1、公路勘察設計研究院有限公司2014年12月一、BIM技術概述二、我院BIM技術研發與應用實踐三、實現的功能與關鍵技術四、對公路行業BIM技術發展的幾點認識匯報內容一、BIM技術概述一、BIM技術概述是通過創建并利用數字模型對項目進行設計、建造及運營管理的過程。指通過數字信息仿真模擬工程建筑物所具有的真實信息。幾何形狀、空間地理位置描述等視覺信息，非幾何信息：建設依據、材料信息、構件信息、圖紙、采購信息等。BIM通過數字化技術，在計算機中建立一座數字工程實體，一座數字工程實體則提供了一個完整的、具有邏輯映射關系的工程信息庫。建筑信息模型（BIM）一、BIM技術概述BIM在國際上工程行業的發展現狀
2、設計階段：設計階段：進行各專業三維設計，共享三維設計模型數據，避免數據重復錄入。能耗分析、綠色建筑分析、日照分析、風環境分析施工階段：施工階段：利用三維設計模型數據，進行虛擬建造運營階段：運營階段：應急救援方案模擬等3D建模日照分析人流疏散模擬分析一、BIM技術概述BIM在國外：Freedom tower（新WTO）高速公路BIM 美國：2009開始，預算 500 萬美元以上的施工項目，要求從設計開始應用 BIM 技術。一、BIM技術概述 英國：大型項目逐步使用BIM技術。BIM在國外：The M25 MotorwayPanama-Canal 溝渠項目建筑行業一、BIM技術概述 北歐國家：自2
3、007年起，國家強制要求建筑設計部分使用BIM。在設計招標將有強制的BIM要求，這些BIM要求將成為項目合同的一部分；需要提交最終BIM模型。BIM在國外：一、BIM技術概述 日本、韓國：有目標2016年實現全部公共設施項目使用BIM 技術。BIM在國外：日本某互通韓國三星城一、BIM技術概述BIM在國內的應用：工業行業建筑行業鐵路行業一、BIM技術概述設計專業多需要與準確的空間地理信息關聯具有更為巨大的三維模型（數量）需要構建項目周圍較大范圍的地面三維模型等。公路BIM面臨的特點挑戰：準確空間信息、大數據量二、我院BIM技術研發與應用實踐二、我院BIM技術研發與應用實踐 岳潛岳潛山區高速公路
4、數字化集成設計成套技術研究與開發山區高速公路數字化集成設計成套技術研究與開發 湛湛徐公路建設項目數字化管理系統與技術研究徐公路建設項目數字化管理系統與技術研究 杭長杭長客專與杭金衢高速安全評估客專與杭金衢高速安全評估 廣州廣州至樂昌高速公路樟市至花東段花城花山北互通至樂昌高速公路樟市至花東段花城花山北互通 包茂包茂數字公路平臺（進行中）數字公路平臺（進行中）二、我院BIM技術研發與應用實踐 2004年啟動的省級科研項目；實現公路平、縱、橫與三維模型關聯、互動的三維設計技術；首次建立全線精確三維模型；首次提出公路三維模型編碼規則。1、岳潛山區高速公路數字化集成設計成套技術研究與開發三維透視圖關聯
5、查詢三維透視圖關聯查詢數字公路二、我院BIM技術研發與應用實踐文件管理查詢文件管理查詢三維仿真環境三維仿真環境1、岳潛山區高速公路數字化集成設計成套技術研究與開發數字公路二、我院BIM技術研發與應用實踐 09年驗收結題的實際科研項目；首次實現三維模型與地理信息系統的結合；實現了可視化的檢索、查詢、實時瀏覽、多專業的建設管理功能 首次探索數字化施工技術（與GPS結合）。2、湛徐公路建設項目數字化管理系統與技術研究數字公路二、我院BIM技術研發與應用實踐仿真平臺和數字公路仿真平臺和數字公路平臺平臺關聯關聯技術技術2、湛徐公路建設項目數字化管理系統與技術研究數字公路二、我院BIM技術研發與應用實踐該
6、項目研究成果不僅為高速公路建設項目進度、質量和費用等三大管理任務提供全新的數字化、可視化管理手段和方式，而且通過關鍵性技術開發為工程全數字化施工奠定了基礎技術支撐。2、湛徐公路建設項目數字化管理系統與技術研究數字公路二、我院BIM技術研發與應用實踐4、杭長客專與杭金衢高速安全評估諸暨火車站、浙贛線位制約，并行距離較近段約有3公里。杭金衢高速K229+900至K233+590段 杭長高鐵DK69+160至DK72+830段安全評價二、我院BIM技術研發與應用實踐高鐵視角高鐵視角老鐵路視角老鐵路視角4、杭長客專與杭金衢高速安全評估安全評價三維建模與仿真分析三維建模與仿真分析二、我院BIM技術研發與
7、應用實踐三維建模與仿真分析三維建模與仿真分析4、杭長客專與杭金衢高速安全評估安全評價二、我院BIM技術研發與應用實踐安全評價二、我院BIM技術研發與應用實踐安全評價二、我院BIM技術研發與應用實踐項目地理位項目地理位置示意圖置示意圖三維仿真模型三維仿真模型5、廣樂高速花山北互通方案分析1）三座互通組成的樞紐工程；2）共有19條可選的路線走向；3）標志牌合理性如何檢驗？二、我院BIM技術研發與應用實踐5、廣樂高速花山北互通全三維建模全三維建模方案分析二、我院BIM技術研發與應用實踐三維仿真分析三維仿真分析、標志牌合理、標志牌合理性分析性分析5、廣樂高速花山北互通方案分析二、我院BIM技術研發與應
8、用實踐5、廣樂高速花山北互通方案分析二、我院BIM技術研發與應用實踐5、廣樂高速花山北互通可視化分析、檢驗大型復雜互通式立交標志標牌方案合理性。方案分析二、我院BIM技術研發與應用實踐6、包茂數字公路平臺數字公路二、我院BIM技術研發與應用實踐三級清單功能三級清單功能6、包茂數字公路平臺數字公路二、我院BIM技術研發與應用實踐6、包茂數字公路平臺 項目全長120km，支持建設期階段的施工組織計劃、檢索、進度與質量管理等功能。三、實現的功能與關鍵技術三、實現的功能與關鍵技術1、基于GIS和設計資料構建數字公路平臺系統依托工程各設計資料成果（區域路網、電子地形圖、建設前期文檔、施依托工程各設計資料
9、成果（區域路網、電子地形圖、建設前期文檔、施工圖設計資料等）工圖設計資料等）；基于基于GISGIS環境，采用環境，采用ArcEngineArcEngine二二次開發技術；次開發技術；三、實現的功能與關鍵技術CAD設計文件道路數據文件DLG數字地形圖分層提取、格式轉換投影坐標變換地形圖無縫拼接項目分類工程實體分類數據轉換程序屬性編輯地圖合并投影坐標變換格式轉換施工文件與圖紙按照合同段分冊創建文件目錄增加文件編碼DLG裁剪（AOI）增加樁號索引湛徐空間數據庫Arc SDE空間數據庫引擎ADO數據庫接口技術突破：結合建設和運營管理需要，構建公路工程數據庫編碼規則標準，破解現有建設、養護、路面、橋梁管
10、理系統在基礎數據資源方面的難題，為公路后期運營、養護管理提供基礎數據資源。三、實現的功能與關鍵技術2、基于CAD技術，開發利用設計成果快速精確建模技術（路、橋、涵、交通工程等）技術突破：研發基于設計基礎數據的公路三維實體建模技術，實現利用公路基礎設計資料，實現公路地面、路基、橋涵、互通式立交以及附屬構造物等快速精確建模。三、實現的功能與關鍵技術3、精確三維模型建立及大場景實施瀏覽三、實現的功能與關鍵技術三、實現的功能與關鍵技術不同視距下的模型顯示不同視距下的模型顯示（LOD）大紋理數據準確疊加大紋理數據準確疊加技術突破：研發快速構網和索引顯示技術，獨立開發圖像和模型分層優化、場景提取等技術，研
11、發公路全三維虛擬仿真平臺技術，突破海量三維模型和大范圍影像等處理應用瓶頸，實現虛擬道路場景實時調度和瀏覽。三、實現的功能與關鍵技術從設計成果自動轉化數字公路平臺建立拱橋模型界面初始路基信息模型（雷城互通）建立涵洞模型三、實現的功能與關鍵技術4、實現道路三維模型、空間地理位置、圖檔數據信息的三者之間的映射關聯；并研發可視化的項目管理功能（信息瀏覽與檢索、計劃進度、工程量統計檢核等）三、實現的功能與關鍵技術對象對象查詢查詢（從“圖”查“數”）（從“圖”查“數”）通道專項通道專項查詢查詢（從“數”查“圖”）（從“數”查“圖”）1）統計與查詢方便管理者從結構物直接查詢到需要的文件、數據信息等。方便管理
12、者從結構物直接查詢到需要的文件、數據信息等。三、實現的功能與關鍵技術1）統計與查詢分類匯總分類匯總（橋梁、通道、天橋、涵洞（橋梁、通道、天橋、涵洞）專項專項查詢對話框查詢對話框（橋梁）查詢結果窗口（橋梁）查詢結果窗口查詢結果輸出到查詢結果輸出到Execl三、實現的功能與關鍵技術體積計算界面及原理示意體積計算界面及原理示意2）數量計算質量校核與與GPSGPS技術緊密結合，實現了工程量的快速計算和設計點的坐標校核方便技術緊密結合，實現了工程量的快速計算和設計點的坐標校核方便管理者從結構物直接查詢到需要的文件、數據信息等。管理者從結構物直接查詢到需要的文件、數據信息等。三、實現的功能與關鍵技術現場測
13、量（現場測量（GPS RTK）點校核界面及校核成果點校核界面及校核成果2）數量計算質量校核三、實現的功能與關鍵技術縱斷面顯示施工進度縱斷面顯示施工進度2）數量計算質量校核三、實現的功能與關鍵技術3）進度顯示（路基）三、實現的功能與關鍵技術3）進度顯示（隧道）三、實現的功能與關鍵技術橋梁施工進度橋梁施工進度動態模擬動態模擬技術突破：提出道路信息模型RIM概念，研發構建數字公路基礎信息平臺系統，實現模型與圖紙信息、施工進度信息、設計要素信息等實時關聯。3）進度顯示（橋梁）三、實現的功能與關鍵技術4）安全分析與檢驗三、實現的功能與關鍵技術4）安全分析與檢驗技術突破：利用虛擬建造技術，構建空間視距測算
14、模型，實現新建、改建道路視距指標的檢驗與校核。空間視距求解示意圖空間視距線框圖空間視距渲染圖空間視距對比分析圖三、實現的功能與關鍵技術5）三級清單自動生成三、實現的功能與關鍵技術5）三級清單自動生成三、實現的功能與關鍵技術6）變更文件快速錄入管理三、實現的功能與關鍵技術鉆孔資料重構技術7）地質三維重構三、實現的功能與關鍵技術改建擴建維修養護運營管理建設施工勘察設計規劃研究主要應用階段四、對公路行業BIM技術發展的幾點認識1）三維設計 直接設計三維模型。像機械制造一樣，直接做三維模型設計，然后對模型進行剖切，得到剖面圖紙。我認為對于土木行業是難以實現的，因為：土木工程部分結構和實體，是無法使用數
15、學模型來描述的，無法用有限元等方法來精確描述的。原因是土木工程專業特點，就是把復雜的數學問題簡單化。工程中有部分內容是被簡化的。設計過程的三維化。通過計算機快速運算和處理的能力，在設計過程中能夠實現瀏覽到工程的實體模型，對著實體模型進行設計和修改。1、BIM對工程設計階段到底意味著什么？2）基于BIM模型對工程進行分析與評價。3）提交BIM模型（設計成果）。1、BIM對工程設計階段到底要實現什么？以“上海中心”BIM的實地調研為例。調研的結論：建設單位與一家公司有關戰略合作，獲得贈送軟件，要求施工企業采用BIM進行施工和提交BIM；施工企業做了部分工程的三維建模工作，做了BIM進行模擬施工工序
16、、模擬指導施工的一些嘗試性工作。于是，上海中心被作為國內首個示范性工程案例再作為宣傳。1）BIM在國際性典型工程到底應用如何？2、公路行業BIM發展現狀 設計向建設提供BIM模型并未實現。部分性建模，工作量海量的（只是三維建模，不包括信息數據的）；多專業、部分性建模，用到了十多種軟件。用BIM做個別工點性質的沖突或碰撞檢查，但滯后于施工進度。用BIM指導施工，整體上未實現。僅體現在幾個工點上。BIM技術實施綠色工程，無相關標準和內容。向業主方運營期提交模型，尚處于未知狀態。1）BIM在國際性典型工程到底應用如何？2、公路行業BIM發展現狀各廠商：能提供給設計單位支持三維設計的CAD平臺環境（如
17、C3D、Revit等），部分能提供路線三維設計或者橋梁三維設計的軟件；緯地軟件：能提供從路線、橋、隧、涵、擋土墻、地質、交通工程與安全設施等的全三維設計和BIM建模的產品和功能；能提供公路和交通工程軟件的仿真分析系統。但都還需要結合專業不斷繼續開發和完善。2）軟件廠商到底能給我們提供什么？2、公路行業BIM發展現狀 對于規劃和設計階段，BIM技術的體現“三維設計、仿真分析、工程BIM模型”等。顯然BIM不可能全過程實現的，部分性的實現都算做BIM。那么：公路行業十余年前：逐步實現路線和部分專業的三維設計，基于三維模型進行交通安全、施工過程等的仿真分析，以三維方式向業主方展示項目建設方案。我們已
18、經BIM十多年了。部分性的實現，都應該屬于BIM。如果：3）國內BIM技術發展到底處于什么樣的階段？2、公路行業BIM發展現狀 工業與民用建筑行業，由于行業特點（點狀工程、模型相對規則、構件化程度高、項目數量多），能滿足建筑BIM建模和設計軟件較多、出臺了相關BIM技術標準、BIM建模和分析方面的軟件較多一些。發展快，主要體現在出臺BIM標準體系。鐵路、水電、港口等行業，經調查，現在正在做的，一方面是三維設計、以及專業CAD軟件；另一方面工程三維建模技術等。個人認為，自甩掉圖板以來，CAD技術發展滯后（補課）。公路行業較快。4）其他比我們BIM技術發展得快嗎？2、公路行業BIM發展現狀（一）建
19、設和運維期的需求：盡管BIM宣傳都認為：BIM核心價值和重點在工程建設期和運維階段，并不在于規劃和設計階段，那么到底對BIM技術有什么樣的需求呢？鐵道總公司對鐵路建設項目提出了以BIM要求成果的要求。部分涉外的港口等項目業主要求提交BIM成果，倒逼相關設計單位推進BIM技術發展。上海中心業主方要求提交BIM模型。但是，總體上建設和運維期并無明確BIM技術和成果需求。5）建設和運維對BIM的需求很強烈嗎？2、公路行業BIM發展現狀（二）建設和運維期無明確需求的原因：建設和運維階段，對BIM技術的應用仍基本處于空白階段的。缺少人力資源條件、軟硬件環境等等的。如：需要基于BIM的施工技術和運維管理軟
20、件。而這些都還是空白的。缺少建設和運維期對應的軟件和技術。以公路和鐵路行業為例，BIM在建設期和運維期的應用，顯然是離不開地理信息系統的，為什么所有宣傳均不提及GIS呢？因此，相信這些方面的軟硬件技術發展還需要相當漫長的時間的。5）建設和運維對BIM的需求很強烈嗎？2、公路行業BIM發展現狀1）BIM不是一套成熟的軟件技術，而是一個理念和技術方向，是工程行業技術發展的大方向和趨勢。3、對公路行業BIM技術的幾點認識 BIMBIM是對以往的三維設計、仿真分析、信息化技術的另一種“總結”是對以往的三維設計、仿真分析、信息化技術的另一種“總結”和“稱謂”和“稱謂”。任何任何體現三維設計、基于三維實現
21、仿真應用、數字公路基礎信息體現三維設計、基于三維實現仿真應用、數字公路基礎信息平臺。等的技術和工點，都應該是屬于平臺。等的技術和工點，都應該是屬于BIMBIM技術的范疇技術的范疇。部分和部分和工點性的工點性的BIMBIM設計與建模都屬于設計與建模都屬于BIMBIM的進展，因此，在現有的進展，因此，在現有既有條件下、有方向的繼續發展既有條件下、有方向的繼續發展，是我們的，是我們的路線路線。技術發展3、對公路行業BIM技術的幾點認識2）BIM發展與應用必然是一個相對漫長的過程。不可能寄希望于提一個要求、采購幾套軟件，就全專業、全過程地不可能寄希望于提一個要求、采購幾套軟件，就全專業、全過程地實現實
22、現BIMBIM技術了。技術了。支持支持BIMBIM全全生命周生命周期的軟、硬件條件期的軟、硬件條件還不具備還不具備。計算機。計算機的容量、速度、網的容量、速度、網路的速度等路的速度等，對大，對大數據、海量數據、海量BIMBIM模模型和數據型和數據信息的支信息的支持。持。3）對BIM技術，我們公路行業并不算落后的。在在BIMBIM技術標準體系上，我們行業稍落后于建筑行業。技術標準體系上，我們行業稍落后于建筑行業。但總體，公路行業對但總體，公路行業對BIMBIM技術的研發與應用，是領先于市政、技術的研發與應用，是領先于市政、鐵路、水電、港口等行業；鐵路、水電、港口等行業；在實踐和應用方面是先行的。
23、在實踐和應用方面是先行的。3、對公路行業BIM技術的幾點認識3）BIM建模與應用，必然要和專業CAD軟件相結合。演示緯地軟件建模的過程；演示緯地軟件建模的過程；只有集成到專業設計只有集成到專業設計CADCAD軟件中，軟件中，BIMBIM建模的過程才能高效；否則，與建模的過程才能高效；否則，與動畫制作建模一樣，工作量是不可想象的。動畫制作建模一樣，工作量是不可想象的。3、對公路行業BIM技術的幾點認識交通工程與安全設施CAD演示4）建立公路行業的BIM技術標準，對BIM技術發展是必要的，具有指導性作用。呼吁由協會組織，開始創建公路行業的BIM技術標準體系。3、對公路行業BIM技術的幾點認識公路勘察設計研究院有限公司2014年12月
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