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中交公规院BIM技术智高一筹 | 在科技创新前沿御风而行
中交公规院BIM技术智高一筹
本报记者 郑洋 特约记者 吴益梅 杨帆
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（中交公规院BIM设计的马尔代夫Irufen海岛度假酒店内景漫游视频。）
“道在日新，艺亦须日新，新者生机也；不新则死。”国画大师徐悲鸿曾这样感慨。
从国家到行业再到企业，创新从来不是一个缺乏热度的词。正如徐悲鸿所言，“艺”要随“道”而变，科技创新要不断满足社会的发展，要面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求。
中交公路规划设计院有限公司（简称公规院）作为一家有着60多年发展历史的综合性工程咨询公司，更是将科技创新作为公司发展的内生动力，充分认识到抓创新就是抓发展，谋创新就是谋未来。2016年，站在“十三五”的起点，公规院积极落实创新驱动战略，在深入分析行业技术发展趋势和市场需求的基础上，依托自身技术和智力优势，梳理出10项“十三五”期科技创新重大关键技术，其中4项与BIM有关。
BIM（Building Information Modeling)是一项广泛应用于房建、航空器设计、机械设计等领域的成熟技术，在交通运输建设领域起步不久，但前景巨大。
2017年2月15日，公规院自主研发的桥隧结构三维非线性计算分析软件OSIS和BIM技术应用推广正式启动。公规院在国内率先拥有了自己的桥隧核心计算软件，为BIM技术推广应用中的关键难题——计算分析一体化技术打下了根基。
BIM技术这项在交通建设领域被炒得火热的技术，正在不断颠覆传统的生产和管理模式，同时也极大地提升着生产效率。公规院围绕“打造国内领先、国际一流的国际化综合性工程咨询公司”的中心目标，在BIM技术研发、应用和推广过程中为行业做出示范，当好先行。
（公规院使用BIM技术设计的马尔代夫Irufen海岛度假酒店效果图。）
俯瞰马尔代夫海岛，几栋豪华别墅被碧绿的椰林团簇，林间小径将一栋栋别墅连接在一起，一排排五颜六色的遮阳伞将椰林和湛蓝的海水分隔开。镜头俯冲而下，沿着小径穿过茂盛的椰林，钻进别墅。客厅里、厨房内、泳池中，人们休闲生活的场景尽现眼前。房间内装饰豪华、雕梁画栋，房间外人头攒动、鸟语花香，好一派度假休闲的景象。
这个逼真的漫游场景并不是电影大片中的特技表演，也不是某个企业耗巨资制作的宣传片，而是公规院BIM项目团队制作的项目推介视频。
“以前，制作这样的漫游视频必须依赖专业的制作公司，每秒钟几百元，10分钟的视频要做一个多月，后期的修改还很麻烦。现在，我们的BIM设计工程师几天就能搞定，视觉效果会更好。”公规院副总工程师彭运动自豪地说。场景中的马尔代夫四星级度假酒店是公规院2016年承接的“EPC+F”项目。
当然，制作漫游视频并不是公规院BIM设计的主要目的。据介绍，利用BIM技术从事工程设计能极大地提高生产效率，在国内外的工程竞标中优势明显：
“我们用视频向业主展示设计方案，方案自己会说话，不用我们多解释，设计理念就很容易被业主接受。”彭运动向记者介绍。
“从谷歌地图获取地理信息，从BIM构件族库中调取成型的模块并将参数稍加调整，经过拼接就形成了设计方案三维图。只要有了足够的构件储备，设计桥梁就像搭积木，大大缩短了设计时间”，公规院BIM设计工程师、毕业于美国哥伦比亚大学的柏涛说。
当问到为什么“构件库”如此重要，柏涛解释说：“构件族库越完善，就给了设计师更多的选择，设计一座桥梁用的时间越少。”
这一工作如同栽种果树，三年的耕耘和等待才能换来枝头的累累硕果，而以后每年果实都会挂满枝头。但这三年的耕耘和等待，考验着每一个创新团队的耐心。
“等到构件族库完善了，设计一座桥可能也就10分钟。”彭运动信心十足地说，“BIM对创新驱动的作用不仅限于此，更是项目一条龙的数据共享和效率提升。”
（BIM设计的Irufen海岛度假酒店远景图。）
（BIM设计的Irufen海岛度假酒店。）
桥梁设计是公规院的传统优势业务。
桥梁设计主要有两道工序，总体设计和结构计算分析。而BIM商用设计软件与总体计算软件之间并不能进行智能化信息交换。因此，为两道工序间架设数据桥梁就至关重要。公规院BIM技术的研发和应用为两类软件的深度融合提供了条件。
2015年，公规院依托公路长大桥建设国家工程研究中心成立了BIM工作室，为公规院BIM技术和标准的研发、应用和推广提供规划引领、技术支撑和人才保证。公规院桥梁设计与BIM技术的结合迈出了一大步。公规院要做第一个吃螃蟹的人。
作为我国桥梁设计领域的领头羊，公规院聚全院之力，由BIM工作室副主任李毅牵头，自主研发出桥梁三维非线性分析软件（OSIS），有力地推动了计算、设计一体化的实现。2015年至2016年公规院对苏通大桥、鄂东大桥、虎门二桥等23个工程项目进行了公测，结果证实计算精度已满足工程需求，具备了在设计项目中推广使用的条件，也为BIM技术在公规院内推广奠定了基础。
根据公规院发展规划，2017年自主研发的OSIS软件在设计项目中的应用比例将超过50%，2018年实现全面普及，这意味着计算分析“洋软件”两年内要退出公规院。
公规院BIM工作室主任吴宏波向记者介绍：“BIM软件与OSIS的有效连接，能够实现建模分析一体化，解决了结构总体计算分析和BIM建模‘两张皮’难题，大大提高了工程师学习BIM技术积极性，这也是公规院BIM技术研发的主要特色之一。”
在设计过程中，方案修改就像家常便饭，由此导致的钢筋使用量、数量表、概预算的变化给设计人员增添了大量工作。而基于BIM技术的设计方案，只需要对模型的参数进行修改，钢筋使用量、数量表、概预算会随之自动变化，一键实现全套设计方案调整，这就是BIM技术的魅力。
未来，隧道单洞变双洞、梁片单箱单室变单箱双室、桥梁主塔角度调整就不必在设计图纸上大费周章，调整几个模型参数就可以轻易实现，从而把技术人员从机械化的重复工作中解放出来，去研究使设计更高效、更准确的技术创新，去思考如何更好地满足客户的需求。
（厄瓜多尔基多市Guayasamin桥连续刚构BIM设计。）
在公规院，BIM技术的研发和推广不是个别部门的工作，而是在全院范围内，各职能部门和事业部协同配合共同推动的事业。而实现部门间高效的协同需要完善的制度保障。《公规院2016—2020年科技发展规划》（简称《科技规划》）为BIM等技术的发展指明了方向。《科技规划》指出，到2020年，全院项目方案设计100%采用BIM技术，初步设计、施工图设计中80%结构物（包括桥梁、隧道、建筑、路基、路面等）采用BIM技术。
随着BIM技术的引进，公规院的设计手段和管理手段将产生颠覆性变革。
对于设计人员，这种变革是最直接的——设计绘图、方案研究、碰撞检查、造价计算等都需要转移到BIM平台上操作。而对于管理人员，管理思路和方法也必须与之对应地进行调整。
“过去，各项目组需要信息交换时，必须向管理协同平台互提资料单，项目经理再根据信息量进行协调调配。而如今，BIM模型包含了项目所有的信息以及修改痕迹，设计人员可以根据级别的高低随时查看模型信息，不仅可以提高效率，还能使修改过程清晰可见”，公规院科技信息部副主任李贞新介绍。
目前，公规院正在积极开发能够适应BIM设计信息交换的管理协同信息平台。为即将到来的BIM时代做好支撑。
除此之外，BIM人才储备也为公规院引领行业发展提供智力保障。
根据《科技规划》，公规院要在“十三五”期间，培养一批具有行业影响力的科技创新领军人才、重点领域创新团队和众创团队，尤其是BIM人才的培养。
为实现这一目标，公规院将评选出14位科技创新人才、14个科技创新团队，给以立项和资金支持，并且明确了众创团队的申报条件和鼓励措施，营造出尊重和崇尚科技创新的氛围。这是公规院首次设立科技人才专项培养模式，顶层设计更细致、方向性和引导性更强。
“培养一批站在行业科技前沿、具有国际视野和综合技术能力的中青年科技创新领军人才，打造一大批科研能力强、协作精神佳的创新团队。形成专业配备合理、科研能力强、技术素质优良、具有国际竞争力的创新型人才队伍梯队。”这是公规院的人才培养目标，将为公规院BIM技术创新提供智力支撑。
完善的顶层设计、全面的制度保障、深度的技术支持、充足的人才储备，公规院的科技发展目标也终将会变成现实。站在科技创新的最前沿，公规院中流击水正当时。
本文图片由中交公规院提供
（见报版面图。）
本文原载于4月17日《中国交通报》第5版，转载请注明出处。
责编：郑洋 审核：慕顺宗