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如何从零开始搭建BIM完整设计体系？

近年来，BIM技术备受大众青睐，运用BIM技术可以支援并改善许多建筑设计和施工过程业务实务流程，解决施工过程中更高复杂度的问题，对业主、设计单位、施工方都有不可替代的好处。小编为大家带来“来自基层工作者的BIM之路：如何从零开始搭建完整设计体系”。

“BIM项目让我对整个行业有了更深的理解。接下来，我们会有意识地往更深的地方探索，并尝试将大数据、区块链等先进科学都融合到航道中。”日前，在接受记者采访时，荣获2020年“长航局科技创新中青年领军人才”荣誉称号的郭涛透露道。

郭涛是长江航道规划设计研究院BIM技术研发及应用团队(简称“BIM团队”)的负责人。在长江航道BIM技术研发及推广实施过程中，在没有任何成功经验和现有成果可借鉴的情况下，他带领团队，经历平台选型、方案设计、需求分析、功能开发、开展试点工作等阶段，突破航道工程设计、建设、管理、维护等各阶段应用中存在的BIM技术难点，成功为航道整治工程插上科技“双翼”。

从无到有

锻造完整设计体系

回首不忘来时路，一路风雨一路歌。

航道整治工程的一大特点是与地形紧密结合，或者随地形起伏，这一特点和建筑、水利等其他行业有很大区别，决定了团队不能照搬照抄其他行业的BIM设计方法，必须靠自己研究确定适合航道工程的设计流程和方法。

“对于BIM，虽然我们团队一开始都是。”郭涛回忆道，“但我们从‘什么是BIM’的基本概念学起，逐步掌握了多款BIM相关软件。”

摸着石头过河，中间的过程自然不会是一帆风顺。

郭涛告诉记者，开发参数化部件时，经常遇到做到某一步，忽然出现一片感叹号的情况。这时，就要像编程一样细心排查错误，反复多次调试、测试。

“在GIS平台进行不同测量比尺不同坐标系的高程数据融合时，我们一开始没有掌握GIS数据格式、坐标系相关知识。团队就通过第三方软件GlobalMapper提取等高线、坐标转换进行中转处理。”郭涛举例，“这样虽然暂时将数据融合起来，但步骤很多，费时费力。后来通过网上搜索学习相关知识，翻阅帮助文档，找到了效率比较高的方法，操作步骤大幅减少，测量数据叠加融合的效果也不错。”

纵断面提取、Dynamo交叉设计、模型文件导出、物体运动动画等问题和痛点，每天摆在郭涛与团队面前的，都是一串待解决问题的列表。

然而，郭涛始终坚信，遇到困难不退缩，方法总比困难多。在他的带领下，团队也对解决技术问题有保持着兴趣和热情。

在施工组织设计时，为了理解实际的工程施工进度，团队去整治中心找来了燕子窝工程的施工日志，对着几千个施工网格和天的日志记录，把整治建筑物模型按照施工网格拆分成密密麻麻的数千个单体模型，然后按日期一一排列，用动画的形式还原了整个施工过程。“所以后来再做施工模拟动画的时候，心里面就有底了。”郭涛笑着说。

从主要到次要，从易到难，BIM团队把遇到的问题和痛点都在实践过程中一一解决了。在郭涛的带领下，BIM团队通过不断地摸索尝试，建立了护滩、护岸、筑坝等整治建筑物参数化部件库，建立了材质库，制定了材质标准、文件命名标准、交付标准等，开发了航道整治工程BIM设计工具箱，形成了完整的航道整治工程BIM设计体系。

从有到优

与时俱进提升技术

数月前，记者来到长江航道整治工程生态固滩专项工程——鳊鱼滩生态固滩工程，发现滩上草长莺飞、风景如画。不久前，长江中游新洲至九江河段航道整治二期工程(以下简称“新九二期”)顺利通过交工验收。该工程的顺利完工也是BIM团队技术支持的生动实践。

“和其他研究院比较，我们初跟着他们跑，现在已经追赶上他们。从近期情况看，我们在复杂结构精细化建模和效果展示等方面还要超过他们。这些成果应用在新九二期、芜裕段、武安段等整治工程项目设计阶段，取得了较好的效果，也得到了上级的认可。”郭涛自豪地表示。

他告诉记者，信息化是一项需要投入大量资金的工作，如何在单位实际发展需求与信息技术间架起一座桥梁，需要深度思考，而不是唯技术论。

为了让BIM技术的价值更加充分地体现在工程中应用中，满足日新月异的需求，保持技术的与时俱进，团队开始尝试将BIM技术向工程建成以后的运营维护阶段延伸。“我们大量调研，保持对行业应用、本行业科研技术更新的敏感度，反复思考在工程应用中BIM技术的落地。”郭涛说。

团队从2017年开始谋划和探索技术可行性，开发基于“BIM+GIS”的维护分析平台和基于“BIM+Unity3D”的三维展示平台。目前，两个平台已初步搭建完成，项目“内河航道整治工程BIM关键技术研发及应用”也荣获中国航海学会科学技术奖二等奖。

维护分析平台的重点就在于搭建BIM数据库。如今，在郭涛的带领下，BIM团队已初步搭建空间数据库，也完成了太平口、戴家洲等4个河段数据的入库。“未来两年将逐步实现长江干线400多处整治建筑物BIM数据的生产和入库。”郭涛透露。

从优到精

突破核心技术难题

如果说，从无到有是坚持，从有到优是追赶，那么从优到精便是超越。

随着长江航道市场由相对封闭转向对外开放，在BIM应用方面，越来越多竞争者都要进入长江航道市场。这也对BIM团队提出了更高的要求。

在郭涛的带领下，BIM团队以典型水道航道整治工程维护管理阶段示范应用为突破，已经验证了航道整治工程维护管理阶段BIM+GIS技术应用的可行性，实现航道整治建筑物的观测分析、损毁分析、演变趋势分析等，推动航道工程全寿命周期信息化管理的技术变革，并实现了长江航道新开工整治工程BIM技术应用率。

但郭涛并不满足于此，“针对长江航道要素众多、变化频繁等特点，突破制约航道要素智慧预判的核心技术难题，探索三维场景下预测信息的智能化应用，是实现长江航道养护管理和信息服务智慧化，全面建成交通强国的必要支撑。”

“大数据、区块链等技术让我看到了新的方向。”郭涛告诉记者，他将结合航道水沙数学模型，探索机器学习在航道条件预测预报、航道整治建筑物损毁预测分析、疏浚量预测分析等方面的应用研究，使两者互为参照、依托，不断优化完善预测分析模型，实现预测手段新突破、预测精度新提升，为智能航运监管和服务提供形势预测、决策辅助，提升航运社会公共服务的智能化水平。

“总书记勉励我们科技工作者，弘扬优良传统，坚定创新自信，着力攻克关键核心技术，促进产学研深度融合，勇于攀登科技高峰，为把我国建设成为世界科技强国作出新的更大的贡献。”郭涛的声音沉稳而坚定，“未来，我将结合研究院在航道数学模型、航道演变跟踪分析等方面的传统优势，以自主研发的BIM技术应用能力为依托，以智慧交通、大数据、人工智能等前沿信息化应用为方向，研究航道要素信息的智慧预判与智能化应用，为实现交通强国战略提供坚强支撑。”

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