一、項目背景

貫徹以人民為中心的發(fā)展思想，立足高速公路建設(shè)數(shù)字化管理構(gòu)架，著眼全方位銜接5G“數(shù)字吉林”建設(shè)，自雙洮項目啟動伊始，便作為我省高速公路BIM技術(shù) 的研發(fā)、實(shí)施載體，成為推動“數(shù)字交通”發(fā)展的又一“排頭兵”，立志打造一條真正意義上的數(shù)字化高速公路，雙洮高速公路開拓BIM技術(shù)研發(fā)應(yīng)用新路徑。

穿越瀚海，相望草原，作為國家高速公路網(wǎng)中大慶至廣州高速公路、雙遼至嫩江聯(lián)絡(luò)線的雙遼至洮南高速公路，連接著東雙、雙嫩、大廣、松通四條高速公路，雙洮高速公路將成為吉林省西部一條重要的縱向大通道。2017年8月，按照《交通運(yùn)輸部辦公廳關(guān)于推進(jìn)公路水運(yùn)工程BIM 技術(shù)應(yīng)用的指導(dǎo)意見》。吉高集團(tuán)、省交通規(guī)劃設(shè)計院及參建單位聯(lián)合成立課題組，依托雙洮高速公路開展，基于BIM技術(shù)的高速公路信息化管理平臺系統(tǒng)開發(fā)課題研究，由此建設(shè)“數(shù)字化高速公路”在我省西部高速公路架構(gòu)的銜接點(diǎn)上萌發(fā)。

二、著眼產(chǎn)業(yè)升級，試水BIM效能最大化

BIM，即建筑信息化模型，能夠?qū)⒐こ添椖吭谌珘勖芷谥兴x予的結(jié)構(gòu)性能、建筑材料、施工工藝、車輛荷載以及與高速公路有關(guān)的各種信息集成于一個模型之中，作為大數(shù)據(jù)載體，展現(xiàn)整個高速公路的全部生命過程，BIM技術(shù)作為落實(shí)公路水運(yùn)工程建設(shè)全生周期管理理念的重要手段，被賦予了推動整個交通行業(yè)進(jìn)行一次產(chǎn)業(yè)升級，實(shí)現(xiàn)智慧交通的重責(zé)大任。數(shù)字可視化、信息集成化、建管智能化，吉高集團(tuán)在BIM技術(shù)的研發(fā)、應(yīng)用領(lǐng)域， 深挖潛能、伸展外延，開拓性地提出了利用物聯(lián)網(wǎng)收集數(shù)據(jù)、利用互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)、利用BIM模型存儲數(shù)據(jù)，瞄準(zhǔn)5D、大數(shù)據(jù)、云計算的研發(fā)思想，聯(lián)合設(shè)計單位、施工單位、信息企業(yè)、設(shè)備廠家，著眼高速公路從數(shù)字化到信息化，最終實(shí)現(xiàn)智能化。

三、拼裝數(shù)字組件，發(fā)掘規(guī)劃設(shè)計先發(fā)優(yōu)勢

雙洮高速公路地處平原地區(qū)，橋梁比重低，沒有隧道工程，為嘗試處于開發(fā)測試階段的BIM技術(shù)搭建了良好的平臺，項目設(shè)計伊始，吉高集團(tuán)即聯(lián)合省交通規(guī)劃設(shè)計院，依托BIM技術(shù)進(jìn)行全面設(shè)計，以分項分部工程為依據(jù)，對道路、橋梁、互通、涵洞、排水、防護(hù)等所有工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行BIM技術(shù)建模，將187公里高速公路全部翻譯成BIM模型，并按照1：1比例融入地理信息系統(tǒng)技術(shù)GIS平臺，在BIM建模的同時，將幾何尺寸、材料性質(zhì)、力學(xué)指標(biāo)、工程數(shù)量等信息存儲到構(gòu)件模型之中，通過BIM模型的建立，實(shí)現(xiàn)了三維表達(dá)的設(shè)計成果。

四、“對話”數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)建設(shè)管理現(xiàn)時收益

雙洮項目BIM建設(shè)的又一突破，就是將物聯(lián)網(wǎng)與高速公路建設(shè)管理牢牢綁定在一起，即便遠(yuǎn)隔千里，也能通過長有天眼的智能設(shè)備，將施工信息借助無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時傳送到這個BIM平臺之中。實(shí)現(xiàn)工程管理者與設(shè)備終端“對話交流”，大地上隆隆的智能機(jī)器填筑著實(shí)體工程，平臺上清晰的BIM模型在GIS系統(tǒng)中一塊塊的生成和填充，安裝有GPS的智能壓路機(jī)，通過GPS定位將路基填筑壓實(shí)的起點(diǎn)位置、終點(diǎn)位置以及填筑厚度、壓實(shí)遍數(shù)、行進(jìn)速度、激振力等壓實(shí)數(shù)據(jù)，通過4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時的傳輸?shù)紹IM平臺之中，平臺根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)生產(chǎn)BIM模型塊，填充到BIM模型中，當(dāng)壓實(shí)遍數(shù)、行進(jìn)速度、填筑厚度超過容許規(guī)定值時系統(tǒng)自動報警，通過智能化過程控制，使以往難以解決的超厚填筑、壓實(shí)度不夠常見問題，從根本上得到了嚴(yán)控，智能鉆樁設(shè)備，通過GPS定位和傳感器這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，對鉆孔樁位坐標(biāo)、垂直角度、進(jìn)尺深度的數(shù)據(jù)，以厘米級精度實(shí)時采集，通過4G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)紹IM平臺之中，平臺根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)生產(chǎn)BIM模型，并與平臺的理論BIM模型對比，如不吻合，則預(yù)警提示，接下來，智能張拉、智能拌合站、智能攤鋪機(jī)、數(shù)控鋼筋加工設(shè)備都將在這里一展身手，配有計重傳感器、溫度、時間傳感器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的智能拌合站，通過4G網(wǎng)絡(luò)，將單質(zhì)材料的實(shí)際用量、拌合時間、拌合溫度傳輸?shù)紹IM平臺之中，同時，BIM平臺通過互聯(lián)網(wǎng)調(diào)取實(shí)驗室數(shù)據(jù)，對于配合比、拌合溫度、拌合時間等生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時跟蹤和有效控制。智能攤鋪機(jī)，將GNSS基站發(fā)送的差分信號和激光發(fā)射器發(fā)射的高程信息進(jìn)行處理解算，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時的GNSS平面厘米級和高程毫米級定位，提高平整度，實(shí)現(xiàn)無樁化、數(shù)字化、精準(zhǔn)化施工，在這個過程中，建設(shè)管理部門可以通過BIM模型進(jìn)行施工組織設(shè)計、質(zhì)量安全控制和進(jìn)度管理，同時可以利用信息管理軟件，對計量支付、設(shè)計變更、檔案管理、實(shí)驗計算、質(zhì)量安全監(jiān)督等環(huán)節(jié)進(jìn)行遠(yuǎn)程信息化管理，設(shè)計為我們提供了基于BIM技術(shù)的三維、立體，并承載了設(shè)計信息的模型、各種智能的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備又將施工信息形象立體的記錄在這個與實(shí)體高速公路同壽命周期并以BIM技術(shù)建立的高速公路信息模型之中，BIM、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的有效融合，實(shí)現(xiàn)了對雙洮高速公路工程質(zhì)量的嚴(yán)格把控和建設(shè)信息數(shù)據(jù)的動態(tài)存儲。

五、實(shí)現(xiàn)“吞吐”信息，發(fā)展不假他人之手

雙洮高速公路基于《BIM技術(shù)的高速公路信息化管理平臺系統(tǒng)開發(fā)》課題研究，全方位發(fā)掘BIM、物聯(lián)網(wǎng)、5g技術(shù)空間搭建了一個高速公路從設(shè)計建設(shè)到運(yùn)營的全壽命周期的大數(shù)據(jù)載體。BIM技術(shù)的可視化，模型可以形象立體的存儲設(shè)計、施工、運(yùn)營養(yǎng)護(hù)，以及物流、車流、人流等，與高速公路全生命周期當(dāng)中所產(chǎn)生的一切信息，同時這些信息經(jīng)過檢索與加工，又能從模型中“吐出”。實(shí)現(xiàn)規(guī)劃、設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)等信息的可追溯，可以說，其自身可“吞吐”數(shù)據(jù)信息的能力。才是我們挖掘BIM技術(shù)的最為寶貴的資源。利用BIM建設(shè)的“數(shù)字高速公路”信息模型當(dāng)我們剖開路基某一斷面就可以讀取出這個斷面的路基寬度、填高、橫坡等幾何尺寸。以及施工單位、施工時間、軟基處理厚度，各層填料的CBR值、壓實(shí)度、含水量、分層填筑厚度等等一切施工信息，同樣我們選擇一個橋墩構(gòu)件，馬上就可以知道水泥鋼筋的生產(chǎn)廠家、標(biāo)號、沙石、水泥的用量、配合比、混凝土的塌落度、施工溫度等一系列信息。此時利用BIM技術(shù)建設(shè)的高速公路除了展現(xiàn)我們面前一條實(shí)體的高速公路體外同時又展現(xiàn)在我們面前一條以大數(shù)據(jù)為元素、三維立體、承載著大量信息的高速公路模型。這個模型就如同完全由數(shù)據(jù)堆積而成利用BIM技術(shù)建設(shè)的高速公路僅僅是BIM技術(shù)應(yīng)用的發(fā)端。運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)則是BIM技術(shù)應(yīng)用的接續(xù)。下面讓我們瞄準(zhǔn)5G時代體會一下我們所建立的高速公路BIM模型在未來高速公路運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)中所展示的神力。未來高速公路行駛的將全部是自動駕駛汽車，指路標(biāo)志牌，安全護(hù)欄已失去了存在的意義，高速公路兩側(cè)會僅剩下輪廓標(biāo)，輪廓標(biāo)上將安裝發(fā)射及接收裝置。一些發(fā)射裝置將隨時為汽車提供諸如路況、位置、周圍環(huán)境等一切對駕駛?cè)藛T想知道的信息。彼此同時接收裝置所收集的諸如車型、車號、車速、荷載、單軸重等汽車。信息通過5g傳輸存儲到我們高速公路BIM模型之中，我們的高速公路BIM模型從設(shè)計到建設(shè)再到運(yùn)營，其數(shù)據(jù)信息不斷地在充實(shí)，不斷地在積累只要這條實(shí)體的高速公路存在BIM型所承載的數(shù)據(jù)就會逐漸的增加。這一過程會貫穿于這條高速公路的全壽命周期。從存儲的設(shè)計信息中我們可以知道各部位的結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度參數(shù)、安全系數(shù)儲備等信息。從存儲的施工信息中，我們可以知道所用材料性能、設(shè)備、工藝及外部施工環(huán)境信息。從存儲的運(yùn)營信息中，我們可以荷載作用以及自然環(huán)境信息這些是我們確定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)。我們可以借助BIM所具有的模擬性，模擬出道路的使用狀況，從而作出預(yù)先判斷確定養(yǎng)護(hù)方案，實(shí)現(xiàn)真正意義上的高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。利用BIM技術(shù)進(jìn)行高速公路的建設(shè)、運(yùn)營及養(yǎng)護(hù)。通過5G實(shí)現(xiàn)的互聯(lián)互通，建設(shè)“數(shù)字化高速公路”。最終利用“大數(shù)據(jù)”、“云計算”達(dá)到真正意義的“智慧交通”，才是我們研發(fā)BIM技術(shù)在高速公路應(yīng)用的實(shí)際意義。

六、總結(jié)

我們目前只是從高速公路設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營這三個階段利用BIM模型對高速公路數(shù)字化所做的工作。這僅僅是數(shù)字化高速公路的一部分，有了這個基礎(chǔ)，在這個數(shù)據(jù)共享的時代。我們就可以通過大數(shù)據(jù)和云計算來補(bǔ)充豐富我們這個模型。試想一下我們可以通過高速公路收費(fèi)信息系統(tǒng)，提取出是誰在駕駛著這輛汽車，可以通過傳感器知道車上乘坐多少人。我們可以通過物流信息系統(tǒng)知道車上的貨物種類、數(shù)量及物流走向。我們可以通過服務(wù)區(qū)服務(wù)信息系統(tǒng)了解到乘車人員休息、購物情況，只要我們想知道，我們就能知道這其中的一切，這就是大數(shù)據(jù)的共享。什么樣的交通才能稱為智慧交通我不能完全想象出來，我想也沒有人能夠下一個準(zhǔn)確的定義，然而，萬事萬物要相聚有智慧都離不開信息和信息的交流可以說沒有信息、信息的交流就不可能產(chǎn)生智慧，而“建筑信息模型BIM”為我們提供的信息和信息交流的平臺，給我們實(shí)現(xiàn)真正的智能交通提供了可能。我們可以這樣暢想未來的下一步我們可以把我省高速公路乃至全國的高速公路，都建成這樣的模型放在我們這個平臺之上形成大地上的高速公路實(shí)體網(wǎng)和平臺上高速公路BIM模型網(wǎng)，這兩張網(wǎng)，將在同壽命周期內(nèi)同步建設(shè)、同步運(yùn)營、同步管理、實(shí)時共享，在這個大數(shù)據(jù)共享的時代成千上萬臺電腦連接成了一片片電腦。這一片片電腦云會在這張BIM模型網(wǎng)上飄忽。我們可以乘著這朵朵的白云，摘取我們所需要的信息。填充到我們高速公路信息模型網(wǎng)中。這張數(shù)字化高速公路BIM模型網(wǎng)將在全壽命周期內(nèi)對信息不斷收集和積累，它就像一個歷史的長河記載著我們?nèi)祟悓Ω咚俟方ㄔO(shè)的歷史。這樣的數(shù)字化高速公路模型網(wǎng)必將蘊(yùn)涵著無窮無盡的能量，它將是我們留給后人十分珍貴的數(shù)據(jù)寶藏，它所蘊(yùn)含的能量將在我們未來的世界中不斷的獲取、不斷的釋放。保持功成不必在我的初心，推動干事創(chuàng)業(yè)，堅守功成必定有我的擔(dān)當(dāng)，無愧人民世界，雙洮項目BIM技術(shù)課題在打造一條實(shí)體高速公路的同時，同步建設(shè)了一條數(shù)字化高速公路。于今日積累能量，于未來是放動能。我們期待著，循著這一項目，打開“智慧交通之窗”，扣響“數(shù)字吉林”之門。