BIM在长江航道整治工程应用现状及前景展望

    刘天云

    摘 要：传统工程建设行业都存在着严重的资源浪费，为了提高建设的质量与效率，近年来我国开始大力推广应用BIM技术。BIM技术涉及诸多行业，在航道整治工程中也有广泛的应用前景。航道整治工程中的BIM技术应用，可以实现项目生命周期中不同参建方之间的数据互用，提高项目的效率和质量。

    关键词：BIM；航道整治；优化资源

    中图分类号：U617 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2017）09-0061-03

    1 BIM国内应用状况

    BIM——建筑信息模型（Building Information Modeling）或者建筑信息管理（Building Information Management）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、 可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。

    从2003年我国引入BIM系统的概念以来，在国家政策导向和社会趋势发展引领下，全国各省市地区都陆续出台BIM技术推广应用政策文件，发布相关应用标准和导则；企业、高效、科研机构和其他组织联合组建BIM发展联盟；大专院校和科研机构纷纷组建BIM研究中心，设计单位、咨询公司、大型施工企业和房地产开发商等积极应用实践BIM技术。尤其，2016年12月住建部批准了BIM最高标准-《建筑信息模型应用统一标准》，2017年5月住建部批准了《建筑信息模型施工应用标准》，对引导我国 BIM 应用、提升 BIM 应用效果和规范 BIM 应用行为都将起到积极的指导和推动作用。中国BIM经过十多年的推广应用和大量实践，BIM技术已经从认知理解、概念普及进入到深度应用的转折点，BIM的大协同时代已来临。

    2 BIM在航道整治中应用现状

    目前BIM在交通运输行业应用还处于起步阶段，交通运输部对推广应用BIM技术高度重视，出台了一系列政策指导文件。2014年6月，交通运输部《关于科技创新促进交通运输安全发展的实施意见》中要求“重点开展建筑信息模型（BIM）技术研究与应用。”2015年11月，交通运输部关于印发《交通运输重大技术方向和技术政策》的通知，明确由“交通运输部公路局、水运局牵头单位，交通运输部安全与质量监督管理司、科技司参加单位，中国交通建设集团有限公司作为研究支撑单位”开展BIM技术的应用研究。2016年12月，交通运输部发布《关于打造公路水运品质工程的指导意见》中要求“推进建筑信息模型（BIM）技术，积极推广工艺监测、安全预警、隐蔽工程数据采集、远程视频监控等设施设备在施工管理中的集成应用，推行“智慧工地”建设，提升项目管理信息化水平。”2017年1月，交通运输部办公厅《关于印发推进智慧交通发展行动计划（2017-2020年）》的通知中 “到2020年逐步实现以下目标：在基础设施智能化方面。推进建筑信息模型（BIM）技术在重大交通基础设施项目规划、设计、建设、施工、运营、检测维护管理全生命周期的应用，基础设施建设和管理水平大幅度提升。”“三、重点任务（一）基础设施。任務1：深化BIM技术在公路、水运领域应用。”2017年1月，交通运输部发布的关于征求《关于推进公路水运工程应用BIM技术的指导意见》的函，提出“到2020年，公路水运行业对BIM技术的应用形成广泛共识。相关设计单位具备一定BIM技术应用能力；在技术复杂、意义重大项目中利用BIM技术进行项目管理；利用BIM数据进行钢结构桥梁构建制造加工等辅助控制，尝试应用自动导引设备；运营管理单位试点应用BIM技术开展养护决策和运营调度；相关企业、研究机构启动BIM技术基础平台开发工作，为推进应用BIM技术奠定坚实的基础。”2017年3月，交通运输部水运局发布《关于做好2018年度水运工程标准项目申报工作的通知》中明确将“水运工程应用BIM技术”作为标准项目申报内容之一。

    BIM在公路水运基础建设项目中应用日渐增多，BIM在长江航道整治工程建设中已悄然发力。长江南京以下12.5 m深水航道二期工程中不同阶段的设计工作和项目管理中通过应用BIM技术，高质高效地完成了设计任务和工程项目管理工作。在建的长江下游黑沙洲水道航道整治二期工程、长江下游安庆河段航道整治二期工程，实践应用BIM技术，包括建立BIM施工管控平台，完成施工BIM模型、竣工BIM模型以及施工中各重大节点工期阶段BIM模型的更新及维护，利用平台基于BIM模型进行进度、费用、质量、安全、档案管理和培训等，开启了BIM应用的新阶段。“十三五”长江航道整治重点建设项目从前

    期工作开始大力推广应用BIM技术，例如，长江干线武汉至安庆段6.0米水深航道整治工程工可阶段研究中试点使用BIM技术。特别是长江上游铜鼓滩-宜宾大桥河段航道整治工程前期工作中，四川省交通运输厅交通勘察设计研究院自主研发的BIM设计平台，实现了模型创建、智能三维航线可视化设计、整治建筑物设计、工程量统计和出图等，大幅提高了航道整治工程的设计效率和品质。

    3 BIM在航道整治中应用前景展望

    要应用好BIM，首先要正确理解BIM。BIM是“Building Information Modeling”，BIM不是一个软件，而是一个概念，是利用数字技术进行建设项目决策、设计、施工、运营维护的过程，过程的成果是一个信息丰富的多维项目模型-即BIM是模型和信息的同体，BIM是以三维、实时、动态的形式存在的。应用BIM目的是通过项目生命周期中不同参建方之间的数据互用提供参建方之间更好的沟通和协同，提高效率和质量，起决定因素还是人。所以说，BIM技术的“基础是数据标准，灵魂是信息，核心是信息共享与转换，工具是软件，结果是模型，管理是关键”。

    要应用好BIM，就要正确认识BIM的价值。众所周知，我国传统工程建设行业属于劳动密集型产业，粗放式的管理使工地的劳动力、材料、机械设备的利用都存在着严重的浪费，遭遇到工期拖延、设计变更、造价突破预算等问题。美国行业研究院的研究报告中显示，工程建设行业的非增值工作（即无效工作和浪费）高达57%，制造业这一数字仅为26%，两者相差31%。就内河水运建设来说，十二五期内河水运投资为2470亿元，十三五期内河水运投资将达到3040亿元。我们建设工程的生产效率与发达国家比较还存在不小差距，如果按照美国的研究资料来进行测算，通过技术和管理水平提升可以节约的建设投资将是惊人的。这也是近年来，我国大力推广应用BIM技术，提高项目信息化精细化管理的主要原因。也是我们在长江航道整治工程建设中推广应用BIM的应有之义。

    BIM在航道整治工程中应用前景展望。在项目决策（预可、工可）阶段，通过建立基于BIM的可视化信息模型，进行三维或多维汇报和展示项目建设方案，提高决策参与度和沟通效率，有助于管理层科学决策，做出高质量和有效的决策和行动。在设计（初步设计、施工图设计）阶段，利用BIM软件平台，采用协同工作方式，建立三维信息化设计BIM模型，开展相关专业的性能分析和对比，对设计方案进行优化，可以带来显著的工期和造价改进。在工程施工招标阶段。运用BIM模型进行施工4D模拟或5D模拟等，帮助建设单位或评标专家更科学地评价投标方案的经济技术指标和投标企业的技术水平。在施工阶段，建立基于施工BIM模型的施工管控平台，以分项工程为精细化管控对象，以虚拟施工为技术手段，以参建各方协同工作为沟通方式，进行项目质量、安全、进度、费用、档案等可视化、集成化、协同化、信息化管理，更好的实现工程建设管理目标。在运维阶段，以竣工BIM模型为基础，应用现代科学技术对航道规划、养护、管理等过程进行决策分析，实现航道规划科学化、建养智能化、管理现代化。

    积极拓展“BIM+”应用，实现航道整治工程建设智慧管理。基于BIM技术的项目管理、云计算、大数据、网络通讯技术、3S技术、VR（AR）技术、物联网等开发特点集成为“BIM+”概念。例如，利用BIM+云技术构建工程管理云平台，协同管理，提高项目管理效率。利用BIM立体直观的实景模拟图提高场地布设形象设计，BIM+可视化技术+移动技术+智能穿戴实现整个施工现场人员、设备、机械的时时监控。利用BIM+VR（AR）建立周围场景、结构构件及机械设备等的三维模型，对施工方案进行模拟优化，对施工人员进行3D动画交底，提高工程质量预控能力；利用VR工地安全体验馆，“亲历”施工过程中可能发生的各种危险场景，并掌握相应的防范知识及应急措施，提高安全监理水平。利用物联网技术、施工船舶上安装专业雷达、船舶AIS系统及红外对射感应设备，实时显示周边船舶运行情况，提高了施工现场安全管理水平。等等

    用什么来检验BIM应用效果？用BIM的八个特点来检验BIM真伪，也许能帮助我们更好地保护自身的利益。一是信息完备性。除了对工程对象进行3D几何信息和拓扑关系的描述，还包括完整的工程信息、设计信息、施工信息、维护信息以及对象之间的工程逻辑关系等。二是信息关联性。信息模型中的对象是可识别且相互关联的，系统能够对模型的信息进行统计和分析，并生成相应的图形和文档。三是信息一致性。在建筑生命期的不同阶段模型信息是一致的，同一信息无需重复输入，而且信息模型能够自动演化，模型对象在不同阶段可以简单地进行修改和扩展而无需重新创建，避免了信息不一致的错误。四是可视化。项目设计、建造、运营整个过中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行。五是协调性。能帮多方高效协调解决建设过程中的问题。六是模拟性。能支持各种各样的模拟，而且是和工程建筑物的变化完全一致的模拟。七是优化性。在BIM的基础上可以做更好地优化、时时地优化。八是

    可出图性。BIM一定是满足工程建设管理的各类模型和图纸。要强调的是，BIM本身不是建设单位的目标，BIM只是帮助建设单位实现自身目标的工具和手段，建设单位的BIM应用不是要给建设单位团队增加额外的工作量（学习阶段除外），而是实现工程项目投资策划、勘察设计、施工、运营维护各阶段基于BIM标准的信息传递、信息共享和协同工作，满足工程建设不同阶段对安全质量管控和工程进度、投资控制的需求，从而大大增加项目的可控性、减少错误、缩短工期、控制造价、提高工作效率和工程质量。

    4 航道整治工程中推广应用BIM的建议

    （1）大力推广宣传，给予政策扶持。BIM的发展和完善不是能等来的，是需要靠不断的研究和实践去实现的。要大力宣传BIM理念、意义、价值，通过把BIM应用作为工程招投标的必要条件，引导设计、施工、监理、试验检测等单位积极应用BIM技术；通过给予应用BIM的参建单位在资金奖励、工程创优评优、职称评聘等方面进行政策扶持，支持参建单位从功能性应用，逐步发展到项目级应用，最后达到企业级应用。

    （2） 组建自己的BIM团队，加强培训教育。要应用好BIM，真正发挥好BIM价值，必须由具有BIM专业知识、懂业务、会管理的人员组建BIM专业队伍。同时，加强对项目建设管理人员和技术人员关于BIM应用的相关培训，在职称评定及晋级等方面给予政策倾斜，实现BIM应用全员普及，做到领导能懂、中层能用、基层能做，并将BIM融入项目管理日常，运用BIM系统对航道整治工程建设管理的组织形态、岗位职责、工作流程进行再造和优化，从传统建设过程中被动“遇到问题，解决问题” 转变到主动“发现问题，解决问题”，实现从项目的某个的阶段应用达到项目全寿命周期的使用，以及整个单位建设管理的BIM工作流程，才能真正实现BIM的价值。

    （3）顶层设计，做好BIM规划。BIM起源于建筑领域，现有的BIM标准基本上都是面向民用建筑领域，航道整治工程有自己的工程特点和管理模式，必须结合航道整治工程建设实际，做好顶层设计，無论单个项目的某阶段或整个项目或者是整个单位的BIM应用，都应制定BIM应用规划或项目BIM应用技术要求指南，甚至要对项目或单位启动全过程的软件类型、数据接口、信息规范等细节严格规定，才能实现信息的无缝交换和真正协同。

    参考文献：

    [1]何关培. 那个叫BIM的东西究竟是什么[M]. 中国建筑工业出版社， 2012.

    [2]何关培. 那个叫BIM的东西究竟是什么.2[M]. 中国建筑工业出版社， 2012.

    [3]张建平. BIM技术的研究与应用[J]. 施工技术， 2011（2）.

    [4]袁立莎. BIM技术在航道整治工程中的应用研究[J]. 港工技术， 2016， 53（4）：20-24.

    [5]常坤， 伊青， 贺凯，等. BIM技术在航道整治施工中的应用分析[J]. 中国水运月刊， 2016， 16（12）：193-194.