基于BIM的工程数字化交付技术研发与实践73页

2、BIM发展现状
2）软件厂商能提供什么（以道路交通为例）？
各厂商： 能提供给设计单位支持三维设计的CAD平台环境； 部分性提供一些专业模块；
专业软件（如纬地软件）： 能提供从路线、桥、隧、涵、挡土墙、地质、交通工程与安全设 施等的全三维设计和BIM建模的产品和功能； 能提供公路和交通工程软件的仿真分析系统。
CAD设计文件 分层提取、格式转换
道路数据文件 ……
项目分类
施工文件与图纸 按照合同段分册
投影坐标变换
工程实体分类
创建文件目录
地形图无缝拼接
数据转换程序
增加文件编码
属性编辑
地图合并
增加桩号索引
Arc SDE空间数据库引擎
湛徐空间数据库
DLG数字地形图 投影坐标变换 格式转换
DLG裁剪（AOI） ADO数据库接口
数字公路
二、BIM设计与交付研发实践
4、杭长客专与杭金衢高速安全评估
诸暨火车站、浙赣线位制约，并行距离较近段约有3公里。 杭金衢高速K229+900至K233+590段 杭长高铁DK69+160至DK72+830段
安全评价
二、BIM设计与交付研发实践
4、杭长客专与杭金衢高速安全评估
三维建模与仿真分析
3）施工组织推演 （桥梁）
桥梁施工进度 动态模拟
技术突破：提出道路信息模型RIM概念，研发构建数字公路 基础信息平台系统，实现模型与图纸信息、施工进度信息、设计 要素信息等实时关联。
三、实现的功能与关键技术
4）安全分析与评价
三、实现的功能与关键技术
4）安全分析与评价
技术突破：利用虚拟建造技 术，构建空间视距测算模型，实 现新建、改建道路视距指标的检 验与校核。
2、湛徐公路建设项目数字化管理系统与技术研究
仿真平台和数字公路 平台关联技术
数字公路
二、BIM设计与交付研发实践
2、湛徐公路建设项目数字化管理系统与技术研究
该项目研究成果不仅为高速公路建设项目进度、质量和费用等三大管 理任务提供全新的数字化、可视化管理手段和方式，而且通过关键性技术 开发为工程全数字化施工奠定了基础技术支撑。
具有更为巨大的三维模型（数量）
需要构建项目周围较大范围的地面三维模型等。
二、BIM设计与交付技术 研发应用实践
二、BIM设计与交付研发实践
岳潜山区高速公路数字化集成设计成套技术研究与开发 湛徐公路建设项目数字化管理系统开发 杭长客专与杭金衢高速安全影响评估 广东广乐高速公路花山北互通交通组织分析 广东包茂高速数字公路平台构建
文件管理查询
三维仿真环境
数字公路
二、BIM设计与交付研发实践
2、湛徐公路建设项目数字化管理系统与技术研究
09年验收结题的实际科研项目； 首次实现三维模型与地理信息系统的结合； 实现了可视化的检索、查询、实时浏览、多专业的建设管理功能 首次探索数字化施工技术（与GPS结合）。
数字公路
二、BIM设计与交付研发实践
三、实现的功能与关键技术
三、实现的功能与关键技术
1、基于GIS和设计资料构建数字公路平台系统
依托工程各设计资料成果（区域路网、电子地形图、建设前期文档、施 工图设计资料等）； 基于GIS环境，采用ArcEngine二次开发技术；
三、实现的功能与关键技术
技术突破：结 合建设和运营管理 需要，构建公路工 程数据库编码规则 标准，破解现有建 设、养护、路面、 桥梁管理系统在基 础数据资源方面的 难题，为公路后期 运营、养护管理提 供基础数据资源。
三、实现的功能与关键技术
7）地质三维重构
钻孔资料重构技术
三、实现的功能与关键技术
改建 扩建
规划 研究
维修 养护
运营 管理
勘察 设计
主要应用阶段
建设 施工
四、对BIM设计与交付技术 发展的几点认识
1、BIM对工程设计阶段到底意味着什么？
三维设计
直接设计三维模型。像机械制造一样，直接做三维模型设计，然后 对模型进行剖切，得到剖面图纸。但是受制于专业差异，有的难以 完全实现的。因为：
BIM在国外：
英国：大型项目逐步使用BIM技术。
建筑行业
Panama-Canal 沟渠项目
The M25 Motorway
一、BIM技术概述
BIM在国外：
北欧国家：自2007年起，国家强制要求建筑设计部分使用BIM。在设计招
标将有强制的BIM要求，这些BIM要求将成为项目合同的一部分；需要提交 最终BIM模型。
高铁视角
老铁路视角
安全评价
二、BIM设计与交付研发实践
4、杭长客专与杭金衢高速安全评估
三维建模与仿真分析
安全评价
二、BIM设计与交付研发实践
安全评价
二、BIM设计与交付研发实践
安全评价
二、BIM设计与交付研发实践
5、广乐高速花山北互通
1）三座互通组成的枢纽工程； 2）共有19条可选的路线走向； 3）标志牌合理性如何检验？
中交第一公路勘察设计研究院有限公司
2014年12月 郭腾峰
上海中心实地调研
汇报内容
一、BIM技术概述 二、BIM设计与交付研发应用实践 三、实现的功能与关键技术 四、对BIM设计与交付技术发展的几点认识
一、BIM技术概述
一、BIM技术概述
建筑信息模型（BIM）
是通过创建并利用数字模型对项目进行设计、建造及运营管理的过 程。指通过数字信息仿真模拟工程建筑物所具有的真实信息。
方便管理者从结构物直接查询到需要的文件、数据信息等。
对象查询 （从“图”查“数”）
通道专项查询 （从“数”查“图”）
三、实现的功能与关键技术
1）统计与查询
分类汇总
（桥梁、通道、天桥、涵洞） 专项查询对话框
（桥梁）查询结果窗口 查询结果输出到Execl
三、实现的功能与关键技术
2）数量计算质量校核
与GPS技术紧密结合，实现了工程量的快速计算和设计点的坐标校核方便 管理者从结构物直接查询到需要的文件、数据信息等。
项目地理位 置示意图
三维仿真模型
方案分析
二、BIM设计与交付研发实践
5、广乐高速花山北互通
全三维建模
方案分析
二、BIM设计与交付研发实践
5、广乐高速花山北互通
三维仿真分析、标志牌合理 性分析
方案分析
Байду номын сангаас
二、BIM设计与交付研发实践
5、广乐高速花山北互通
方案分析
二、BIM设计与交付研发实践
5、广乐高速花山北互通
可视化分析、检验大型复杂互通式立交标志标牌方案合理性。
方案分析
二、BIM设计与交付研发实践
6、包茂数字公路平台
数字公路
二、BIM设计与交付研发实践
6、包茂数字公路平台
三级清单功能
数字公路
二、BIM设计与交付研发实践
6、包茂数字公路平台
项目全长120km，支持建设期阶段的施工组织计划、检索、进度与质 量管理等功能。
部分性的实现，都应该属于BIM。
2、BIM发展现状
4）相关工程行业BIM技术发展状况？
工业与民用建筑行业：由于行业特点（点状工程、模型相对规则、构 件化程度高、项目数量多），能满足部分专业BIM设计、分析软件有 一些，出台了相关BIM技术标准体系。
土木工程部分结构和实体，是无法使用数学模型来描述的，无法用 有限元等方法来精确描述的。原因是土木工程专业特点，就是把复 杂的数学问题简单化。工程中有部分内容是被简化的。
设计过程的三维化。通过计算机快速运算和处理的能力，在设计过 程中能够实现浏览到工程的实体模型，对着实体模型进行设计和修 改。
1、BIM对工程设计阶段到底要实现什么？
几何形状、空间地理位置描述等视觉信息，非几何信息：建设依据、 材料信息、构件信息、图纸、采购信息等。
BIM通过数字化技术，在计算机中建立一座数字工程实体，一座数字 工程实体则提供了一个完整的、具有逻辑映射关系的工程信息库。
一、BIM技术概述
BIM在国际上工程行业的发展现状
设计阶段：进行各专业三维设计，共享三维设计模型数据，避免数据重复录入。 能耗分析、绿色建筑分析、日照分析、风环境分析
从设计成果自动转化数字公路平台
建立拱桥模型界面 建立涵洞模型
初始路基信息模型 （雷城互通）
三、实现的功能与关键技术
4、实现道路三维模型、空间地理位置、图档数据信息的三者之间 的映射关联；并研发可视化的项目管理功能（信息浏览与检索、 计划进度、工程量统计检核等）
三、实现的功能与关键技术
1）统计与查询
三、实现的功能与关键技术
2、基于CAD技术，开发利用设计成果快速精确建模技术（路、桥、 涵、交通工程等）
技术突破：研发基于设计基础数据的公路三维实体建模 技术，实现利用公路基础设计资料，实现公路地面、路基、 桥涵、互通式立交以及附属构造物等快速精确建模。
三、实现的功能与关键技术
3、精确三维模型建立及大场景实施浏览
以“上海中心”BIM的实地调研为例：
建设单位与一家软件厂商有战略合作； 施工企业做了部分性的三维建模、模拟工序、指导施工的一些尝试； 于是，”上海中心”被作为国内首个示范性工程案例再作为宣传。
2、BIM发展现状
1）BIM在国际性典型工程到底应用如何？
对上海中心BIM实践的个人认识：
从设计向建设提供BIM模型并未实现。 部分性建模，已经是海量的（不包括材料等信息）； 多专业、部分性，却用到了十多种软件（因此多个软件均宣称成果应用） ； 冲突或碰撞检查（个别工点性质），但总体滞后于施工进度； 指导施工未能整体实现，仅体现在几个工点上（外幕墙、机电安装）； BIM技术与绿色工程，目前缺分析评价标准，无法实现。
一、BIM技术概述
BIM在国外：
日本、韩国：
有目标2016年实现全部公共设施项目使用BIM 技术。
韩国三星城
日本某互通
一、BIM技术概述
BIM在国内的应用：
建筑行业
铁路行业
工业行业
一、BIM技术概述
工程BIM面临的困难和挑战
设计专业多
挑战：准确空间信息、 大数据量
需要与准确的空间地理信息关联
空间视距求解示意图
空间视距线框图
空间视距渲染图
空间视距对比分析图
三、实现的功能与关键技术
5）工程量清单（三级次）自动统计
三、实现的功能与关键技术
5）工程量清单（三级次）自动统计
三、实现的功能与关键技术
6）变更文件快速录入管理
三、实现的功能与关键技术
什么是电子交付？ 什么是基于BIM的电子交付呢？
基于BIM模型对工程进行分析与评价。 直接提交基于BIM的数字化成果（或系统）。
数字化交付= = = = BIM交付
当下谈数字化，已不能只是电子化的图纸和文档及管理了； 必然应该是和工程设计阶段BIM模型开始； 必然应该从专业的三维设计软件入手。
2、BIM发展现状
1）BIM在国际性典型工程到底应用如何？
三、实现的功能与关键技术
三、实现的功能与关键技术
技术突破：研发快速构网和索引显示技术，独立开发图像和 模型分层优化、场景提取等技术，研发公路全三维虚拟仿真平台 技术，突破海量三维模型和大范围影像等处理应用瓶颈，实现虚 拟道路场景实时调度和浏览。
不同视距下的模型显示（LOD）
大纹理数据准确叠加
三、实现的功能与关键技术
2、BIM发展现状
3）国内BIM技术发展处于什么样的阶段？
如果：
对于规划和设计阶段，BIM技术的体现“三维设计、仿真分析、工程 BIM模型”等。
显然BIM不可能全过程实现的，部分性的实现都算做BIM。
那么：
公路行业：十余年前开始已逐步实现了路线和多个专业的三维设计， 基于三维模型进行交通安全、施工过程等的仿真分析，以三维方式向 业主方展示项目建设方案………我们已经BIM十多年了。
体积计算界面及原理示意
三、实现的功能与关键技术
2）数量计算质量校核
现场测量（GPS RTK）
点校核界面及校核成果
三、实现的功能与关键技术
2）数量计算质量校核
纵断面显示施工进度
三、实现的功能与关键技术
3）施工组织推演（路基）
三、实现的功能与关键技术
3）施工组织推演（隧道）
三、实现的功能与关键技术
施工阶段：利用三维设计模型数据，进行虚拟建造 运营阶段：应急救援方案模拟等
3D建模
日照分析
人流疏散模拟分析
一、BIM技术概述
BIM在国外：
美国：2009开始，预算 500 万美元以上的施工项目，要求从设计开始 应用 BIM 技术。
高速公路BIM
Freedom tower（新WTO）
一、BIM技术概述
二、BIM设计与交付研发实践
1、岳潜山区高速公路数字化集成设计成套技术研究与开发
2004年启动的省级科研项目； 实现公路平、纵、横与三维模型关联、互动的三维设计技术； 首次建立全线精确三维模型； 首次提出公路三维模型编码规则。
三维透视图关联查询
数字公路
二、BIM设计与交付研发实践
1、岳潜山区高速公路数字化集成设计成套技术研究与开发