bim技术管理实践（大学模式下的BIM探索）

重庆市交通基础设施BIM工程研究中心是依托重庆交通大学土木工程学院，于2017年初经重庆市教委批准的重庆市重点工程研究中心。中心面向中国建造、新基建和交通强国重大发展战略，充分发挥重庆交通大学交通领域学科优势，聚焦交通基础设施工程项目的“建造”全过程，促进桥梁、隧道、道路和结构工程与智能化、信息化、工业化等先进技术深度融合，以BIM、绿色建筑和装配式新技术为抓手，主动适应“智能建造”发展的深刻变革，发展成为我国交通领域有广度、有深度、有特色的BIM工程研究中心。

助力区域交通基础设施的转型升级

中心将集重庆交通大学在道路、桥梁、隧道领域半个多世纪的积累与成果于一身，在设计、施工建造、竣工交付、运维管养、维修加固、退役拆除全寿命各阶段充分发挥BIM技术的特点和作用，推动和助力区域交通基础设施的转型和升级。为交通基础设施提升设计、施工质量、提高整体安全性和运维管养的效率，乃至基础设施全寿命管理和延寿带来的新的解决方案和发展契机。

学科建设

中心以BIM等先进综合技术推动交通运输领域的科技创新，引领交通行业科技前沿，推动桥梁学科的发展，落实国家和重庆市关于推动BIM应用发展精神，提升BIM科技水平、应用水平和教育水平。为整体提高公路工程的数字化、网络化、智能化水平作出贡献，为交通行业的发展注入新的活力。

人才培育基地

中心作为国家和地方公路工程行业的人才培育基地，以运营管理团队为核心，培育一批国际化视野、熟悉国际化科学研发中心运营、项目合作制度和体系的运营管理团队；成就一批有国际项目BIM合作经验和执行经验的国际化高级工程师；成长一批善于应用交叉学科知识和技术解决公路工程工业化转型过程中的科技攻关难题和技术问题的科研人才；培训一批掌握专业技能并熟悉多种BIM软件和硬件工具的一专多能的BIM工程师；影响一批有志于扩展交叉学科知识，有动手能力的本科生和研究生。

社会经济效益

中国公路工程BIM直接应用市场总规模超千亿，带动相关市场规模上万亿元，而西南地区地形复杂，市场规模占有全国约三分之一以上。重庆交通大学历年成功主持公路工程领域道桥隧项目上百项，在结构安全监测和评价研究领域，已取得多项重大科技攻关项目成果，为社会创造着数十亿元巨大经济效益和社会效益。公路工程结构BIM研发中心依托重庆交通大学在公路工程领域几代人的努力和积累，立足公路，研发BIM，大胆创新，广泛应用，将继续在公路工程领域每年创造上亿元的直接和间接经济效益和巨大的社会效益、同时推动西南地区公路工程产业转型，引领全国公路工程产业升级。

立足西南 关注全寿命周期

基于BIM的公路工程结构共性的平台基础构建关键技术研究

西南地区有数十万座桥梁和数千处长隧道，而需要重点对待的病患桥隧超过十分之一，亚健康状态的桥隧是这个数字的几倍。研究基于完整真实公路工程BIM模型的共性基础平台，将对统一管理公路工程设施，提高桥隧的安全性和管理的实效性，为决策提供信息丰富的三维可视化依据。

1．通过公路工程图基础资料，研发高效率图纸与BIM三维信息模型的转换算法和工具。

2．基于BIM的全寿命安全管理理论与管理体系研究。

3．公路工程设施BIM-GIS综合系统平台关键技术研发。

4．基于云端的智能移动端定位与管理系统关键技术研发。

基于BIM的公路工程建造关键技术

公路工程，在设计和施工阶段合理规划、设计、准确建造、安全施工，是保障公路工程质量与建造安全的基本保障。BIM以其对环境、地形、建造对象的准确全面完整的可视化表达，建立了业主方、设计方、建造方沟通和协同工作的桥梁，有效控制设计建造风险和沟通成本，提升设计建造阶段信息传递准确性与全面性，提升了设计建造质量，降低了管理和决策风险与管理成本，为运维提供全面翔实的过程数据。

1．基于BIM模型的可视化综合规划、设计方法研究，以BIM模型为载体，研究对设计对象所处的真实的三维建筑、地质、地形地貌特征温度场、湿度场、风场时变数据，以及复杂荷载作用的三维真实模型构建方法，研究多因素复杂条件下的综合规划设计分析方法，提升规划和设计可靠性和适应性。

2．基于BIM模型的施工技术交底平台。现场技术人员年轻化问题日益突出，本部分研究以BIM模型拆分、施工仿真演示的施工技术，实现施工人员随时都能查看到准确的施工方法和工艺，提高建造确定性，降低经验不足造成的风险和事故发生。

3．基于BIM模型和平台下协同设计与项目组织管理方法研究。研究以BIM信息模型为核心的管理体系和运行机制,研究开发业主、设计、施工、设备材料供应等多方协同可视化管理平台,提高管理沟通效率和对项目的把控,降低决策风险。

4．基于BIM的竣工移交技术。竣工移交资料是后期运维的最重要数据资料，研究建立基于BIM的完整公路工程竣工移交技术和规范标准，保障公路工程竣工移交建造对象的同时，移交完整的信息模型数据。

基于BIM的公路工程结构全寿命监测、识别与可视化表达技术

公路工程，在运维阶段状态实时监测与识别是实时掌握桥隧结构技术状况与安全性的必备手段。BIM信息模型一方面提供了信息的三维模型载体和三维显示工具，准确记录和360°可视化演示抽象的数据信息；另一方面其具有空间定位和矢量化模型为数值分析与仿真模拟提供了广阔的可能。

1．基于桥梁结构体系特征的桥梁BIM归类管理方法研究，根据不同桥梁结构体系特征和BIM特点，研究不同结构体系桥梁的BIM数据管理和数据处理分类方法。

大型桥梁健康监测中心分布地图

2．基于BIM的结构状态监测方法与技术体系。针对桥梁隧道所处的真实三维地质、地形特征和温度场、湿度场、风场时变数据,以及复杂荷载的作用,研究适用于不同桥梁类型，使用经济可靠的结构状态检测方法与技术体系。

3．以BIM模型为数据载体，研究长寿命监测传感技术与设备。针对桥梁的应力、裂缝、变形等荷载，研发智能化、分布式结构动态同步传感器技术。

4．基于BIM的公路工程安全监测的预警报警系统研究。在公路工程运营过程中的预警和报警方面，基于BIM信息模型，结合现场实时采集、传输、处理、识别和有限元推演后的结果，以及气候环境外界条件信息，进行公路工程整体安全监控体系、安装状态评估和预警报警系统研究，全面掌握桥梁状况和决策提供辅助。

带动科技革新和行业进步

针对山区地势偏远、桥隧比高、环境复杂、维护困难等地域特征，结合大数据、云计算、北斗定位与传输、人工智能等辅助手段，开展监测系统低能耗、长寿命及可替代理论研究，攻克山区环境下桥梁监测参数、传感器及监测系统合理选择、布设和数据获取等难题，形成基于多源传感融合的山区桥梁服役状态长效监测理论和技术；开展桥梁金属构件漏磁强度、力磁耦合等基础理论研究，剖析磁信号与桥梁结构特征参数之间的变化规律，突破现有结构磁记忆理论的量化难题，构建基于金属磁记忆的状态感知理论和方法；研究基于深度学习算法的桥梁状态识别预处理理论，构建桥梁监测信息故障自诊断与识别、海量监测信息预处理以及监测信息特征指标选取体系；构建基于可靠度与动态评价指标的桥梁评估与预测理论，形成结合智能监测、信息处理与分析预测的山区桥梁服役状态自诊断、自评价、自预测理论体系。

研究成果实现了我国桥梁内在病害精准、量化、无损检测的技术引领，带动了科技革新和行业进步，在11个省市36座大跨径桥梁、1359座中小跨径桥梁上得到了成功应用，产生了显著的经济社会效益。

重庆市交通基础设施BIM工程研究中心是重庆交通大学在交通工程领域将多年科研成果与现代信息技术结合的平台，也是建立企业与高校、政府三方战略联合的新桥梁新纽带，更是培育未来交通工程领域复合型人才的新摇篮。基于BIM综合技术解决交通工程领域科技难题、工程应用难关，整体提升交通工程决策水平和决策效率，提升BIM科技水平、应用水平和教育水平。为整体提高交通工程的数字化、网络化、智能化水平作出贡献。

本文刊载 / 《BIM视界》杂志 2021年 第3期 总第18期

作者 / 周建庭 任青阳 金双双

作者单位 / 重庆交通大学