雷声大雨点小？

话题

雷声大雨点小？

王建伟

博士，教授，博士生导师，长安大学交通BIM研究中心主任，享受国务院政府特殊津贴；兼任《中国公路学报》编委，《长安大学学报》（社会科学版）编委，国家客运标准委员会专家组成员、交通运输部多式联运专家委员会成员，以及中国交通运输协会青年工作者委员会副主任委员、陕西省经济学会常务理事等职务。

背景

BIM技术近年来在建筑行业的发展势头迅猛，随着其不断升温，公路建设领域也刮起了一股BIM技术的旋风。

2016年7月20日，交通运输部印发《关于实施绿色公路建设的指导意见》。鼓励应用建筑信息模型（BIM）新技术，营造绿色公路建设市场发展环境。2017年1月13日，交通部印发《关于推进公路水运工程应用BIM技术的指导意见》。2017年1月22日，交通运输部印发《推进智慧交通发展行动计划（2017—2020年）》。

频繁出台的《意见》足以看出交通运输管理部门对BIM技术的重视，在下游的设计与施工单位，该技术也引起了广泛的争论，有人认为它是施工领域的未来，有人则认为它的推广应用只是雷声大雨点小，本期解读我们也谈谈BIM。

要说近几年国内在施工领域什么话题最火，非BIM技术莫属，虽然使用者对这项技术在实际操作中的表现褒贬不一，但有一个观点是大家一致认可的，即BIM是大势所趋，将引领建筑施工走向数字化的更高层次。

2017年，一些发达地区如上海、北京、广东省都推出了自己的标准和推行办法，特别是上海，去年就下发了《关于在本市开展建筑信息模型技术应用试点工作的通知》，强调六大重点功能区从2017年开始必须运用BIM。政策出台、商机即来，一时之间所有人都认为BIM是趋势，是建筑行业的未来，是智慧化城市发展不可或缺的重要环节和工具，各类BIM网站、BIM咨询公司、BIM资格考试、BIM软件公司纷至沓来。

其实BIM技术从概念雏形发展至今已经将近40年了，但被应用于商业产品中，是2002年创立Revit软件的公司被Autodest公司收购之后。大概也是从那时起，BIM技术逐渐被国内的设计行业所接触，并得到了持续的关注。近年来，BIM在建筑设计、机械设计行业的应用越来越深入，也越来越多，铁路设计行业也进行了积极的尝试，但在公路行业，BIM技术系统的应用起步较晚，也不够深入，只在数个国家级工程中有过应用，在中小型工程中仍难觅其宗。

BIM在公路交通领域的应用现状

随着国家大力推进BIM的实践应用，BIM在公路水运基础建设项目中的价值逐渐显现，反观国内相关领域的BIM应用也日渐增多，例如渝黔铁路新线白沙沱长江特大桥、济南黄河公铁两用桥、舟山跨海大桥、肇庆阅江大桥、港珠澳大桥等都运用BIM技术为项目保驾护航。港珠澳大桥等只是我国桥梁BIM应用发展的一个缩影，可以看到，随着BIM的发展，它已渗透到工程行业的不同领域，BIM技术已经落地，BIM在中国公路和桥梁建设中已悄然发力，逐渐渗透到工程设计与施工中的各个阶段。

以下我们来看看目前BIM技术在公路设计与施工各阶段的应用。

图1 舟山跨海大桥

（1）规划阶段

建筑信息模型（BIM）流程，有助于缩短设计、分折和变更的时间。最终可以评估更多假设条件，优化项目性能。

传统的场地分析存在诸如定量分析不足、主观因素过重、大量数据信息无法处理等弊端，而BIM结合地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）对场地及拟建的工程项目进行建模，通过BIM及GIS的强大功能，迅速得出科学的分析结果，帮助项目在规划阶段评估场地的使用条件和特点，从而做出最理想的场地规划、交通流线组织关系、建筑布局等关键决策。

（2）勘测阶段

近年来，国内外学者陆续将BIM及GIS、GPS引入到公路勘测中，这些技术可以自动完成许多耗费时间的任务，有助于简化项目工作流程。使用BIM可以在一致的软件环境中完成所有任务，包括直接导入原始勘测数据、最小二乘法平差、编辑勘测资料、自动创建勘测图形和曲面；能够以等高线或三角形的形式来展现曲面，并创建有效的高程和坡面分析；还可将曲面作为参考，创建与源数据保持动态关系的智能对象；同时将任何坡型生成曲面模型。

图2 道路建模设计

（3）设计阶段

道路建模。BIM可以帮助我们更高效地设计工程模型，例如创建动态更新的交互式平面交叉路口模型；利用内置的部件和常用设计规范即可快速地设计环岛，包括交通标识和路面标线等。由于施工图和标注将始终处于最新状态，可使设计者集中精力优化设计。

工程计算与分析。利用复合体积算法或平均断面算法，更快速地计算现有曲面和设计曲面之间的土方量。使用生成的土方调配图表，分析适合的挖填距离、要移动的土方数量及移动方向，确定取土坑和弃土堆的可能位置。从道路模型中可以提取工程材料数量，进行项目成本分析。

自动生成施工平面图。自动生成标注完整的横断面图、纵断面图和土方施工图等。使用外部参考和数据快捷键可生成多个草图，利用与模型中相同的图例生成施工图纸。

轻松处理变更与评审。因为数据直接来自模型，所以报告可以轻松进行更新，迅速响应设计变更。如今的工程设计流程较之前更为复杂，设计评审通常涉及到非CAD使用者但又是对项目非常重要的团队成员，BIM利用更直观的方式让整个团队的人员参与设计评审。

多领域协作。道路工程师可以将纵断面、路线和曲面等信息直接传送给结构工程师，以便其在软件中设计桥梁、箱形涵洞和其他交通结构物。

可持续环保设计，提供高质量图纸。工程师可以根据可靠的场地现状模型和设计约束来评估设计方案，推出更具创新性的环保设计，帮助客户达到公认的可持续发展。通过模型与文档之间的智能关联，无论是否发生变更，交付高质量的设计和施工图纸提高了图纸的一致性。

（4）施工阶段

基于BIM的碰撞检测与施工模拟进行结构构件及管线综合的碰撞检测和分析，对项目整个建造过程或重要环节及工艺进行模拟，提前发现设计中可能存在的问题，减少施工中的设计变更，优化施工方案和资源配置。

（5）运营养护阶段

多年来，研究学者陆续将BIM技术及GIS技术引入到公路信息化管理，在公路建设、路政执法和资产管理方面取得了较好的效果。美国联邦公路局将GPS、GIS及多媒体视频等技术应用到公路资产管理，实现迅速定位查看损坏的公路资产，有效地保证了道路的安全性。

图3 工程量统计

困难和需要解决的技术问题

用户平台协作困难

尽管BIM技术为项目各参与方的协同工作提供了平台，但是在实际项目中，所有参与方对BIM模型共享程度的商议与达成一致是影响BIM应用的重要因素。如果项目各参与方选择不同的BIM软件工具进行BIM建模，不同的软件环境将使信息模型的交换产生困难，不同的BIM模型也很难整合到统一的软件环境中。

BIM集成管理不足

BIM的精髓在于将信息贯穿项目的整个寿命期，对项目的建造以及后期运营管理综合集成意义重大。目前BIM在中国的应用基本依赖于个别复杂项目或某些业主的特殊需求，要充分发挥BIM信息全寿命周期集成优势、实现BIM全生命周期的集成管理，还需要做很多工作。

BIM软件的挑战

目前市场上的BIM软件纷繁复杂，不仅BIM核心建模软件多种多样，与之具有互用性的行业软件也种类繁多。选择合适的软件对于初步尝试BIM应用的建筑企业并不是一件易事，而且软件的价格不菲，如果自行开发BIM软件需要大量的人力、物力及时间投入，收益的不确定性往往让许多企业望而却步。

结语

通过与一些设计院、咨询单位、施工企业及软件公司进行交流，我们发现运用BIM给企业带来的实际价值并没有外面传言的那么大，许多BIM运用成为了企业运作的负担，是用之无味、弃之可惜的鸡肋，加之现在市场上关于BIM的组织机构越来越多，BIM项目也是越来越多地走向了价格战、关系战，前期期待BIM带来巨大的价值和功能并没有实现。

BIM的好处毋庸置疑，但纯靠技术优势往往无法将其与现有的工作流程和实践结合起来，现在的施工行业仍较碎片化，应用BIM就需要集成和整合好上述两方面。而解决这两方面的问题，不单单是技术问题，还有人为因素（比如市场氛围）甚至是文化因素。当下，BIM技术与公路施工的碰撞已无法避免，终究会擦出怎样的火花，是“雷声大雨点小”？还是能为公路施工点亮另一条前行之路？我们认为还应该让它多“飞”一会儿。