話(huà)題
雷聲大雨點(diǎn)小?
王建偉
博士,教授,博士生導(dǎo)師,長(zhǎng)安大學(xué)交通BIM研究中心主任,享受?chē)?guó)務(wù)院政府特殊津貼;兼任《中國(guó)公路學(xué)報(bào)》編委,《長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)》(社會(huì)科學(xué)版)編委,國(guó)家客運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)專(zhuān)家組成員、交通運(yùn)輸部多式聯(lián)運(yùn)專(zhuān)家委員會(huì)成員,以及中國(guó)交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)青年工作者委員會(huì)副主任委員、陜西省經(jīng)濟(jì)學(xué)會(huì)常務(wù)理事等職務(wù)。
背景
BIM技術(shù)近年來(lái)在建筑行業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭迅猛,隨著其不斷升溫,公路建設(shè)領(lǐng)域也刮起了一股BIM技術(shù)的旋風(fēng)。
2016年7月20日,交通運(yùn)輸部印發(fā)《關(guān)于實(shí)施綠色公路建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》。鼓勵(lì)應(yīng)用建筑信息模型(BIM)新技術(shù),營(yíng)造綠色公路建設(shè)市場(chǎng)發(fā)展環(huán)境。2017年1月13日,交通部印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)公路水運(yùn)工程應(yīng)用BIM技術(shù)的指導(dǎo)意見(jiàn)》。2017年1月22日,交通運(yùn)輸部印發(fā)《推進(jìn)智慧交通發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2017—2020年)》。
頻繁出臺(tái)的《意見(jiàn)》足以看出交通運(yùn)輸管理部門(mén)對(duì)BIM技術(shù)的重視,在下游的設(shè)計(jì)與施工單位,該技術(shù)也引起了廣泛的爭(zhēng)論,有人認(rèn)為它是施工領(lǐng)域的未來(lái),有人則認(rèn)為它的推廣應(yīng)用只是雷聲大雨點(diǎn)小,本期解讀我們也談?wù)凚IM。
要說(shuō)近幾年國(guó)內(nèi)在施工領(lǐng)域什么話(huà)題最火,非BIM技術(shù)莫屬,雖然使用者對(duì)這項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際操作中的表現(xiàn)褒貶不一,但有一個(gè)觀點(diǎn)是大家一致認(rèn)可的,即BIM是大勢(shì)所趨,將引領(lǐng)建筑施工走向數(shù)字化的更高層次。
2017年,一些發(fā)達(dá)地區(qū)如上海、北京、廣東省都推出了自己的標(biāo)準(zhǔn)和推行辦法,特別是上海,去年就下發(fā)了《關(guān)于在本市開(kāi)展建筑信息模型技術(shù)應(yīng)用試點(diǎn)工作的通知》,強(qiáng)調(diào)六大重點(diǎn)功能區(qū)從2017年開(kāi)始必須運(yùn)用BIM。政策出臺(tái)、商機(jī)即來(lái),一時(shí)之間所有人都認(rèn)為BIM是趨勢(shì),是建筑行業(yè)的未來(lái),是智慧化城市發(fā)展不可或缺的重要環(huán)節(jié)和工具,各類(lèi)BIM網(wǎng)站、BIM咨詢(xún)公司、BIM資格考試、BIM軟件公司紛至沓來(lái)。
其實(shí)BIM技術(shù)從概念雛形發(fā)展至今已經(jīng)將近40年了,但被應(yīng)用于商業(yè)產(chǎn)品中,是2002年創(chuàng)立Revit軟件的公司被Autodest公司收購(gòu)之后。大概也是從那時(shí)起,BIM技術(shù)逐漸被國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)行業(yè)所接觸,并得到了持續(xù)的關(guān)注。近年來(lái),BIM在建筑設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越深入,也越來(lái)越多,鐵路設(shè)計(jì)行業(yè)也進(jìn)行了積極的嘗試,但在公路行業(yè),BIM技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用起步較晚,也不夠深入,只在數(shù)個(gè)國(guó)家級(jí)工程中有過(guò)應(yīng)用,在中小型工程中仍難覓其宗。
隨著國(guó)家大力推進(jìn)BIM的實(shí)踐應(yīng)用,BIM在公路水運(yùn)基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目中的價(jià)值逐漸顯現(xiàn),反觀國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的BIM應(yīng)用也日漸增多,例如渝黔鐵路新線白沙沱長(zhǎng)江特大橋、濟(jì)南黃河公鐵兩用橋、舟山跨海大橋、肇慶閱江大橋、港珠澳大橋等都運(yùn)用BIM技術(shù)為項(xiàng)目保駕護(hù)航。港珠澳大橋等只是我國(guó)橋梁BIM應(yīng)用發(fā)展的一個(gè)縮影,可以看到,隨著B(niǎo)IM的發(fā)展,它已滲透到工程行業(yè)的不同領(lǐng)域,BIM技術(shù)已經(jīng)落地,BIM在中國(guó)公路和橋梁建設(shè)中已悄然發(fā)力,逐漸滲透到工程設(shè)計(jì)與施工中的各個(gè)階段。
以下我們來(lái)看看目前BIM技術(shù)在公路設(shè)計(jì)與施工各階段的應(yīng)用。
圖1 舟山跨海大橋
(1)規(guī)劃階段
建筑信息模型(BIM)流程,有助于縮短設(shè)計(jì)、分折和變更的時(shí)間。最終可以評(píng)估更多假設(shè)條件,優(yōu)化項(xiàng)目性能。
傳統(tǒng)的場(chǎng)地分析存在諸如定量分析不足、主觀因素過(guò)重、大量數(shù)據(jù)信息無(wú)法處理等弊端,而B(niǎo)IM結(jié)合地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,簡(jiǎn)稱(chēng)GIS)對(duì)場(chǎng)地及擬建的工程項(xiàng)目進(jìn)行建模,通過(guò)BIM及GIS的強(qiáng)大功能,迅速得出科學(xué)的分析結(jié)果,幫助項(xiàng)目在規(guī)劃階段評(píng)估場(chǎng)地的使用條件和特點(diǎn),從而做出最理想的場(chǎng)地規(guī)劃、交通流線組織關(guān)系、建筑布局等關(guān)鍵決策。
(2)勘測(cè)階段
近年來(lái),國(guó)內(nèi)外學(xué)者陸續(xù)將BIM及GIS、GPS引入到公路勘測(cè)中,這些技術(shù)可以自動(dòng)完成許多耗費(fèi)時(shí)間的任務(wù),有助于簡(jiǎn)化項(xiàng)目工作流程。使用BIM可以在一致的軟件環(huán)境中完成所有任務(wù),包括直接導(dǎo)入原始勘測(cè)數(shù)據(jù)、最小二乘法平差、編輯勘測(cè)資料、自動(dòng)創(chuàng)建勘測(cè)圖形和曲面;能夠以等高線或三角形的形式來(lái)展現(xiàn)曲面,并創(chuàng)建有效的高程和坡面分析;還可將曲面作為參考,創(chuàng)建與源數(shù)據(jù)保持動(dòng)態(tài)關(guān)系的智能對(duì)象;同時(shí)將任何坡型生成曲面模型。
圖2 道路建模設(shè)計(jì)
(3)設(shè)計(jì)階段
道路建模。BIM可以幫助我們更高效地設(shè)計(jì)工程模型,例如創(chuàng)建動(dòng)態(tài)更新的交互式平面交叉路口模型;利用內(nèi)置的部件和常用設(shè)計(jì)規(guī)范即可快速地設(shè)計(jì)環(huán)島,包括交通標(biāo)識(shí)和路面標(biāo)線等。由于施工圖和標(biāo)注將始終處于最新?tīng)顟B(tài),可使設(shè)計(jì)者集中精力優(yōu)化設(shè)計(jì)。
工程計(jì)算與分析。利用復(fù)合體積算法或平均斷面算法,更快速地計(jì)算現(xiàn)有曲面和設(shè)計(jì)曲面之間的土方量。使用生成的土方調(diào)配圖表,分析適合的挖填距離、要移動(dòng)的土方數(shù)量及移動(dòng)方向,確定取土坑和棄土堆的可能位置。從道路模型中可以提取工程材料數(shù)量,進(jìn)行項(xiàng)目成本分析。
自動(dòng)生成施工平面圖。自動(dòng)生成標(biāo)注完整的橫斷面圖、縱斷面圖和土方施工圖等。使用外部參考和數(shù)據(jù)快捷鍵可生成多個(gè)草圖,利用與模型中相同的圖例生成施工圖紙。
輕松處理變更與評(píng)審。因?yàn)閿?shù)據(jù)直接來(lái)自模型,所以報(bào)告可以輕松進(jìn)行更新,迅速響應(yīng)設(shè)計(jì)變更。如今的工程設(shè)計(jì)流程較之前更為復(fù)雜,設(shè)計(jì)評(píng)審?fù)ǔI婕暗椒荂AD使用者但又是對(duì)項(xiàng)目非常重要的團(tuán)隊(duì)成員,BIM利用更直觀的方式讓整個(gè)團(tuán)隊(duì)的人員參與設(shè)計(jì)評(píng)審。
多領(lǐng)域協(xié)作。道路工程師可以將縱斷面、路線和曲面等信息直接傳送給結(jié)構(gòu)工程師,以便其在軟件中設(shè)計(jì)橋梁、箱形涵洞和其他交通結(jié)構(gòu)物。
可持續(xù)環(huán)保設(shè)計(jì),提供高質(zhì)量圖紙。工程師可以根據(jù)可靠的場(chǎng)地現(xiàn)狀模型和設(shè)計(jì)約束來(lái)評(píng)估設(shè)計(jì)方案,推出更具創(chuàng)新性的環(huán)保設(shè)計(jì),幫助客戶(hù)達(dá)到公認(rèn)的可持續(xù)發(fā)展。通過(guò)模型與文檔之間的智能關(guān)聯(lián),無(wú)論是否發(fā)生變更,交付高質(zhì)量的設(shè)計(jì)和施工圖紙?zhí)岣吡藞D紙的一致性。
(4)施工階段
基于BIM的碰撞檢測(cè)與施工模擬進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件及管線綜合的碰撞檢測(cè)和分析,對(duì)項(xiàng)目整個(gè)建造過(guò)程或重要環(huán)節(jié)及工藝進(jìn)行模擬,提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中可能存在的問(wèn)題,減少施工中的設(shè)計(jì)變更,優(yōu)化施工方案和資源配置。
(5)運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)階段
多年來(lái),研究學(xué)者陸續(xù)將BIM技術(shù)及GIS技術(shù)引入到公路信息化管理,在公路建設(shè)、路政執(zhí)法和資產(chǎn)管理方面取得了較好的效果。美國(guó)聯(lián)邦公路局將GPS、GIS及多媒體視頻等技術(shù)應(yīng)用到公路資產(chǎn)管理,實(shí)現(xiàn)迅速定位查看損壞的公路資產(chǎn),有效地保證了道路的安全性。
圖3 工程量統(tǒng)計(jì)
用戶(hù)平臺(tái)協(xié)作困難
盡管BIM技術(shù)為項(xiàng)目各參與方的協(xié)同工作提供了平臺(tái),但是在實(shí)際項(xiàng)目中,所有參與方對(duì)BIM模型共享程度的商議與達(dá)成一致是影響B(tài)IM應(yīng)用的重要因素。如果項(xiàng)目各參與方選擇不同的BIM軟件工具進(jìn)行BIM建模,不同的軟件環(huán)境將使信息模型的交換產(chǎn)生困難,不同的BIM模型也很難整合到統(tǒng)一的軟件環(huán)境中。
BIM集成管理不足
BIM的精髓在于將信息貫穿項(xiàng)目的整個(gè)壽命期,對(duì)項(xiàng)目的建造以及后期運(yùn)營(yíng)管理綜合集成意義重大。目前BIM在中國(guó)的應(yīng)用基本依賴(lài)于個(gè)別復(fù)雜項(xiàng)目或某些業(yè)主的特殊需求,要充分發(fā)揮BIM信息全壽命周期集成優(yōu)勢(shì)、實(shí)現(xiàn)BIM全生命周期的集成管理,還需要做很多工作。
BIM軟件的挑戰(zhàn)
目前市場(chǎng)上的BIM軟件紛繁復(fù)雜,不僅BIM核心建模軟件多種多樣,與之具有互用性的行業(yè)軟件也種類(lèi)繁多。選擇合適的軟件對(duì)于初步嘗試BIM應(yīng)用的建筑企業(yè)并不是一件易事,而且軟件的價(jià)格不菲,如果自行開(kāi)發(fā)BIM軟件需要大量的人力、物力及時(shí)間投入,收益的不確定性往往讓許多企業(yè)望而卻步。
通過(guò)與一些設(shè)計(jì)院、咨詢(xún)單位、施工企業(yè)及軟件公司進(jìn)行交流,我們發(fā)現(xiàn)運(yùn)用BIM給企業(yè)帶來(lái)的實(shí)際價(jià)值并沒(méi)有外面?zhèn)餮缘哪敲创?,許多BIM運(yùn)用成為了企業(yè)運(yùn)作的負(fù)擔(dān),是用之無(wú)味、棄之可惜的雞肋,加之現(xiàn)在市場(chǎng)上關(guān)于BIM的組織機(jī)構(gòu)越來(lái)越多,BIM項(xiàng)目也是越來(lái)越多地走向了價(jià)格戰(zhàn)、關(guān)系戰(zhàn),前期期待BIM帶來(lái)巨大的價(jià)值和功能并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。
BIM的好處毋庸置疑,但純靠技術(shù)優(yōu)勢(shì)往往無(wú)法將其與現(xiàn)有的工作流程和實(shí)踐結(jié)合起來(lái),現(xiàn)在的施工行業(yè)仍較碎片化,應(yīng)用BIM就需要集成和整合好上述兩方面。而解決這兩方面的問(wèn)題,不單單是技術(shù)問(wèn)題,還有人為因素(比如市場(chǎng)氛圍)甚至是文化因素。當(dāng)下,BIM技術(shù)與公路施工的碰撞已無(wú)法避免,終究會(huì)擦出怎樣的火花,是“雷聲大雨點(diǎn)小”?還是能為公路施工點(diǎn)亮另一條前行之路?我們認(rèn)為還應(yīng)該讓它多“飛”一會(huì)兒。