Bentley：中国的设计施工数字化进程正加速推进

文 本刊记者 张波

2022年，中国公路工程咨询集团公司（以下简称“中咨集团”）实施了乌干达科蒂多区-卡邦区（Kotido-Kaabong）旅游道路建设的咨询设计项目（以下简称“KK项目”）。该项目位于乌干达北部，是通往基代波河谷国家公园（Kidepo Valley National Park）的关键性旅游道路，也是乌干达国家乡村振兴战略的重要干线公路，受到当地政府的高度重视。项目一经开始设计，中咨集团就遇到了难题：乌干达采用的是英国设计标准，且要求咨询设计文件全数字化交付。这对习惯了国标和CAD设计的国内咨询设计机构来说面临两大挑战，一是要快速熟悉英国标准，二是要选择合适的数字设计平台。经过多方调研比较，中咨集团选择了Bentley的软件平台，包括土木工程BIM设计软件OpenRoads Designer，数字孪生平台iTwin，协同平台ProjectWie等，很好地完成了KK项目的BIM设计工作。

支持全专业的数字模型搭建

“全球流行的BIM设计平台有很多，但Bentley更适合乌干达的KK项目。”中咨集团海外事业部总工程师林洋洋介绍，Bentley土木工程BIM设计软件OpenRoads Designer内置了英标规范，使得设计人员无需担心设计指标（如平面、纵断面、超高等指标）不满足规范要求，解决了规范适应熟悉的难题。“Bentley OpenRoads Designer不但内置了英国规范，而且包含了很多英国规范为基础的土木单元、标准模板库、构件库、出图种子等，使得设计人员减少了很多反复查找英国标准指标的时间，同时设计软件也会在设计人员不满足规范的情况会发出提醒。”利用Bentley iTwin及数字孪生技术的强大功能，中咨集团的设计人员完成了整个KK项目BIM模型的搭建，包括地勘、测量、路线、路基、路面及桥涵、交安和照明设施的全部模型，在一个平台上可视化展示所有专业的数据，优化了道路设计和征地拆迁方案，完成了业主要求的英国规范体系下的全数字化交付，提高了整个项目的资产管理效率。

中铁十八局集团有限公司在珠江三角洲超深输水隧道施工中应用了BIM技术，取得良好效益。

同样，在四川省成都市东西城市轴线快速路二标段工程中，中国市政工程西南设计研究总院有限公司（以下简称“西南总院”）面对工期紧、周边构筑物多、地下管线多、地质条件复杂危险、交通组织难等诸多难题，借助以OpenRoads Designer为主的Bentley土木工程系列软件，采用全过程设计的数字化手段，进行了一系列的解决方案设计，编制了一系列的标准体系，化解了项目痛点和难点，实现了项目全生命周期的数据传递和应用。同时，通过多专业的协同设计，完成了道路、桥梁、地下管线和隧道等工程的BIM模型创建和工程数据的仿真分析，以及BIM模型应用交互等工作，最终圆满完成了整个工程的数字化交付。

助力施工模拟与精细化管理

中国公路工程咨询集团有限公司负责的乌干达重要旅游干道Kotido-Kaabong的设计咨询

除了在设计领域有非常好的功能和表现，数字化技术在施工领域的作用也越来越多地被国内工程建设领域发掘、肯定。珠江三角洲水资源配置工程是国家重大节水供水工程，工程施工面临诸多困难，特别是施工面位于临海富水深埋软硬不均匀地质层，要在地下70米超深工作井的狭小环境中作业，安全风险极高。中铁十八局集团有限公司（以下简称“十八局集团”）在施工前期的策划中，采用了数字孪生的思路，利用GIS、BIM、无人机倾斜摄影等技术，基于Bentley实景建模软件ContextCapture搭建施工现场的数字化场景，为后期开展实地测绘、现场施工方案模拟，进度的分析比对等，提供了精准的管控。十八局集团利用SYNCHRO 4D软件，推演了项目建设不同阶段的施工资源配置情况，包括不同阶段应该配置的设施设备及其位置关系，以及大型设备的进出场道路整体规划和安装环境、应用环境等的可视化和参数化，形成了进度的推演和模拟，进而实现了施工组织精细化管理。

由于成都市东西城市轴线快速路是在城市内施工，与成都五环、成渝高速、地铁线路等相交，面临很大的交通组织难题。为了避免施工给过往交通造成新的堵点，尽量降低工程建设对社会的影响，西南总院利用Bentley OpenRoads Designer强大的建模功能，对项目进行了施工全过程的仿真模拟验证，把施工组织、交通组织、进度控制、工期调整等有效融合，最终实现了最小的影响、最优的施工，而且节约工期5个月左右。

提高各方协同和生产效率

数字化的设计、数字化的施工，离不开数字化的管理。“很多BIM项目都在做指挥中心平台。在我们的项目中，指挥中心平台集成度比较高，大大提高了各方协同能力，管理效率、生产效率随之自然提高。”自贡市城市规划设计研究院有限责任公司（以下简称“自贡城规院”）副总工程师、市政所所长颜超介绍，在该公司承建的自贡市富荣产城融合带基础设施建设项目中，采用了Bentley软件平台，集成了互联网、物联网、BIM、GIS等技术，把三维场景和三维模型叠加在一起，还原了各种场景，包括项目进度、质检、物资、投资进度等，通过GIS和物联网的挂接，实现了对施工现场情况的实时调取和指挥。颜超认为这个指挥中心平台非常有效，“避免了我们所有沟通都必须要坐到会议室，或者到现场，我们可以随时调取物联网连通的摄像头，了解每个工点的进展情况，包括钢筋棚、料厂生产的安全情况，而且这些资料全部都能记录存盘，对提高项目的推进效率有非常好的作用。”通过互联、智慧、协同的方式，自贡城规院对建设项目实现了远程、实时、三维的监控与调度，切实提高了各方协同和管理效率。该项目还实现了BIM与电子档案的互联集成，节约了储存空间，使得检索更加方便快捷，也可以更高效地分配权限和综合管理信息资源。

BIM技术在设计阶段的协同作用表现得更加突出。在乌干达KK项目的设计中，涉及的专业特别多、人员多，而设计人员又处于不同的国家或地区，有的人员在乌干达本地，国内人员也处于不同的省份，给设计的进度和集成造成了很大的困难。中咨集团借助Bentley软件，搭建了在线协同工作平台，利用平台提供的关联性和规则性，解决了项目模型文件、资料文件和信息全过程管理中的难题，统筹管理了国内外资源的调配，各专业工程参与方可以实时查看修改后的模型，得到了最新的设计更新。在相同标准的环境下，国内外设计人员和业主方，可以共同查看、完成设计工作，也可以及时发现存在的问题，不仅提高了审查流程的规范性，而且大大提高了协同设计效率。

数字化转型的强大助推器

BIM、数字孪生等数字化技术在工程设计施工中的强大功能，被行业逐渐了解、认可和应用，这其中有软件平台不断推出方便实用的模块、不断优化功能、不断提升服务的作用，更重要的是国家和行业的大力引导。中共中央、国务院2019年印发的《交通强国建设纲要》、2021年印发的《国家综合立体交通网规划纲要》，交通运输部2019年印发的《数字交通发展规划纲要》，都在强调数字化的重要性，强调推动区块链、互联网、大数据、人工智能等新技术与交通行业深度融合，提出到2035年交通基础设施要基本形成全要素、全周期数字化，天地一体的交通控制网基本形成，要推动交通基础设施规划、设计、建造、养护、运行、管理等全要素、全周期的数字化……交通运输的数字化势不可挡。

中国市政工程西南设计研究总院有限公司利用BIM技术，在成都东西城市轴线二标段工程中进行了深化与协同应用。

在交通运输数字化的发展、升级过程中，大型交通基础设施的数字化势如破竹，业主、设计咨询和施工各方都在积极地进行数字化的尝试和应用。比如西南总院正在进行全院的数字化转型，包括探索建立一套市政方向的三维设计标准化流程，以及用数字理念和数字技术为具体工程项目赋能，对不同的项目提出不同的创新与应用。在成都市东西城市轴线快速路项目中，西南总院利用Bentley OpenRoads Designer软件强大的计算和绘图功能，基于自身的特色和专业配置，做了许多参数化的开发，结合地质模型多元的分析，实现了三维正向设计。同时，利用协同、互联、智慧的方式，提高了各参与方的协同和管理效率，使整个项目的建设效率提升预计达到20%以上。

行业的数字化转型正在加速推进。在前几年，有的在建项目采用了BIM技术进行设计，但审查、验收的时候仍然面临传统的文件表达与送审要求，一定程度上给数字化设计施工造成了困扰。2022年6月，国务院发布《关于加强数字政府建设的指导意见》，明确指出要完善身份认证体系、健全电子印章服务体系、建设数字档案资源体系……从政策上给数字化设计施工开辟了发展空间。2022年5月，四川沿江高速宁攀段建设项目成为交通运输部首个档案“单套制”试点项目，工程档案仅以电子档案形式归档和保存，解决了工程资料滞后于实际进度、工程交工多年无法竣工的问题，实现“随办随归档，交工即验收”。2022年7月，河南省交通事业发展中心承担的国家试点项目“公路建设管理业务系统电子文件归档”通过国家档案局的验收，标志着河南省普通干线公路电子文件的形成与归档工作总结了可复制可推广的经验。同样的，自贡市富荣产城融合带基础设施建设项目也是全国首个市政工程电子档案试点项目，采用BIM技术，打造了自贡市信息化数字化示范工程。

数字经济的发展离不开基础设施的数字化。筑牢基础设施的数字底盘和数字底座，离不开区块链、互联网、大数据、人工智能等新技术的发展。从我国基础设施的建设实践来看，Bentley等软件服务平台，为当前数字化发展提供了一把利器。