針對目前BIM技術(shù)的發(fā)展，中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司主要開展了以下幾個方面的工作：一是政策和標準的制定，二是平臺的研發(fā)，三是具體的應(yīng)用。此外，公規(guī)院還重新組建了數(shù)字土木研究室，主要包括軟件研發(fā)和BIM技術(shù)研發(fā)等工作。
公規(guī)院目前正在參與編寫三部BIM行業(yè)標準，分別是《公路工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標準》《公路工程信息模型設(shè)計應(yīng)用標準》《公路工程施工信息模型應(yīng)用標準》。應(yīng)用統(tǒng)一標準，對公路工程的分類編碼、數(shù)據(jù)存儲進行了詳細規(guī)定。設(shè)計應(yīng)用標準，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。按照交通運輸部的統(tǒng)一安排，計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標準。公規(guī)院負責(zé)整個橋梁部分的內(nèi)容。 深中通道 研發(fā)方面主要分為兩大板塊，一個是分析平臺，另一個是管理平臺。 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系統(tǒng)，一個是項目管理系統(tǒng)，另一個是基于BIM的交通資產(chǎn)管養(yǎng)信息化系統(tǒng)。項目管理系統(tǒng)作為項目部日常辦公系統(tǒng)，可實現(xiàn)事務(wù)管理、項目立項、成本控制、項目管理、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?；贐IM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)件定位及動靜態(tài)屬性展示、管養(yǎng)數(shù)據(jù)展示、應(yīng)急管理、事件報警等，充分發(fā)揮其可視化優(yōu)勢，形成數(shù)據(jù)標準化集聚和管理平臺，通過數(shù)據(jù)的模型化載體進行基于數(shù)據(jù)的生產(chǎn)管理。這個系統(tǒng)的另一方面是BIM平臺同時支持VR等虛擬現(xiàn)實技術(shù)。目前，南京三橋、北盤江大橋、杭州灣大橋、緯三路隧道項目都在使用。 目前，公規(guī)院在各個領(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)重點都是在設(shè)計和運維方面。具體的應(yīng)用點包括—— 360°全景真三維模型 1.設(shè)計階段 數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計總體實施方案 ③BIM集成化智能化方案比選 施工階段BIM技術(shù)總體實施方案 2.施工階段 運維階段BIM技術(shù)總體實施方案 3.運維階段 BIM技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，需要達到橋梁全壽命期BIM應(yīng)用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)真正的有效傳遞，這樣才能真正實現(xiàn)BIM的價值。未來，尤其在設(shè)計方面，如果不能解決標準化和數(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，首先要實現(xiàn)標準化和數(shù)字化，使整個橋梁工程能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化表達。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)進行智能化的轉(zhuǎn)換。這些也許就是推進BIM未來發(fā)展最主要的兩個方面。標準制定
研發(fā)深化
分析平臺。OSIS軟件從2011年開始研發(fā)，它是一個類似于TDV和邁達斯的分析軟件。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)計階段的縱向總體分析均是由OSIS-Tunnel計算。2014年，在OSIS-Tunnel這個軟件基礎(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算。通過40余個橋梁項目的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，該軟件能夠滿足施工圖設(shè)計要求。采用AASHTO規(guī)范的巴拿馬四橋，也正是應(yīng)用了這個軟件進行計算。
應(yīng)用實踐
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，進行方案優(yōu)化設(shè)計、可視化展示、施工方案模擬等，指導(dǎo)設(shè)計人員進行深化設(shè)計，最終為施工階段提供準確的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、土方量計算等可量測的屬性，實現(xiàn)1:1實景再現(xiàn)。平面和高程相對精度±15cm，為BIM設(shè)計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)集成及移動互聯(lián)技術(shù)，建立橋梁建養(yǎng)一體化平臺，實現(xiàn)橋梁全周期的信息共享和動態(tài)模擬，進行橋梁運維的準確評估、快速預(yù)警和高效決策。
④BIM設(shè)計分析一體化。目前，BIM設(shè)計分析一體化主要是在傳統(tǒng)設(shè)計中，圖紙模型與計算模型相互割裂。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，模型能導(dǎo)入分析軟件進行分析計算，實現(xiàn)高效的全橋設(shè)計和分析計算過程。將BIM三維模型局部導(dǎo)入有限元計算軟件計算，通過計算結(jié)果修訂三維模型，從而實現(xiàn)建模和分析計算的高效統(tǒng)一。
⑤參數(shù)化設(shè)計
⑥精細化設(shè)計
⑦BIM正向出圖
⑧工程量計算
⑨檢查與分析。能夠?qū)IM模型進行碰撞檢查，高效率地檢查出碰撞問題，對實際工程很有經(jīng)濟效應(yīng)。能夠生成交互式電子虛擬沙盤，能夠進行道路視距分析與檢查，建筑界限的分析與檢查，標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
?在機電專業(yè)的應(yīng)用
?可視化與VR
基于設(shè)計提供的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，作為運維階段BIM模型的初始狀態(tài)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的全生命周期流動。
①施工模擬。對全專業(yè)進行施工工序、施工進度、施工工藝，進行施工模擬。
②設(shè)計/制造/拼裝一體化。
③高速公路改擴建交通導(dǎo)改。創(chuàng)新運用BIM技術(shù)解決高速公路改擴建實際問題，巧妙地使用BIM技術(shù)將施工組織和交通組織緊密結(jié)合，進行方案模擬與分析，進行不同階段的交通導(dǎo)改方案的模擬。同時，可以參數(shù)化修改方案，為業(yè)主提供技術(shù)支持。
實現(xiàn)全生命周期流動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)控信息實時修正BIM模型，解決健康監(jiān)測模型的準確性問題?；诮y(tǒng)一管理平臺及運營大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)管養(yǎng)的信息化、智能化。
①檢測。以黑山Tara河大橋項目為例。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）對橋梁進行掃描，自動生成大橋三維實體模型；使用“外業(yè)記錄系統(tǒng)”的移動終端，現(xiàn)場錄入檢測到的橋梁病害，上傳到系統(tǒng)云端；系統(tǒng)自動將檢測到的病害與模型各構(gòu)件進行掛接，可直觀化地展示病害所在位置，并且可自動生成檢測報告、歸檔用原始記錄。
②監(jiān)測。以嘉紹大橋項目為例。將建設(shè)期形成的橋梁BIM模型與運維期養(yǎng)護管理信息相融合，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)和遠程高效傳輸技術(shù)，建立多災(zāi)害實時感知與傳輸子系統(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。建立智能化巡檢運營養(yǎng)護管理系統(tǒng)和移動端APP系統(tǒng)，實現(xiàn)從數(shù)據(jù)采集、養(yǎng)護計劃、巡查檢查、養(yǎng)護檢測評定、日常養(yǎng)護、養(yǎng)護工程等集群工程養(yǎng)護業(yè)務(wù)全過程的信息化管理。利用大數(shù)據(jù)方法進行管養(yǎng)數(shù)據(jù)分析挖掘，實現(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)量及危險源信息，系統(tǒng)推送至監(jiān)理方及業(yè)主，實現(xiàn)構(gòu)件與質(zhì)量信息關(guān)聯(lián)，可以隨時查看質(zhì)量安全信息，提高管理效率。資產(chǎn)管理系統(tǒng)能夠在整個模型實現(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)計圖紙、施工安裝（時間、廠家等）等必要信息；利用BIM技術(shù)將動態(tài)數(shù)據(jù)（如病害、檢查、維修、技術(shù)狀況評級等）進行管理、定位和直觀形象化的展示；病害統(tǒng)計圖表與模型構(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)計的病害按照病害等級的排序，讓急需處治的病害能夠自動前置；快速查詢檢查項目任務(wù)信息，包括檢查任務(wù)的名稱、時間、類型、持續(xù)時間等信息；得出技術(shù)狀況評定。
對于橋梁BIM的思考和展望
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)計院有限公司
