洛陽城建設(shè)計院：從BIM/CIM技術(shù)應(yīng)用看企業(yè)數(shù)字化業(yè)務(wù)重塑決心

當(dāng)今工程建設(shè)領(lǐng)域，數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮正深刻地重塑著行業(yè)格局。洛陽城市建設(shè)勘察設(shè)計院有限公司（下稱洛陽城建設(shè)計院）積極順應(yīng)這一趨勢，大力引入BIM/CIM技術(shù)，并制定了數(shù)字化轉(zhuǎn)型十年行動規(guī)劃。基于對數(shù)字化業(yè)務(wù)重塑的堅定決心，洛陽城建設(shè)計院將宜陽前進洛河大橋項目作為了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實踐載體。

項目鳥瞰圖

宜陽前進大橋連接宜陽兩岸城區(qū)，橫跨洛河，是連接兩岸的重要通道。道路等級為城市主干路，工程涉及東側(cè)舊橋的拆除、西側(cè)舊橋的加寬，在舊橋上新建高架主線橋及東西人非橋。主塔采用空間曲面構(gòu)造形式，外輪廓為睡蓮造型，具有獨創(chuàng)景觀效果；主橋塔下大噸位支座采用了大體積混凝土支撐方式、橋塔高度為120m，創(chuàng)下兩項宜陽之最。

橋梁設(shè)計方案

項目設(shè)計過程中，需要綜合考慮多種因素，包括但不限于水文地質(zhì)條件、交通流量預(yù)測、老橋拆除舊橋加固、抗震設(shè)計要求等。傳統(tǒng)二維設(shè)計難以直觀呈現(xiàn)復(fù)雜的橋梁結(jié)構(gòu)空間關(guān)系，數(shù)據(jù)積累不便，建模及出圖效率低，BIM數(shù)字化設(shè)計成為了破題的必然選擇。

項目通過將BIM技術(shù)引入到改擴建斜拉橋梁設(shè)計中，解決了橋梁方案比選、地形設(shè)計、橋塔設(shè)計、結(jié)構(gòu)計算及結(jié)構(gòu)出圖等設(shè)計過程中的困難。

同時，也對項目進行了BIM技術(shù)拓展應(yīng)用，如二次開發(fā)虛擬建造、VR技術(shù)、傾斜攝影等，解決了改擴建斜拉橋設(shè)計過程中的一些難題。在提高設(shè)計質(zhì)量和節(jié)約成本兩大核心價值上，對同類型項目具有一定的借鑒意義。

基于實景三維模型的可量測性,以及真實的多角度細節(jié)紋理，可量測并統(tǒng)計建筑物拆遷的占地面積、高度、總建筑面積等信息，在具體實施階段，將傾斜攝影三維實景模型作為設(shè)計基礎(chǔ)資料，輔助設(shè)計師道路選線，傾斜攝影實景模型+BIM工程模型有效控制工程拆遷，確保了項目投資效益最大化。

BIM+傾斜攝影

1. 道路數(shù)字化設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

道路數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)是項目設(shè)計建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。洛陽城建設(shè)計院根據(jù)以往市政工程設(shè)計經(jīng)驗，參照《中國市政設(shè)計行業(yè)BIM指南》編制項目級市政工程BIM標(biāo)準(zhǔn)，為道路數(shù)字化設(shè)計提供了關(guān)鍵準(zhǔn)則，使各專業(yè)設(shè)計人員能依據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)高效協(xié)作，避免設(shè)計沖突與信息錯漏，確保道路數(shù)字化設(shè)計的科學(xué)合理、嚴謹規(guī)范。

道路數(shù)字化設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

2. 道路數(shù)字化設(shè)計

整理無人機航空攝影測量、高分辨率衛(wèi)星測量等多來源多精度的影像數(shù)據(jù)、點云數(shù)據(jù)，與項目實際地形進行匹配，形成三維真實的區(qū)域地面環(huán)境模型，并導(dǎo)入廣聯(lián)達數(shù)維道路軟件，以此為設(shè)計基礎(chǔ)資料，輔助設(shè)計師道路選線，節(jié)省設(shè)計師外業(yè)工作時間，便于開展BIM正向設(shè)計。

BIM+傾斜攝影道路實景模型

3. 標(biāo)志標(biāo)線數(shù)字化設(shè)計

使用數(shù)維道路軟件完成標(biāo)志標(biāo)牌建模和批量布置。軟件提供了市政道路常用的參數(shù)化標(biāo)牌庫且支持靈活擴充，支持多桿合一且可智能匹配標(biāo)志桿，項目團隊快速調(diào)用標(biāo)牌，快速完成標(biāo)準(zhǔn)路段標(biāo)牌布置，立交段標(biāo)牌可實現(xiàn)一鍵自動布設(shè)，大幅提高標(biāo)牌布置效率。

繪制標(biāo)線時，項目團隊通過自動繪制標(biāo)線功能，單獨控制某一道路或交叉口自動生成標(biāo)線，準(zhǔn)確實現(xiàn)設(shè)計意圖。

標(biāo)志標(biāo)線數(shù)字化設(shè)計

4. 數(shù)字化提資

項目啟動之初，項目經(jīng)理基于數(shù)維協(xié)同平臺創(chuàng)建項目空間，集成BIM模型、地理信息（GIS）、設(shè)計規(guī)范等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

團隊運用數(shù)維協(xié)同平臺實現(xiàn)了跨專業(yè)協(xié)同提資，道路專業(yè)將路線坐標(biāo)、斷面高程等數(shù)據(jù)推送至平臺，管線專業(yè)實時調(diào)用并調(diào)整設(shè)計。

任一專業(yè)修改設(shè)計，平臺自動通知相關(guān)專業(yè)同步更新，避免信息滯后。平臺可精準(zhǔn)設(shè)置人員權(quán)限，保障信息安全，同時詳細記錄數(shù)據(jù)操作，便于責(zé)任追溯，全方位推動項目向高效、智能、安全發(fā)展。

項目數(shù)字化提資

前進橋的三維建模基本技術(shù)路線如下圖所示：

鋼箱梁斜拉橋CIM建模技術(shù)路線

1. 橋梁深化設(shè)計

基于橋梁設(shè)計方案，運用專業(yè)設(shè)計軟件，分別繪制線族（箱梁段、斜拉索、鋪裝層、護欄），點族（主塔、支座、下部結(jié)構(gòu)、路燈），在裝配族模式中，對創(chuàng)建的線族、點族進行排列和組合，拼裝出全橋模型，并對關(guān)鍵位置進行三維配筋。

橋梁鋼筋深化

2. 橋塔深化設(shè)計

由于塔身整體在空間上呈“扭曲”變化，為異型變截面弧形，利用常規(guī)手段很難創(chuàng)建精細模型數(shù)據(jù)，項目組利用Dynamo+Civil3D+Revit技術(shù)思路，增強了參數(shù)化建模功能，有效簡化了工作流程，提高了項目整體創(chuàng)建的效率。

橋塔三維設(shè)計

項目地下管網(wǎng)復(fù)雜、地質(zhì)條件差，設(shè)計人員使用數(shù)維管線設(shè)計軟件創(chuàng)建并集成全專業(yè)BIM管線信息模型，分析其相互關(guān)系，共檢查碰撞點126處，并出具碰撞報告，指導(dǎo)設(shè)計二次修改，優(yōu)化了出圖質(zhì)量，實現(xiàn)了設(shè)計質(zhì)量零投訴。

地下管線優(yōu)化

利用BIM+無人機航拍監(jiān)控統(tǒng)計各時段交通數(shù)據(jù)，并繪制交通量分析圖以及交通量分析表，將VISSIM交通仿真數(shù)據(jù)導(dǎo)入鴻城平臺中，模擬項目建成后的平峰及高峰交通運行情況，通過直觀分析交通擁堵點，實時修改交通組織方案，確保建成后達到緩解交通擁堵的設(shè)計初衷。

交通仿真

本項目實現(xiàn)了圖模一體化交付、項目平臺化交付。

1. 圖模一體化交付

為每張施工圖賦予二維碼信息，通過掃描二維碼查看對應(yīng)的BIM模型數(shù)據(jù)，這一方式可以提高信息獲取效率、增強信息理解與可視化、便于數(shù)據(jù)更新與協(xié)同、優(yōu)化項目文檔管理、促進信息共享與溝通。

圖模一體化交付

2. 項目平臺化交付

借助數(shù)維設(shè)計協(xié)同平臺強大的數(shù)據(jù)集成功能，將BIM模型與施工圖、現(xiàn)場照片、仿真視頻等多種格式文件集成，實現(xiàn)了區(qū)域掛接、模型掛接、剖面掛接，一鍵免安裝數(shù)字化發(fā)布與交付。

項目平臺式交付

1. CIM孿生平臺搭建

依據(jù)公司數(shù)字化轉(zhuǎn)型的整體規(guī)劃，洛陽城建設(shè)計院強調(diào)頂層設(shè)計先行，重視數(shù)據(jù)要素，系統(tǒng)謀劃CIM平臺建設(shè)整體架構(gòu)。

平臺由“一基礎(chǔ)、一底板、一平臺、N應(yīng)用”即1+1+1+N的架構(gòu)組成。通過同步構(gòu)建“數(shù)據(jù)網(wǎng)”與“業(yè)務(wù)鏈”，為CIM平臺的落地建設(shè)提供總體指導(dǎo)。

洛陽城建院CIM平臺建設(shè)

2. 智慧橋梁運管平臺場景化拓展

基于CIM平臺的數(shù)字底板開發(fā)智慧橋梁運管平臺，研發(fā)綜合態(tài)勢、安全管理、橋梁監(jiān)控三大模塊。以前進大橋為切入點，三維空間場景內(nèi)疊加橋梁資產(chǎn)數(shù)據(jù)360度任意切換瀏覽查詢所見即所得，實現(xiàn)橋梁動態(tài)感知時間加空間一體化呈現(xiàn)。

基于地面稱重傳感器監(jiān)測的車輛重量實時傳輸至平臺，防止橋梁因超載而發(fā)生損壞。

橋梁監(jiān)控模塊通過傳感器與物聯(lián)網(wǎng)，識別結(jié)構(gòu)缺陷裂縫腐蝕等問題。多路攝像機全景拼接融合，橋面區(qū)域流量全景動態(tài)掌控，24小時監(jiān)測橋梁健康，并結(jié)合GIS和病害數(shù)據(jù)庫，快速定位病害，分析成因并制定養(yǎng)護方案，實現(xiàn)智能化管養(yǎng)，保障橋梁安全。

智慧橋梁管養(yǎng)平臺

3.通過一系列探索工作，前進大橋項目取得了顯著成果

3.1 設(shè)計優(yōu)化明顯：

項目借助BIM技術(shù)有效解決了復(fù)雜結(jié)構(gòu)空間關(guān)系展示難題。通過碰撞檢測精準(zhǔn)排查碰撞點并優(yōu)化，極大提升了設(shè)計質(zhì)量，減少施工變更與返工風(fēng)險，確保設(shè)計的精準(zhǔn)高效。

3.2 數(shù)字化交付提質(zhì)提效：

項目平臺式交付借數(shù)維設(shè)計協(xié)同平臺強大的整合力，融合BIM模型、施工圖、現(xiàn)場影像、仿真視頻等多元格式文件，構(gòu)建了完備的項目數(shù)字檔案。

3.3 運維管理創(chuàng)新：

基于CIM技術(shù)成功構(gòu)建運維管理平臺，整合海量運維信息，提升了信息管理效率與決策科學(xué)性。

前進大橋項目通過應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，促進了交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級，洛陽城建設(shè)計院未來將持續(xù)深化數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用，建立更全面的設(shè)計知識庫與AI智能算法優(yōu)化模型，努力實現(xiàn)設(shè)計方案自動生成與智能比選，提升設(shè)計創(chuàng)新性與科學(xué)性。

同時推進BIM與物聯(lián)網(wǎng)、人工智能深度融合，構(gòu)建智能施工管理系統(tǒng)，實現(xiàn)施工過程自動化監(jiān)控、風(fēng)險智能預(yù)測預(yù)警及智能調(diào)度資源；強化CIM平臺大數(shù)據(jù)與人工智能分析能力，構(gòu)建精準(zhǔn)設(shè)備故障預(yù)測模型與智能維護決策系統(tǒng)，提升運維智能化水平，繼續(xù)加強數(shù)字化業(yè)務(wù)拓展，以數(shù)字產(chǎn)業(yè)化打造企業(yè)第二增長曲線。