BIM开启云南交通建设新征程——云南省交通规划设计研究院有限公司研发推广与应用BIM侧记

 
白水塘立交三维模型效果图

2018年12月27日，云南省交通规划设计研究院有限公司举行“公路工程BIM总体设计子系统V1.0”发布会。“公路工程BIM总体设计子系统V1.0”依托于云南省交通规划设计研究院有限公司自主研发的平台，经过两年多的攻关，最终完成，现在公司内部发布使用。该系统实现了在综合考虑建设规模和设计标准的前提下，对方案拟定、设计构思和各专业间协调等方面的全三维可视化综合设计，既能满足传统公路工程可研阶段的设计，又能实现建筑信息模型(BIM)的构建，为下一步高效、准确地开展国土空间利用规划工作打下了坚实基础。

BIM起源于20世纪末的美国。BIM(Building Information Modeling)技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性等特点。

近几年，我国的BIM技术逐渐由建筑行业延伸到交通运输行业，2016年BIM被交通运输部列为十大重大技术方向和技术政策之首。在国家和行业倡导互联网+智慧交通大战略的背景下，云南省交通规划设计研究院有限公司(以下简称“设计院公司”)抓住契机，利用好BIM技术，从公路、桥梁、隧道等工程的“规划、设计、施工、运营、维护”全生命周期开展BIM技术研发和推广工作，让这项技术更好地为交通运输行业发展服务，从而开启云南交通建设新征程，为企业的升级和转型奠定了坚实的基础。

建BIM中心助力交通基础设施建设

“十三五”时期，是云南跨越发展的关键阶段，是全面启动交通基础设施建设5年大会战的重要时期。云南省要建成面向南亚东南亚辐射中心，并主动融入和服务“一带一路”、“长江经济带”等国家战略，要求交通基础设施继续保持一定投资规模和建设速度，不断增强交通运输总体供给能力，加快完善出省出境大通道建设，提高与周边国家及相邻省份的互联互通水平，进一步巩固和提升云南的交通区位优势。

而云南及西部高原山区由于所特有的复杂地形、地质等自然条件，加上经济条件的相对滞后、交通基础设施建管养技术和管理水平相对薄弱，安全防护设施不完善，交通智能化、信息化发展滞后，在面对国家战略和交通区位优势的机遇和挑战面前，迫切需要借助BIM和相关的新一代信息技术与公路交通基础设施建管养的有机融合，进而促进交通基础设施的提质增效升级。

设计院公司在2015年就BIM技术应用在国内进行了大量调研工作，并于2016年4月正式成立技术研发部，作为实现技术研究、软件系统研发、研发成果转化的主体；2017年11月，设计院公司被交通运输部认定为建筑信息模型(BIM)技术运用交通运输行业研发中心的依托单位。至此，设计院公司开始进行全面、自主研发，所研发的公路工程BIM系统贯穿了公路工程设计、施工、运维全生命周期的一体化管理。研发中心共设2个研发基地，分别依托设计院公司技术研发部和上海同豪土木工程咨询有限公司，负责承担本领域重大科技项目的研发、成果验证，以及工程化应用、产业化推广。

 
桥梁子系统

研发中心目前共有130余人，平均年龄31岁，是一支年龄结构合理、具有持续研发创新能力的科研团队。这个团队拥有一支复合型人才队伍，研发人员普遍具有土木工程或信息技术专业背景，或二者同时兼顾，平均从事本行业内软件技术开发时间5年以上。他们知识互补，工程技术人员主要从事公路方向的路线、路基、路面、桥梁、隧道等专业；信息技术人员主要从事计算机软件研发；还有一部分工程技术人员主持或参与过设计院公司CAD时代的公路专业应用软件研发，其成果对公司的技术创新和生产效率的提升做出重大贡献，具有丰富的实战经验。同时，研发中心建立了长期的研发咨询工作机制，根据需要在研发过程中不定期地聘请丰富经验的专家进入研发团队协同工作，对系统建设的高质量、前瞻性和普适性提供保障。研发中心还与同济大学、上海交通大学等高校或科研院所建立长期的战略合作伙伴关系，与它们一起进行相应科研专题的联合攻关。

未来，研发中心将成为设计院公司又一科技研发人才的培养基地，在科研项目、科研设施、科研团队、国际交流与合作等方面为优秀人才脱颖而出创造优良条件。通过一流的科研项目，吸引全国乃至世界一流的交通科技人才，实现人才资源的结构优化，为设计院公司的发展壮大夯实基础。

BIM研发中心各阶段建设目标       短期建设目标

3年内，BIM研发中心将完成软件系统研发技术平台建设和工程化推广应用基地建设，形成开放共享、协同创新的研发管理机制和BIM技术工程推广应用机制。力争一批与BIM技术相关的信息共享与协同工作平台、BIM专业工作软件或系统、BIM技术标准等重大研发成果应用到云南省及西部高原山区的公路交通基础设施的规划、设计、施工、运营、维护等建管养全寿命周期内，并且初步形成产学研用一体化的技术发展模式和人才培养模式。同时力争将一批研发成果初步辐射应用到南亚东南亚等周边国家及相邻省份的互联互通大形势下的出境及跨境大通道的公路交通基础设施建设过程中，积极为公路交通行业的BIM技术应用提供服务和支撑。

 
隧道子系统

在研发中心建设和项目研发过程中，培养和锻炼一批优秀的技术研究人才、软件系统研发专业技能人才和科研创新英才，争取涌现出一批交通行业信息化杰出领军人物，为云南省及山区公路交通基础设施BIM及信息化的科技发展提供强有力的人才保障和智力支持。

中长期建设目标

长远考虑，BIM研发中心将形成公路交通基础设施全寿命期开放共享协同工作平台、BIM专业应用软件系统、BIM与信息技术融合、BIM与智慧基础设施等领域重大技术和软件系统的综合与集成研发能力，并在若干重大关键技术方面实现重大突破，促进BIM以及相关新兴信息技术在交通基础设施建管养一体化领域的广泛应用；形成融合BIM技术及交通基础设施信息化、自动化、智能化等在内的技术平台研发、应用软件开发、服务平台建设、人才梯队建设、研发设施共享等一体的、特色鲜明的高新技术协同创新中心、成果转化与推广应用中心和高层次人才培养中心。

BIM为交通行业创造价值

BIM技术不断渗透到交通行业工程中，势必将改变交通运输未来的发展模式，为交通运输的发展创造更大的价值。

为此，设计院公司主动谋划，树立企业品牌，将BIM技术作为企业核心竞争力和营销的重要手段，建立以BIM技术为基础的设计平台，提高生产效率及设计质量；建立和组织有效的三维协同设计工作模式、管理流程和BIM标准；拓展BIM在交通工程规划、施工与运营阶段的市场和应用。BIM技术应用研发中心将重点完成四大任务为交通行业创造价值。

一是交通基础设施全生命期开放的信息共享与协同工作平台的开发和集成应用。

通过对交通基础设施建管养一体化信息共享和协同工作机制的深入研究，研发覆盖全专业、全生命周期的协同工作软件系统，通过对接企业管理和行业管理平台，形成大数据积累，并最终在项目层面、企业层面、行业层面推广应用，实现行业内的全面数字化信息化管理。

二是全寿命周期BIM建模、数据存储标准及应用。

交通基础设施的全息三维数字化模型是实现建管养一体化应用的核心和载体，BIM建模即是要充分利用交通基础设施的专业特性，基于复杂地形、地质的BIM模型，实现参数化、自动化、智能化的交通设施对象模型的快速智能生成，针对施工、运维阶段的应用需求，细划模型转存粒度，并附加相关工程属性，从而实现模型全生命周期的无缝演变，并以此为基础，结合实际应用与反馈，研究并建立公路工程各专业对象在建、管、养各阶段的BIM数据结构和BIM应用标准，不断迭代完善，形成适用于全行业的数据标准和应用规范。

三是BIM与现代信息技术融合研究和开发。

交通基础设施从设计到施工和运维的整个过程流程复杂，学科广泛交叉，通过合理嫁接和融合现有成熟的信息技术，实现远程可视化的专家咨询、方案评审、专家会商；桥隧等重大结构的健康监测与评估等，并向行业内的相关方提供开放性服务，提高全行业的建、管、养水平。

四是BIM与智慧交通基础设施的研发。

以全息BIM模型为基础，辅以各类信息数据库，知识库和智能分析系统，综合利用CAE、云计算等技术，实现工程结构方案的智能优化、重大桥隧结构的智慧化施工控制、公路工程智慧化管养决策等，全面提升交通基础设施的智慧。

BIM挥剑路桥隧      前期探索

道路、桥梁、隧道的建设，基于BIM技术的施工信息管理平台，能够做到工程、设备、材料、人员的协同管理，实现安全、质量、进度的联动管理，是工程管理可视化、智能化、信息化、精细化高级管理模式的体现。施工BIM模型同时还包含构件的建造信息属性、工程量清单、成本分析、工程进度管理等功能，能够提高各部门工作效率，解决复杂工程技术及管理难题。

BIM技术研发中心结合交通运输部指导意见，采用“整体规划、按大里程碑计划分阶段实施、细化小里程碑迭代式递进”的组织管理方法和控制思路。制定了研发-应用-推广的时间表，促成项目团队的研发工作与公司实际生产工作密切结合，充分利用内部技术资源和专家智慧，通过试点实践应用、研发迭代改进，持续性研发而形成一个既切合行业需要又引领行业趋势的公路工程BIM设计系统，推进行业的技术革新和进步。

2016年，研发中心以常规桥梁(装配式预制梁桥)为突破口，以自主开发“公路工程协同设计集成平台”作为载体，为了达到今后公司设计生产标准化、自动化、智能化、信息化的长远目的，经过一年的努力攻坚，成功研发出“常规桥梁设计子系统”(CDIP1.0)，并于当年12月在公司生产部门推广使用。该系统能完成基于通用图的装配式预制梁桥的标准化、智能化设计工作，成果准确，运行稳定，操作简便，效率较高，实现了全项目环境下的三维方案设计。常规桥梁设计子系统(CDIP1.0)具有较强的先进性，它的研发成功为后续大规模公路BIM系统开发在3D图形引擎、GIS、智能设计等方面做了充足的技术储备和人才储备。

取得成绩

2017年起，BIM研发中心启动了一期工程“公路工程BIM设计系统的技术研究、软件系统研发与推广应用”的项目研究工作。“公路工程BIM设计系统”是针对公路工程设计全周期，基于GIS和互联网等技术提供的一整套全流程、全专业的数字化、信息化、智能化的公路工程设计与管理的集成式解决方案。项目旨在深入研究公路工程基于BIM的数字化、自动化、智能化设计技术以及BIM技术和软件系统在云南省实际公路工程项目中的实施应用。重点挖掘公路工程各领域在设计各阶段的设计、绘图、三维展示及模拟、可视化沟通、协同工作、项目管理等方面对数字化和信息化方面的需求。

公路工程BIM设计系统共包含5大平台、8大子系统。研发中心以“召(夸)泸(西)高速公路”项目为依托，开展了公路工程BIM设计系统总体、路基路面、桥梁、隧道、涵洞、交安设施、造价等参数化、正向设计子系统及项目管理子系统的功能及特点的研发工作。

目前，施工、运维BIM团队已完成行业需求的探索,解决了方案的确定、系统框架的搭建等工作，转入依托项目的实施。研发中心对李仙江特大桥、齐云隧道、召夸至泸西高速公路全线的建模工作，可对工程项目的施工进度、施工质量、施工安全、施工计量等过程实时监控，通过工程量分析、碰撞检测、工艺模拟、场地模拟等BIM技术的应用，以数字化、信息化和可视化的方式提升项目建设水平，做到精细化管理。不仅可提高工程施工质量、节约工期和成本，还可更好地开展该工程的项目管理，达到项目设定的安全、质量、工期、投资等各项管理目标。输出各加工清单、工艺路径设定等，可用来组织生产，配合自动化加工设备甚至能实现自动下料、数控切割及自动化焊接等。

与传统方法相比，应用BIM技术后，工程方案品质得到大幅提升，有助于设计人员和参与建设方快速直观理解项目，有效地减少差错遗漏；BIM模型的直观和多信息有利于方案比选和优化；基于BIM模型可进行多种相关分析与评价，有助于管理和优化决策。

BIM用数字化三维模型表示真实世界中的交通构件，对于传统设计用二维图来表示交通对象的方法而言，BIM将给交通行业带来一次变革，而在这次变革中，设计院公司将积极引领技术潮流，主动作为，为交通运输行业补充新能量，助力交通行业的新发展。