从粗放到精细，BIM+GIS在高速公路建设管理中的应用与探索
高速公路项目具有征迁难度大、技术工艺复杂等诸多特点，工程管理难度极大。因其从设计施工到运维管养，中间大部分环节都存在大量的模糊地带，很多从业者都表示，交通工程是一项“粗放型”工程，历来存在各种各样的管理问题，例如图纸与现实差异极大、过程资料失真、施工质量监管、工程进度监控、土地征拆管理等。
为了根治高速公路工程存在的上述“顽疾”，提升工程管理信息化和标准化水平，提高设计成果利用率，四川省公路规划勘察设计研究院有限公司（以下简称“公路院”）自2017年起，深入研究BIM设计成果的延伸推广价值，积极探索BIM+GIS技术在高速公路工程管理方面的应用。
目前，公路院已开发完成包括高速公路建设管理BIM系统（以下简称“系统”）在内的多个BIM+GIS应用软件产品，并在工程实践中得到应用。在使用过程中，相关单位反馈该产品在征地管理、工程质量管理、进度管理、计量管理等多个方面都带来了积极效应，极大地提升了管理水平和工作效率。
BIM技术以其特有的可视化、协调性、模拟性、优化性等特征，可以快速高效地实现工程质量、进度、成本的综合管理，在项目精细化管理中发挥着至关重要的作用。GIS技术采集、管理、分析和输出地理信息与空间数据的功能，以分析模型为驱动实现空间综合分析和动态预测能力，并能产生高层次的地理信息，为高速公路全线的宏观管理提供技术支撑。
高速公路建设工程具有路线跨度长、区域范围广、施工工点复杂多样等特点决定了单独应用BIM或GIS技术推进交通行业信息化管理具有局限性。结合两种技术自身的有点，BIM+GIS技术在高速公路建设过程管理中的应用方法，提供了一种全新的数字化、可视化、精准化的管理工具，可助力高速公路传统微观管理方式向现代化、智能化、宏观化。
BIM+GIS模拟大渡河特大桥三维场景
由于公路工程均为带状分布，且具有距离长、宽度窄、地形复杂、环境多样、数据种类多等特点，因此，公路院采用超图多源数据融合技术对多尺度、多类型、多区域的空间数据进行管理，形成统一的公路工程地理空间数据库。其中，带状区域高精度地形与大范围低精度地形的无缝融合技术，解决了长期以来困扰公路工程地形表达的技术难题；同时，通过该技术对BIM、倾斜、矢量数据进行有机融合，解决了公路工程数据组织方式复杂、维护困难的棘手问题。
蓉昌高速龙池段（BIM与倾斜摄影模型无缝融合）
乐西高速（高、低精度地形影像无缝融合）
大渡河特大桥（BIM与高精度地形无缝融合）
依托BIM精细化模型和WebGL技术，系统在前端真实、直观、准确地表达高速公路工程整体形象及各设施构件级信息，并提供基于三维模型的设计图纸、桩号、设计及建设相关数据信息的交互式浏览和可视化展示，支撑现场施工及建设管理，便于使用人员通过该模块了解工程施工过程及竣工后的情况。
电子沙盘（从宏观到细节，精细管控工程全貌）
系统将征拆详细信息与GIS相结合，让使用者可以直观地看到土地征用的实际情况，纵向可以深入到每一块待征地的范围、状态，横向可以总览所有地块的征地情况。结合征地数据的汇算，系统可自动生成统计报表，并创新性地推出了征地状态一览图，让使用者可以对整个公路工程的征地情况一目了然，也让业主更及时准确地了解拆迁过程。
征地管理（从抽象到实地，一图总览土地供应）
在现场资料、工程日志模块中，系统利用APP管理标准及要求，将现场施工数据信息进行动态采集与管理，提高现场数据采集的及时性、准确性及完整性。
设计单位能够通过系统，实时地把设计信息反馈到施工过程中，同时也对实际施工中的信息反馈进行了解和更新，有助于后续工程施工的快速处理。
施工单位、监理单位可通过系统的APP终端进行施工数据的填报，实现提交施工数据的标准化，达到简单、快速填报，避免了以往数据状态不规范的问题，并通过无纸化填报，节约了部分成本。
在系统管理工程设计和施工过程中，使用人员可通过PC端或手机APP随时调取查看电子图纸资源，有效避免了传统查找图纸困难的问题。
现场资料（从线上到线下，实时管控施工过程）
系统借助BIM精细化模型、施工资料日志，结合超图三维的专题展示能力，将工程设计进度、实际进度、预期进度以三维专题图的形式在前端展现，便于用户快速、直观地查看工程的实时施工情况，使业主能够实时了解和有效地控制施工进度。
进度管理（从虚拟到现实，形象展示工程进度）
公路院创新性地实现了BIM数据标准化、分部分项数据标准化、现场施工信息填报标准化，有利于数据管理及延伸应用。通过对设施构件、征地管控、施工过程、工程进度做到直观可视，使用者能够快速、清晰地了解项目情况。在分部分项划分标准的基础上，系统进行了分部分项自助划分，使分部分项划分工作标准化、规范化、高效化。
系统以工程结构树（EBS）及分部分项（WBS）双核心结构树为主线进行数据集成，支撑数据一次生成、多方共享，以BIM+GIS作为数据集成基础，实现了所有工程数据的集成，并为全周期数据应用奠定坚实基础。目前，该系统已应用于乐西高速、沿江高速、泸石高速、成绵高速扩容等多个高速公路工程管理当中。
四川省公路规划勘察设计研究院有限公司（原四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院）成立于1953年，2019年完成转企改制，成为国有企业，持有工程设计公路行业、市政、工程勘察等20多个国家甲级资质。
文/西南平台客户中心 张剑春
四川省公路规划勘察设计研究院有限公司 沈国焱