从粗放到精细,BIM+GIS在高速公路建设管理中的应用与探索
文章发布日期:2021-07-07
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
1多源数据融合:解决数据管理难题
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)
2电子沙盘:高速公路工程的数字孪生
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)
3征拆管理:一图总览土地供应
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)
4资料日志:无缝监管每一处细节
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)
5进度管理:形象管控工程进度
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)
6总结
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。
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