如何让BIM+GIS的数据服务全产业链

对于勘察设计类企业来说，十年后应用场景是怎么样的？今天我们通过纸质图纸移交成果，未来移交设计成果的方式必定是以信息数据为主。而且，基于行业的特殊性，信息化数据的移交应通过在线（私有云）的方式。如今，基建领域引入BIM技术，实际上就是利用BIM 技术推动传统勘察设计企业的信息化转型。

BIM与勘察设计

三维智能选线

激光雷达测绘目前在公路行业开展得非常普及，实际上就是传统的勘察设计手段利用了三维信息。随着技术的进步，目前四川省内绝大部分项目的初步设计包括勘察项目，已全面采用激光雷达测绘的技术手段。

此外，笔者及团队在相关测绘技术的支持下，同时引入了三维地质平台。该平台主要是基于Bentley平台进行了一些定制和开发。这一技术方案可以将数据有效地保存，同时生成实体的三维模型。在此基础上，我们还引入了一套系统，主要用于解决公路上的终极问题——智能选线。这就意味着，只要选定起点和终点，便可以让计算机自动分析最优的路线。例如一条长度为20公里、相对线性比较复杂的高速公路，若按照传统方式，设计人员可能需要一个月左右的时间，做出10个方案；如果是通过计算机来模拟和分析，则可以在一个小时内穷尽所有的方案。此外，通过该系统的智能选线，往往还能帮助设计人员颠覆最初的直观判定，选出造价更优的方案。

BIM与互通式立交

与传统设计图纸相比，三维模型更加直观，使用起来更为方便。

在汶川枢纽互通增设上下行匝道的方案中，省交通厅要求通过BIM模型来验证其合理性。在实际的验证过程中，笔者及团队确实也发现了设计上的一些低级错误。比如，新匝道的高度不够；一条路基与其他结构相互干扰等。此外，根据业主的要求，我们还对一期、二期工程中所有的桥墩进行了排查，防止相互干扰的问题出现。最终，在BIM三维模型的帮助下，该验证过程不仅弥补了一些纰漏，而且使审查的效率大大提高。参与审查的所有专家以及非专业人士，都可以在很短的时间内掌握所有信息。此外，该模型对施工界面的划分也非常有好处。

BIM与桥梁

和建筑类类似，桥梁、隧道是通过建立大量参数化数据，进而构建数据库。同时，该数据库也在不断的迭代。笔者及团队按照企业标准对每个构件进行了EBS拆分，包括构建所有的编码体系、工程分类表。目前，该标准已在3个项目中得以应用。

实际上，各个行业在利用BIM技术进行参数化设计方面，大同小异。但是，对于建筑行业来说，建筑物是一个标准的三维空间；而公路则属于线性工程，往往是一个扭曲的三维面。因此，笔者及团队基于目前的系统进行了定制开发，在创建模型的同时还可以自动生成一套数据库。实际上就是把设计上的信息，包含部分工程量的信息，灌入到这个数据库，除了创建模型本身的LVT文件以外，还包含了编码信息等更丰富的信息。

除了桥梁以外，我们还针对隧道对软件进行了二次开发。目前，也基本以跑模为主，包含洞身、航空道、地下风机房。此外，隧道是按照固定的节段进行拆分。这样一来，在建设管理阶段，可以把进度按照节断填报到整个系统中。

BIM在应急抢险中的应用

2017年8月8号，九寨沟发生七级地震。在地震发生的前两天，也就是8月6号，石大关位置发生高位崩塌，坍塌的山顶截断了213国道。213国道是连接成都和九寨沟的公路，地震发生后，省交通厅要求相关人员必须尽快拿出应急抢险方案。

为此，测绘分院第一时间指派人员前往现场进行了航测，并得出模型。随后，相关负责人制定了“使用钢管的形式搭一个临时隧道”。此后，为了快速拿出对应方案，我中心与相关设计人员基于应急抢险系统，在倾斜摄影模型上直接讨论设计方案、确定两侧洞口位置及洞身长度。此外，相关人员通过VR设备，可以身临其境般地观察崩塌情况，了解地质灾害情况，进而基于模型确定工程方案。

地震发生后，四川省内的设计院又派出了大量地质人员和专家前往现场，收集了大量的资料。在拿到相关的震后影像后，笔者及团队基于互联网技术，把所有受灾点的受灾情况整理到系统中，使救援单位可以直接调取受灾点照片以及震前和震后影像的对比，受灾情况一目了然。此后，笔者和团队又将该系统进一步完善，形成了一套应急抢险系统。该系统可以通过移动端，迅速地录入现场受灾情况。例如在受灾断道现场，技术人员可以通过手机实时上传现场照片，描述受灾和保供情况；其他人员也可以通过该系统，远程获取受灾点的实时情况。

建管养的BIM应用

目前，BIM的应用主要分为两大分支，一个是传统的建筑行业，另一个是基建行业。建筑行业更多是基于一个地块的三维空间，专业复合度、软件应用场景和层次度都要强于基建行业。基建行业有一个很大的特点，绝大部分都要和地形发生关系，与地理信息以及测绘等行业非常近，而且专业复杂程度也要比建筑行业高，所以不可能靠一款软件包打天下。这就意味着基建行业需要有一个系统解决方案，可能会存在多家厂商并行的情况。此外，单纯的BIM已经不能解决基建行业的问题，必须依靠BIM+GIS。

在基建行业，BIM技术基本上被应用于两个层面。第一是建模。其应用场景为离线，主要解决设计和制造阶段遇到的问题，应用为主、开发为辅。平台软件包括：Autodesk、Bentley、Dassault。第二是下游的应用。当设计或者是建模阶段做好模型后，需要结合信息化进行业务集成，主要服务建设和运维阶段，工作内容主要是根据业务进行定制开发。

过去，本团队在GIS平台也走了非常多的弯路，包括Skyline、CityMaker、ArcGIS、SuperMap，基本上都购买了对应的服务，也做了相应的尝试。在这个过程中发现，若要把模型过渡到不同平台，需要12种接口。虽然软件厂商可能会预留一些对应的接口，但并不能完全满足实际应用的需求。此后，经过不断的积累，我们发现，若要将BIM模型带入到3d-GIS系统，目前最好的方法是自行开发一套数据交付系统。简单来说，通过开发一个插件，可以把模型批量推送到数据交付系统，进而将模型和信息进行拆分和自定义，然后转出到任意一个GIS平台里。

在BIM技术中，最重要的内容是information和model。该系统的方法论就是把模型和对应的信息进行拆分。以rvt格式的模型为例，通过自研插件，可以将其转为fbx和xml或其他文件。模型和信息拆分开，两者通过唯一的ID和构件进行匹配，然后再通过自研发的数据组装工具，把它封装成任意一个格式。倘若某一个项目有无数个文件，也可以通过该插件，一键化、批量化地推送到整个服务器中。此外，这套方法论可以对信息进行二次加工，这就是模型和信息分离的优势和好处。

2017年前后，笔者及团队于第一次将这套建设管理系统成功应用于仁沐新高速的项目建设中。这套系统是基于BIM+GIS数据，通过网页和手机都可以同时操作。首先，该系统把100余公里高速公路建设项目中所有桥梁、隧道、涵洞的信息都包含在内。相关人员可以通过该系统进行搜索、测量某一个构件。同时，该系统也支持移动端App。其次，形象进度也可以得到非常好的展示。施工单位和监理单位可以通过手机App实时上报数据。第三，使用该系统，可以通过手机图片、 文字、GPS 等上报巡查情况、工序检查并绑定模型。第四，图档管理。该系统可实现全线施工及相关文件检索、下载查看。第五，征拆管理。对征拆难点进行实时上报，全线统计。

让数据服务全产业链

首先， BIM与GIS亟需深度融合。

目前，很多企业、服务商，包括设计单位所研发的BIM系统，往往是“两张皮”，也就是BIM在Forge上、GIS在超图。由于需要平台切换，所以用户体验非常差。此外，因为很多BIM模型不是基于GIS系统，所以没有办法定位，或者根本就没有移动端的功能。

其次，信息化系统种类繁多，需要“统一底层，万物归一”。

在一个建设项目中，信息化系统种类繁多。例如，某项目的施工单位就有竣工资料、实验检测等系统，而且各个子系统又相互独立，数据也没有办法互通。数据集成更多是东拼西凑、流于形式，使一线人员不堪重负。

那么，这些信息化数据该如果向下游过渡，并且能够服务于全产业链呢？为此，笔者及团队提出了“统一底层，万物归一”。

打造底层必须要完善BIM、清单细目、工程数量、分部分项，同时解决4者间的6个关系，对数据重构。以某路基防护公司路基防护工程数量表为例，50方的混凝土对于结构化的数据库就是一条数据，包含清单细目、分部分项、BIM模型对应的EBS编码。一旦梳理好4者间的6个关系后，实际上就形成了一个数据底层，所有下游产业的应用都可以基于这样的数据底层去进行数据的读取、录入和链接，比如说上层的计量支付、质量评定、检验试验、竣工资料等一系列的应用，都可以直接从这个数据底层进行读取。这也就是“以BIM之名，行信息化之实”。

本文刊载 / 《桥梁 · BIM视界》杂志

2020年 第4期 总第15期

作者 / 朱明

作者单位 / 四川省交通勘察设计研究院有限公司BIM中心

编辑 / 王硕

美编 / 赵雯

责编 / 王硕

审校 / 李天颖 裴小吟 廖玲

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2021.4.9

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