基于BIM的建设管理平台在太原西北二环高速公路建设中的应用
李国栋
太原西北二环高速公路发展有限公司
太原市轨道交通智慧建造科技有限公司
太原西北二环高速公路发展有限公司于2017年09月12日在太原注册成立,由中国中铁股份有限公司牵头的联合体与太原市交通运输局签署投资协议,项目中标后联合体成员共同出资成立本项目公司,注册资本金5亿元。经营范围包括高速公路建设运营管理;高速公路收费、养护、服务区、物流的运营管理;广告业务。
太原市轨道交通智慧建造科技有限公司,成立于2019年12月26日,系太原轨道交通集团有限公司全资控股子公司,注册资本金800万元。依托于城市轨道交通行业、高新技术产业和建筑业的政策扶持、技术实力、资源优势,开展轨道交通运营管理系统开发;轨道交通通信信号系统开发;信息系统集成;信息技术咨询;技术服务、技术开发、技术咨询、技术交流、技术转让、技术推广;人工智能应用软件开发;物联网技术;数据处理等服务。
一、工程概括
1.1 项目简介
G2003 太原绕城高速公路义望至凌井店段(太原西北二环)是国家高速公路太原过境段的重要组成路段,也是山西省“三纵十二横十二环”高速公路网的重要组成部分,路线全长160公里,分为西二环和北二环,全线桥隧比41%。
全线重点区域采用针对性、科学性和实用性较强的BIM+GIS技术相结合的方式开展公路行业全生命周期BIM协同应用。
图1 项目路线图
1.2 工程特点与难点
主要体现在:参与方众多,统筹管理难;地理环境复杂,布置难度大;民生工程创优及质量安全是重点;PPP项目养运同建设并重。
1.3 应用亮点及创新点
(1) BIM平台开放的数据协议
平台采用主流的开放互联技术协议,可与企业建设的其他信息平台快速集成,打破业务数据、实验数据、智慧工地等多方平台信息壁垒,实现多个项目、多专业数据在一个平台、一个账号下的全方位精细化管理。
(2) 平台自定义配置
为满足不同企业用户需求,平台支持灵活的扩容部署,将流程设置、模板设置、字典设置等功能放置于前端便于用户更加方便快速地配置一套定制化的信息化协同管理平台。
(3) BIM+GIS技术
通过开展基于BIM+GIS的可视化应用,合理规划项目选址,从以往只能通过在二维图纸上基于施工人员经验制定的方案在真实的场景中进行施工模拟,更好的验证施工方案的可行性,排除施工隐患,提高作业的安全性。
二、BIM组织
与应用环境
2.1 BIM应用目标
按照《交通强国建设纲要》提出构建安全、便捷、高效、绿色、经济的现代化综合交通体系和打造一流设施的要求,建立覆盖全生命周期的长效机制,打造优质耐久、安全舒适、经济环保、社会认可的高速公路,以此来争创平安百年品质工程示范项目。
2.2 团队组织
基于“业主方主导、BIM总体单位专业顾问咨询、各参与方协同实施”的指导思想,引入太原市轨道交通智慧建造科技有限公司作为信息化建设总体咨询单位,对设计施工监理单位开展BIM技术指导,采用如下图所示的太原西北二环项目BIM应用组织架构:
图2 团队组织架构
2.3 软硬件环境
图3 软硬件环境
BIM团队配置10台工作站,18台显示器,1台服务器,多台其他智能设备;以AUTODESK套件为主辅以渲染、计算、测绘等正版软件10余种,包括Auto CAD、Revit、Navisworks、3dMax等。
2.4 建模标准依据
本项目建模标准是依据交通运输部发布的《公路工程信息模型设计统一标准》《公路工程信息模型施工统一标准》《公路工程信息模型运维统一标准》《公路工程信息模型应用统一标准》及山西省地方标准,结合本项目实际BIM需求编制。
2.5 应用策略
本项目建立BIM信息化管理中心、两个分中心、N个信息化平台,提供开展基于BIM的协同讨论等应用的交互集成办公活动。在多标段开展基于BIM的建设管理平台,涵盖进度、安全、质量、视频监控、实施数据采集等功能。
三、BIM应用
3.1 参数化族库建立
图4 参数化族库
项目公司统一制定参数化族库方便各方使用,在以模型为载体的信息交流过程中我们对设计内容进行了图审,从源头上解决了施工难题。
3.2 BIM技术在建设中的应用
图5 建设期BIM技术应用点
项目公司根据标段情况针对性的提出了不同的BIM技术应用内容,主要包含可视化展示、工程量统计、施工模拟、VR安全体验、点云扫描等。
图6 BIM+GIS技术应用
针对重点标段重点部位单独开展了大临方案比选,首先通过GIS技术对场地进行初步选址,后通过倾斜摄影技术对其进行重点采集,将数据导入C3D进行汇水跌水挖填方分析结合便道设计确定最终选址,再此基础上完成大临方案的最终设计。
3.3 基于BIM的建设管理平台
图7 平台开发架构
平台采用七层的中台架构思路,基于分布式的微服务技术,进一步整合业务中台,三维化开展多项目多用户管理。平台总计十二个管理模块,以下是各模块简介:
图8 管理驾驶舱
项目驾驶舱主要服务于项目公司对关注重点进行汇总展示。
图9 项目概览
项目概览主要针对各标段进行项目展示和现场应用集成。
图10 待办事项
待办事项涉及用户的审批、回复、接收等信息提醒。
图11 模型管理
平台集成多格式模型数据,可直接上传实现轻量化展示,同时针对不同阶段的模型做到了全过程存档,对变动部位进行比较查看,在此过程中解决了数据继承问题。
图12 视频监控
对各标段重点部位进行全天24小时实时监控方便对其快速决策。
图13 进度管理
各标段可再平台内通过BIM模型直接安排施工进度计划,按不同维度对现场完工情况进行统计分析汇总。
图14 质量安全管理
通过双向定位在平台内保留全流程闭环的信息数据。
图15 文档管理
作为建养一体项目在文档中加入了数字化交付流程。
图16 施工数据监测/施工数据采集
同时平台还集成了现场各智能设备,实时收集现场动态施工数据。
图17 “2468”管理
根据公司管理模式特别制定了“2468”管理体系,项目公司对各参建方的任务发布,回复、审核、整改全部在平台内完成。
四、应用效果
通过应用建设管理平台,本项目得到了各方参与单位和社会的广泛认可,目前平台已经取得两项软著,2个科研课题立项,荣获龙图杯一等奖,智建杯金奖,入选2022山西住建厅优秀案例名单,完成两篇论文等成果,在高速公路行业BIM应用中具有一定的影响力。
五、总结
5.1 推广价值
本项目在初期就制定了明确的智慧公路建设目标,研发了基于BIM的多端数据统一的建设管理平台,通过一个平台一个账户以三维化的形式开展多项目管理。同时平台采用低代码组件集成、拥有开放的数据协议及灵活的部署模式极大的方便了不同项目的专业化定制需求,为高速公路项目信息化建管推广起到了示范引领作用。
5.2 经验教训
以运维为导向,树立全生命期BIM技术应用理念,指导本项目打造智慧高速的建设目标。这就要求我们不仅要满足在设计、施工、竣工交付期的可视化要求,更要立足于运营期对数据的管理需求,及时对现有数据更新维护,为运营期西北二环项目智慧高速的运维提供坚实的数字底座。