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BIM与大数据信息化技术为交通运输行业带来革命性变革

来源:数邦客

建筑信息模型(BuildingInformationModeling)简称BIM技术,是本世纪初出现的一种全新工程技术手段,是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础,进行建筑模型的建立,通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。以BIM为核心理念的三维数字化设计技术和三维协同理念的出现,给工程建设行业,尤其是设计企业的生产率的提升提供了新的驱动力。先进的三维设计技术和集成的全生命周期项目信息,可以帮助企业更准确、有效地控制勘测设计过程,进而对工程系统的运行状态、性能和外观进行全面的可视化仿真与模拟分析,极大优化项目质量、缩短项目周期和成本。同时,基于BIM的设计流程也为数字化施工和运营维护的科学化管理提供全面而广泛的数据基础,该技术在项目的规划、设计、施工和运营维护阶段具有广泛的应用空间。

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BIM与交通行业

大数据(bigdata,megadata),或称巨量资料,指的是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。指不用随机分析法(抽样调查)这样的捷径,而采用所有数据进行分析处理。大数据的具备4V特点:Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Value(价值)。

随着近年来我国基础设施建设的飞速发展,城镇化进程的逐步推进,交通运输行业面临越来越严峻的挑战。交通运输行业传统的规划、设计、建造和管理模式已经无法满足新形势的发展要求,而计算机与信息化技术近几年的飞速发展,为以上行业的问题和挑战提供了全新的解决思路,也为智慧交通的发展带来了新的契机。而在众多信息化技术解决方案中,建筑信息模型(BIM)和大数据是目前行业最为热门的讨论话题。

BIM技术从2008年正式传入中国,在中国的第一个重大项目是目前中国已建成的第一高楼——上海中心大厦。BIM技术的应用已经在民用建筑领域成为了主流的设计方式,并且扩展到了施工和运营维护领域。2014年7月交通运输部公布的《关于科技创新促进交通运输安全发展的实施意见》中也提出,“重点开展建筑信息模型(BIM)技术研究与应用”。

 

BIM在交通行业工程的价值

提高勘察、测绘水平。因交通建设项目多为带状工程,包含海量的勘察、测绘信息,而传统的二维图纸(包含少量三维信息)将无法满足基于BIM的工作流程,BIM将倒逼勘测部门和企业进行技术革新,例如GIS、航拍、雷达扫描、三维地质等技术将广泛应用于项目勘测环节,同时随着BIM数据向施工端的迁移和应用,也将提高相关数据在施工阶段的应用频率和可复用性,提升施工程序水平。

提高设计产品质量,减少因设计问题产生的变更。由于传统的二维设计模式,交通建设项目往往由于设计水平的差异和其他不可避免的人为因素形成大量的错漏碰缺,从而造成项目变更的增加和成本上升,基于BIM设计平台和全新的专业间协同设计模式,设计企业不仅可以提高方案调整的速度,也能充分保证设计质量,从而减少由于设计环节的问题所导致的变更和项目成本,按照建筑行业的经验,理论上能够节约项目造价的1%-3%。

通过三维可视化分析,优化项目性能。传统的设计流程,往往依靠在分析类软件中独立建立设计模型,设计图纸与分析模型无任何数据关联,而且受到二维设计的限制,很多分析手段无法实现。基于BIM技术,可以将三维设计成果无缝过渡到各种分析类软件中进行相应的专业分析,而且分析结果可以实时与设计模型进行交互,三维设计手段也大大拓展了分析类型的种类,从而全面而有效地优化项目性能,缩短设计周期,并且减少投资成本,例如结构分析、土石方优化分析、汇水和流量分析、流体力学分析、行车视距分析、交通流量分析等分析手段,均可以通过BIM的工作流程去实现。

项目直观,减少项目沟通环节成本。由于交通建设项目多为国家或地方政府投资,并且相关基础设施事关地方发展和社会大众利益,项目在规划及前期设计过程中存在大量的沟通、交流和汇报,而听取汇报方往往并非专业人士,常规的图纸无法清晰表达规划和设计意图,BIM的设计手段,能够真实而且非常直观地对项目进行展示和阐述,降低专业门槛,提升决策的科学性和效率。同时对于专业人员,三维可视化技术能够提高专业间的相互理解和沟通,无论设计、施工还是项目管理人员,都能够从宏观和微观层面全方位理解设计的真实意图,减少沟通环节成本。

为数字化施工提供数据基础,实现项目协同管理,提高建设效率和质量。BIM的真正价值并非局限于项目建设的前期和设计环节,而是贯穿于项目的全生命周期,随着信息和数字化技术在施工环节的应用和普及,通过利用设计环节的模型信息和地理信息数据,能够为施工机具和设备提供丰富的信息基础,实现数字化施工;同时结合时间和造价信息,合理安排施工方案和施工周期;在管理环节,改变纸质化资料的信息传递,将合同管理、材料进场管理、变更流程管理、安全管理全面过渡到电子化流程控制,全方位提高建设的效率和质量。

实现数字化交付,为项目的运营和维护提供数据保障。BIM数据在通过设计和施工环节的传递,最终形成三维数字化交付成果,这样的数据能够方便运营方进行有效的信息化管理,一方面能为养护环节提供丰富的信息数据,另一方面,可以结合传感和监控设备,进行电子化集成,随着相关技术的普及,BIM为未来交通项目的数字化管理提供了丰富的数据保障和想象空间。

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西昌绕城环线方案研究

大数据:提炼数据特性反映出的信息打造智慧交通

数据本身不仅记录信息,并且数据的特性也反映信息,大数据时代的典型特点就是利用庞大的数据库,从数据的产生、数据的质量到数据的应用都在传递信息。大数据时代下,利用云存储、云计算、机器学习等方法,提炼出数据特性反映出的信息,也是智慧城市、智慧交通的一大特点。

由于大数据具备海量的特性,大数据和云计算就像是一枚硬币的两面,二者缺一不可,运用云计算、机器学习等技术对大数据进行处理分析,会获得数据反映的信息本身外额外的信息,例如信息生成的规律,信息产生的原因,信息本身的特性等。每年春运时刻,百度迁徙反映出的春运客流走向、客流时段性、客流的大小等信息,就是利用百度搜索中关于春运的数据进行的归纳和分析,从而生成的信息。把这样的实践方式移栽到传统的交通设计行业,那么带来的革新是:传统的勘察设计数据会以数据库的信息进行存储和运用,通过数据筛选和数据挖掘的方式,淘汰出错误的或者年代已久,不匹配现实气候、环境等情况的数据,形成具有历史推演、环境变迁、人口迁移等特性的数据库,在工程师们进行勘察设计时,对勘察方式、勘察内容进行更新和辅助,节省人力物力,获得更加准确和详实的一手资料;设计师们通过对数据的分析演练,可以获得设计优化的方案,预先推演工程的实际承载能力,修正工程设计的流程,并为突发情况、不可抗因素导致的可能事故、工程的扩张预留接口;工程经济分析可通过数据筛选产生的特性,分析出工程造价方案和材料、供应途径的最优方案,节省人力物力,实现工程造价最优。

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长江干线水富至宜宾航道整治工程

可以预见,BIM和大数据等一系列信息化技术必将改变交通运输行业未来的发展模式,但是新技术的普及和应用也为各个部门和企业提出了新的要求。行业主管部门,需要鼓励企业进行技术创新,并且制定相关的规范和标准明确新技术的应用准则,为信息化技术在行业的普及提供良性的市场环境;规划和设计企业,BIM将会颠覆原有传统生产模式,不仅需要企业加大信息化投入,还需要培养一批既懂专业又懂信息化技术的跨界人才,制定全新的生产流程,并且增加为客户进行信息化咨询和服务的业务;施工企业,需大胆尝试全新的工艺和技术,提高工人队伍素质和技术力量,重视信息化技术在施工环节的应用和管理;而管理和运营方,应当注重信息数据的收集和整理,开展数据的创新型应用,通过BIM和大数据等相关技术,提升管理和决策的速度和效率。

简而言之,信息化技术在交通运输行业的应用是一个综合性、系统性的工程,需要参与的各方在技术和管理层面开展持续的创新和变革。


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