闕基翔 周亮

摘 要：BIM技術(shù)是21世紀信息化發(fā)展的產(chǎn)物，因其獨特優(yōu)勢，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)。長江航道“數(shù)字變革”順應(yīng)了時代發(fā)展要求，如果融合BIM技術(shù)，那么其優(yōu)勢將進一步彰顯。本文主要思考了BIM技術(shù)在數(shù)字航道系統(tǒng)中水深底圖上應(yīng)用，力爭實現(xiàn)對數(shù)字航道動態(tài)監(jiān)測的可視化運用，進一步提升數(shù)字航道動態(tài)監(jiān)測的應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);數(shù)字航道;應(yīng)用

中圖分類號：U675.7? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2021）05-0061-02

數(shù)字航道建設(shè)與應(yīng)用是長江航道現(xiàn)代化、信息化、智能化發(fā)展史上里程碑式偉大工程。目前，它的硬件設(shè)施不斷完善，軟件系統(tǒng)相繼完成研發(fā)并投入使用，數(shù)字航道專業(yè)人才隊伍正在壯大，正在朝著“遠程看、坐著管、走著用”的目標奮進。2020年8月6日，交通運輸部印發(fā)《關(guān)于推動交通運輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》，對創(chuàng)建智慧航道和加快完善BIM標準規(guī)范提出了具體要求。因此，積極探索BIM技術(shù)在數(shù)字航道上的應(yīng)用也成了加快推進智慧航道建設(shè)的重要舉措。

1 BIM技術(shù)概述

1.1 BIM基本介紹

BIM（building information modeling），簡稱建筑信息模型，是以建筑工程項目的各項相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，建立可視化三維模型，從而實現(xiàn)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息功能。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性等諸多特點。20世紀初，我國開始引入BIM系統(tǒng)概念，隨著國家不斷重視和各行各業(yè)不斷實踐應(yīng)用，BIM技術(shù)在這十多年的發(fā)展里，已經(jīng)從認知理解、概念普及進入到深度應(yīng)用的階段。

1.2 BIM技術(shù)優(yōu)勢

BIM技術(shù)區(qū)別于普通的建筑繪圖軟件或者某些3D建模程序， 它的技術(shù)核心是實現(xiàn)數(shù)字化建模，最大的特點是建筑工程模型內(nèi)儲存的大量信息。傳統(tǒng)的建筑工程繪圖技術(shù)多以記錄點、線、面、體等幾何元素信息，但BIM技術(shù)透過參數(shù)化的塑模過程。它將數(shù)字化信息數(shù)據(jù)構(gòu)成參數(shù)組件，通過將這些參數(shù)組件里的基本幾何元素信息和其他如材質(zhì)、成本、使用年限等信息融合，使得應(yīng)用了BIM技術(shù)的工程項目成為了一個可視化變化的過程，因此在很多領(lǐng)域內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。

雖然BIM技術(shù)在前期規(guī)劃和設(shè)計階段會增加工作成本，但到了實施階段和建設(shè)管理階段，就會因為其強大的信息儲存功能和自動化的圖文產(chǎn)出而減少大量的人力與時間成本。此外，如果項目中途發(fā)生變更設(shè)計，BIM技術(shù)可以以前期工作為基礎(chǔ)解決后期因為變更設(shè)計帶來的高成本，讓整個項目過程更加接近最佳的成本效益，從而全面優(yōu)化工程質(zhì)量、成本、進度和安全等方面的管理。

2 數(shù)字航道水深底圖現(xiàn)狀分析

2.1長江電子航道圖系統(tǒng)

長江電子航道圖是通過計算機、地理信息技術(shù)，直觀地展現(xiàn)長江航道兩岸地物要素的標準化、數(shù)字化專題地圖。它是嚴格按照《長江電子航道圖制作規(guī)范》（JT/T765）進行數(shù)據(jù)的采集、處理和更新。

長江電子航道圖由生產(chǎn)編輯系統(tǒng)、公共服務(wù)平臺和應(yīng)用系統(tǒng)組成。其中，生產(chǎn)編輯系統(tǒng)以空間地理信息數(shù)據(jù)庫為核心，整合了長江全線航標、水深、礙航物等航道基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，使長江電子航道圖數(shù)據(jù)實現(xiàn)快速更新;公共服務(wù)平臺采用Web Service等開放式標準協(xié)議，按照面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）的理念，將長江電子航道圖的數(shù)據(jù)制作方、數(shù)據(jù)使用方和數(shù)據(jù)管理方集成于一體，通過網(wǎng)絡(luò)向管理單位、航運企業(yè)和社會公眾提供長江電子航道圖的服務(wù)、更新與運行管理;應(yīng)用系統(tǒng)主要指為長江航行船舶量身打造的一套終端軟、硬件系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過與GPS系統(tǒng)、AIS系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)等多系統(tǒng)相融合，為船舶用戶提供形象、直觀、高效、精確的導(dǎo)航、助航功能和便捷的通信功能。

2.2數(shù)字航道水深底圖

數(shù)字航道水深底圖是動態(tài)監(jiān)控平臺的基礎(chǔ)組成部分，是實現(xiàn)航標、水深、整治建筑物、船舶等基本信息顯示的二維地圖。它的數(shù)據(jù)采集、處理和更新主要是來源于長江電子航道圖，通過內(nèi)部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及疊加的形式適時更新底圖。與長江電子航道圖不同的是，數(shù)字航道底圖上顯示的航標、水深、礙航物等航道基礎(chǔ)信息采用的是獨立圖標，加之數(shù)字航道系統(tǒng)具有定位功能，并且是一個適時動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可以說數(shù)字航道系統(tǒng)是長江電子航道圖的發(fā)展和深化應(yīng)用。

長江電子航道圖是長江航道信息化建設(shè)的基石，也是“智能航道”和“數(shù)字航道”的核心和關(guān)鍵，對全面升級航道的公共服務(wù)水平和能力，促進航運管理模式的轉(zhuǎn)型具有重要的作用和意義。

3 BIM技術(shù)在數(shù)字航道水深底圖上應(yīng)用的思考

3.1整體設(shè)計思路

BIM技術(shù)在數(shù)字航道動態(tài)監(jiān)測平臺上的應(yīng)用主要分為以下三個階段：

第一階段：根據(jù)航道各資源要素建立可視化三維模型。以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，整合運用Civil3D、Infraworks等軟件和二次開發(fā)對航道航標、地形、水深等多種數(shù)據(jù)資源進行融合，通過特定的建模過程形成具有可視化的航道地理三維模型（如圖所示）。上述模型既可以解決傳統(tǒng)CAD制圖技術(shù)的不足，又可以改變當前數(shù)字航道動態(tài)監(jiān)測平臺二維顯示的現(xiàn)狀，更直觀地反映某一航道特點條件下的情況。

第二階段：建立強大的航道信息云數(shù)據(jù)共享平臺。結(jié)合計算機技術(shù)和無人測量技術(shù)實現(xiàn)航道數(shù)據(jù)的自動采集、智能融合，并將歷年來的水文、流量、測圖、航標配布等資料與航道模型構(gòu)件進行關(guān)聯(lián)，構(gòu)建數(shù)字航道系統(tǒng)和BIM數(shù)據(jù)云平臺，實現(xiàn)查詢或自動匯總?cè)我鈺r間點的模型狀態(tài)，形成在任意水位下的航道三維模型數(shù)據(jù)云集。

第三階段：實現(xiàn)航道綜合信息三維動態(tài)監(jiān)測。進一步融合數(shù)字航道動態(tài)監(jiān)測平臺和過往船舶AIS系統(tǒng)，以自動水位站適時輸出水位為依據(jù)，通過航道信息云數(shù)據(jù)共享平臺集中處理，在數(shù)字航道動態(tài)監(jiān)控平臺顯示當前水位下航道模擬情況，實現(xiàn)對轄區(qū)航道航標、水位及航行船舶三維動態(tài)監(jiān)測，從而達到真正意義上的可視化動態(tài)監(jiān)測目標。

3.2應(yīng)用前景

將BIM技術(shù)應(yīng)用到數(shù)字航道系統(tǒng)中，目前最突出的優(yōu)點有三個。一是實現(xiàn)了航道綜合信息可視化，便于航道維護管理者根據(jù)動態(tài)監(jiān)測平臺顯示的模擬情況，及時掌握有關(guān)航道航標及相關(guān)情況，便于管理者做出科學(xué)決策依據(jù)和一線維護人員監(jiān)測值班;二是解決了航標配布設(shè)計、航道演變分析等工作中因反復(fù)出現(xiàn)變更和調(diào)整情況引起過程繁瑣、工作量大而導(dǎo)致出錯的問題，提高航道維護管理質(zhì)量和效率;三是通過建立了全面、系統(tǒng)、動態(tài)的數(shù)字航道信息云數(shù)據(jù)共享平臺，更有利于開展航道演變分析工作，為精準航標配布設(shè)計、航道沖淤變化及航道整治提供有力支撐。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)在航道建設(shè)發(fā)展上的優(yōu)勢日趨明顯，應(yīng)把其深入應(yīng)用作為實現(xiàn)航道養(yǎng)護智能化、管理現(xiàn)代化、服務(wù)精準化的重要技術(shù)手段，走科技創(chuàng)新和應(yīng)用之路，全力助推長江航道高質(zhì)量發(fā)展。

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