目的咨詢建議,受到一致好評。他說:“如果沒有BIM的幫助,我們是不可能又快又好地跨專業提供咨詢建議。BIM的優點突出,我們應該大力推廣使用。”目前,梁旭源正在黑龍江省大力宣傳提倡BIM的使用,對主管部門、業主單位、技術干部等,大力宣傳BIM的優勢。梁旭源談到:“并不是所有的單位和技術人員都認識到了BIM的優勢,認識到了數字化是未來的發展方向。這個方面我們還需要提高認識。”

五月天丁香花在推行BIM的過程中,貴州交建集團也遇到了實際的困難,BIM設計使用的電子簽字,目前還不被交通主管部門認可,設計、施工單位只能電子、紙質文檔兩條腿走路,這對他們來說無疑增加了工作量。何志軍談到,“本來是為了提升效率,這樣一來反而增加了設計、施工單位工作量,不利于推廣BIM。這需要主管部門改變管理方法,才能有利于推廣BIM。”

五月天丁香花Bentley全球高級副總裁、北亞區總裁劉德盛認為,中國交通領域運用BIM設計的時間不如其他領域長,在人們對數字化發展的認識越來越清晰、數字孿生技術越來越成熟的當前,運用最新的技術,及時發展,必然能趕上數字化的快車,走上4D發展之路。

新聞鏈接:

縱覽基礎設施大會(https://yii.bentley.com/zh)是美國Bentley軟件公司舉辦的全球性專業會議,會議每年舉辦一次,匯聚全球基礎設施設計、施工、運營領域的有關企業、專家,共同探討基礎設施建設的最新技術和話題。同時,同期舉行“基礎設施年度光輝大獎賽”,Bentley軟件的所有用戶均可報名參賽,向全世界同行展示自己的創新設計理念與成果。

10月21日至24日,2019年縱覽基礎設施大會在新加坡舉行。來自全球的1000多位專業人士參加了會議。今年大會專注于邁向數字化的最佳實踐和技術,探討當前影響基礎設施行業的優先要務和發展機遇。會上,Bentley公司發布了一系列戰略合作、最新收購和技術更新相關的信息,詳細信息可從微信公眾號“Bentley軟件”查詢。

在今年的“基礎設施年度光輝大獎賽”中,全球60余個國家/地區的440多個用戶組織提交了571個參選項目,由著名業界專家組成的12個獨立評委會從中選出了54個決賽入圍項目。其中,有18家中國公司入圍最后的決賽,包括深圳濟菏高速公路擴建工程、鄭州市四環線及大河路快速化改造工程、成都市杉板橋區域市政改造工程、貴州湄石高速公路建設工程。

【編輯:任燕 QQ:360638367;TEL:13146474233】
【審核:耿茁、孫婧】

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