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2020-02-13

BIM技术在双洮高速公路项目建设中的应用

作者: 艾三维软件 来源: 艾三维软件 发布日期: 2019.06.28

一、项目背景

贯彻以人民为中心的发展思想,立足高速公路建设数字化管理构架,着眼全方位衔接5G“数字吉林”建设,自双洮项目启动伊始,便作为我省高速公路BIM技术 的研发、实施载体,成为推动“数字交通”发展的又一“排头兵”,立志打造一条真正意义上的数字化高速公路,双洮高速公路开拓BIM技术研发应用新路径。

穿越瀚海,相望草原,作为国家高速公路网中大庆至广州高速公路、双辽至嫩江联络线的双辽至洮南高速公路,连接着东双、双嫩、大广、松通四条高速公路,双洮高速公路将成为吉林省西部一条重要的纵向大通道。2017年8月,按照《交通运输部办公厅关于推进公路水运工程BIM 技术应用的指导意见》。吉高集团、省交通规划设计院及参建单位联合成立课题组,依托双洮高速公路开展,基于BIM技术的高速公路信息化管理平台系统开发课题研究,由此建设“数字化高速公路”在我省西部高速公路架构的衔接点上萌发。

二、着眼产业升级,试水BIM效能最大化

BIM,即建筑信息化模型,能够将工程项目在全寿命周期中所赋予的结构性能、建筑材料、施工工艺、车辆荷载以及与高速公路有关的各种信息集成于一个模型之中,作为大数据载体,展现整个高速公路的全部生命过程,BIM技术作为落实公路水运工程建设全生周期管理理念的重要手段,被赋予了推动整个交通行业进行一次产业升级,实现智慧交通的重责大任。数字可视化、信息集成化、建管智能化,吉高集团在BIM技术的研发、应用领域, 深挖潜能、伸展外延,开拓性地提出了利用物联网收集数据、利用互联网传输数据、利用BIM模型存储数据,瞄准5D、大数据、云计算的研发思想,联合设计单位、施工单位、信息企业、设备厂家,着眼高速公路从数字化到信息化,最终实现智能化。

BIM技术在双洮高速公路项目建设中的应用

三、拼装数字组件,发掘规划设计先发优势

双洮高速公路地处平原地区,桥梁比重低,没有隧道工程,为尝试处于开发测试阶段的BIM技术搭建了良好的平台,项目设计伊始,吉高集团即联合省交通规划设计院,依托BIM技术进行全面设计,以分项分部工程为依据,对道路、桥梁、互通、涵洞、排水、防护等所有工程结构进行BIM技术建模,将187公里高速公路全部翻译成BIM模型,并按照1:1比例融入地理信息系统技术GIS平台,在BIM建模的同时,将几何尺寸、材料性质、力学指标、工程数量等信息存储到构件模型之中,通过BIM模型的建立,实现了三维表达的设计成果。

BIM技术在双洮高速公路项目建设中的应用

BIM技术在双洮高速公路项目建设中的应用

四、“对话”数据采集,实现建设管理现时收益

双洮项目BIM建设的又一突破,就是将物联网与高速公路建设管理牢牢绑定在一起,即便远隔千里,也能通过长有天眼的智能设备,将施工信息借助无线网络,实时传送到这个BIM平台之中。实现工程管理者与设备终端“对话交流”,大地上隆隆的智能机器填筑着实体工程,平台上清晰的BIM模型在GIS系统中一块块的生成和填充,安装有GPS的智能压路机,通过GPS定位将路基填筑压实的起点位置、终点位置以及填筑厚度、压实遍数、行进速度、激振力等压实数据,通过4G网络实时的传输到BIM平台之中,平台根据互联网传输的数据生产BIM模型块,填充到BIM模型中,当压实遍数、行进速度、填筑厚度超过容许规定值时系统自动报警,通过智能化过程控制,使以往难以解决的超厚填筑、压实度不够常见问题,从根本上得到了严控,智能钻桩设备,通过GPS定位和传感器这些物联网设备,对钻孔桩位坐标、垂直角度、进尺深度的数据,以厘米级精度实时采集,通过4G网络传输到BIM平台之中,平台根据互联网传输的数据生产BIM模型,并与平台的理论BIM模型对比,如不吻合,则预警提示,接下来,智能张拉、智能拌合站、智能摊铺机、数控钢筋加工设备都将在这里一展身手,配有计重传感器、温度、时间传感器等物联网设备的智能拌合站,通过4G网络,将单质材料的实际用量、拌合时间、拌合温度传输到BIM平台之中,同时,BIM平台通过互联网调取实验室数据,对于配合比、拌合温度、拌合时间等生产过程进行实时跟踪和有效控制。智能摊铺机,将GNSS基站发送的差分信号和激光发射器发射的高程信息进行处理解算,实现了实时的GNSS平面厘米级和高程毫米级定位,提高平整度,实现无桩化、数字化、精准化施工,在这个过程中,建设管理部门可以通过BIM模型进行施工组织设计、质量安全控制和进度管理,同时可以利用信息管理软件,对计量支付、设计变更、档案管理、实验计算、质量安全监督等环节进行远程信息化管理,设计为我们提供了基于BIM技术的三维、立体,并承载了设计信息的模型、各种智能的物联网设备又将施工信息形象立体的记录在这个与实体高速公路同寿命周期并以BIM技术建立的高速公路信息模型之中,BIM、互联网、物联网的有效融合,实现了对双洮高速公路工程质量的严格把控和建设信息数据的动态存储。

BIM技术在双洮高速公路项目建设中的应用

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五、实现“吞吐”信息,发展不假他人之手

双洮高速公路基于《BIM技术的高速公路信息化管理平台系统开发》课题研究,全方位发掘BIM、物联网、5g技术空间搭建了一个高速公路从设计建设到运营的全寿命周期的大数据载体。BIM技术的可视化,模型可以形象立体的存储设计、施工、运营养护,以及物流、车流、人流等,与高速公路全生命周期当中所产生的一切信息,同时这些信息经过检索与加工,又能从模型中“吐出”。实现规划、设计、施工、养护等信息的可追溯,可以说,其自身可“吞吐”数据信息的能力。才是我们挖掘BIM技术的最为宝贵的资源。利用BIM建设的“数字高速公路”信息模型当我们剖开路基某一断面就可以读取出这个断面的路基宽度、填高、横坡等几何尺寸。以及施工单位、施工时间、软基处理厚度,各层填料的CBR值、压实度、含水量、分层填筑厚度等等一切施工信息,同样我们选择一个桥墩构件,马上就可以知道水泥钢筋的生产厂家、标号、沙石、水泥的用量、配合比、混凝土的塌落度、施工温度等一系列信息。此时利用BIM技术建设的高速公路除了展现我们面前一条实体的高速公路体外同时又展现在我们面前一条以大数据为元素、三维立体、承载着大量信息的高速公路模型。这个模型就如同完全由数据堆积而成利用BIM技术建设的高速公路仅仅是BIM技术应用的发端。运营、养护则是BIM技术应用的接续。下面让我们瞄准5G时代体会一下我们所建立的高速公路BIM模型在未来高速公路运营、养护中所展示的神力。未来高速公路行驶的将全部是自动驾驶汽车,指路标志牌,安全护栏已失去了存在的意义,高速公路两侧会仅剩下轮廓标,轮廓标上将安装发射及接收装置。一些发射装置将随时为汽车提供诸如路况、位置、周围环境等一切对驾驶人员想知道的信息。彼此同时接收装置所收集的诸如车型、车号、车速、荷载、单轴重等汽车。信息通过5g传输存储到我们高速公路BIM模型之中,我们的高速公路BIM模型从设计到建设再到运营,其数据信息不断地在充实,不断地在积累只要这条实体的高速公路存在BIM型所承载的数据就会逐渐的增加。这一过程会贯穿于这条高速公路的全寿命周期。从存储的设计信息中我们可以知道各部位的结构力学参数、结构强度参数、安全系数储备等信息。从存储的施工信息中,我们可以知道所用材料性能、设备、工艺及外部施工环境信息。从存储的运营信息中,我们可以荷载作用以及自然环境信息这些是我们确定预防性养护的基础。我们可以借助BIM所具有的模拟性,模拟出道路的使用状况,从而作出预先判断确定养护方案,实现真正意义上的高速公路预防性养护。利用BIM技术进行高速公路的建设、运营及养护。通过5G实现的互联互通,建设“数字化高速公路”。最终利用“大数据”、“云计算”达到真正意义的“智慧交通”,才是我们研发BIM技术在高速公路应用的实际意义。

BIM技术在双洮高速公路项目建设中的应用

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六、总结

我们目前只是从高速公路设计、建设、运营这三个阶段利用BIM模型对高速公路数字化所做的工作。这仅仅是数字化高速公路的一部分,有了这个基础,在这个数据共享的时代。我们就可以通过大数据和云计算来补充丰富我们这个模型。试想一下我们可以通过高速公路收费信息系统,提取出是谁在驾驶着这辆汽车,可以通过传感器知道车上乘坐多少人。我们可以通过物流信息系统知道车上的货物种类、数量及物流走向。我们可以通过服务区服务信息系统了解到乘车人员休息、购物情况,只要我们想知道,我们就能知道这其中的一切,这就是大数据的共享。什么样的交通才能称为智慧交通我不能完全想象出来,我想也没有人能够下一个准确的定义,然而,万事万物要相聚有智慧都离不开信息和信息的交流可以说没有信息、信息的交流就不可能产生智慧,而“建筑信息模型BIM”为我们提供的信息和信息交流的平台,给我们实现真正的智能交通提供了可能。我们可以这样畅想未来的下一步我们可以把我省高速公路乃至全国的高速公路,都建成这样的模型放在我们这个平台之上形成大地上的高速公路实体网和平台上高速公路BIM模型网,这两张网,将在同寿命周期内同步建设、同步运营、同步管理、实时共享,在这个大数据共享的时代成千上万台电脑连接成了一片片电脑。这一片片电脑云会在这张BIM模型网上飘忽。我们可以乘着这朵朵的白云,摘取我们所需要的信息。填充到我们高速公路信息模型网中。这张数字化高速公路BIM模型网将在全寿命周期内对信息不断收集和积累,它就像一个历史的长河记载着我们人类对高速公路建设的历史。这样的数字化高速公路模型网必将蕴涵着无穷无尽的能量,它将是我们留给后人十分珍贵的数据宝藏,它所蕴含的能量将在我们未来的世界中不断的获取、不断的释放。保持功成不必在我的初心,推动干事创业,坚守功成必定有我的担当,无愧人民世界,双洮项目BIM技术课题在打造一条实体高速公路的同时,同步建设了一条数字化高速公路。于今日积累能量,于未来是放动能。我们期待着,循着这一项目,打开“智慧交通之窗”,扣响“数字吉林”之门。

BIM技术在双洮高速公路项目建设中的应用

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