數據生產力——陝西柞水至山陽高速公路建設管理BIM應用見聞
馬雲曾經說：「未來的時代將不是IT 時代，而是DT（Data Technology 數據科技）的時代。」沒多久，未來已成現在。互聯網發展到今天，信息不僅用於通訊溝通，而是轉變為一種強大的生產力和資本。各行各業都在「大數據」這個主題之下開拓創新，虛擬抽像的數據為人們創造出越來越多的真金白銀。
BIM 加GIS 新概念
公路建設領域在這一主題之下亦默默開拓。最初， 是將用於建築的BIM（Building Information Modeling 建築信息模型）技術拿來為單體的橋樑、隧道等結構物建立3D 信息模型，比如，港珠奧跨海連島大橋、廈門的翔要隧道、上海的海底隧道等世界級公路結構物工程都應用了BIM 技術。BIM 技術最大的好處是把複雜的事情變簡單，把專業的工作變得更加「業餘」。使工程建設中大量抽像的數據依附在直觀的立體模型中，人的判斷和操作變得簡單、可視。頗似計算機從傳統的DOS 命令變成可視的WINDOWS 視窗系統，專業的Basic 語言變成業餘的「點擊」，這一革命性的轉變使高門檻的計算機變成普羅大眾的工具。同樣，在操作BIM 信息模型的時候，你不必懂得CAD製圖，只要認得橋墩、梁板、隧道的樣子，便可輕易點擊進入任何一個結構物、零件的信息之中，進度、變更、安全等數據變成更容易理解的形體和畫面。這一形像化的信息資料庫一旦建立，將服務於工程項目的全壽命周期，對後期的養護運營發揮著同等效用。
公路作為一個線性的建築結構，涉及到地理的跨度，建立一條公路的信息資料庫的難度遠大於一棟單體建築。特別是對於陝西這樣一個多山、溝壑梁峁縱橫、地形複雜的省份，如果能將結構物的信息模型與GIS（Geographic Information System 地理資訊系統）結合起來，就顯得非常有意義了。
正在修建的陝西柞水至山陽高速公路，在陝西省政府倡導創新管理模式的要求下，敢想敢做，努力嘗試，首次將BIM 與GIS 兩項技術結合起來，構建了一個完整的多維數據系統。記者近日採訪了這一全新的信息技術對工程管理模式的改進。
系統的建立與數據的採集上傳
在柞水到山陽高速公路建設管理處的數字化室，記者看到高速公路建設的細節一幕幕呈現在大屏幕上。二維圖紙變成三維模型，虛擬橋樑、隧道拔地而起，大到邊坡和隧道洞口的地形、阻礙線路的拆遷物，小到一根鋼筋一顆螺栓，都在屏幕中呈現出來，點擊任何一處結構物，便彈出相關的信息數據表格窗口，可以查看該結構物的數據信息、工藝、所需混凝土的方量等等，用簡單直觀的方式解決了技術交底、計量、支付等問題。負責數字化室的是質量安全科的馬宇，他告訴記者，這套系統以7D的視角實現了五大功能模塊，即：三維模型、進度管理、費用管理、質量管理、征地拆遷。「7D」是在三維模型的基礎上，把每一個功能模塊當做一個維度，這樣就會從三維的模型豐富成七維的立體空間。他說著就展示了現場1 標夜珠坪立交的3D 模型，已完成的橋樑和隧道顯示為實體，橋隧相連處仍為透明狀的是尚未完成的結構物。在隧道內部遍布的紅色圓柱則是發生了變更的部位，監理單位和管理處審批通過後，這些變更會以紅色的模塊在系統中顯示出來，更加醒目和形象。點擊變更部位會出現變更的申請人、批複者、蓋章等全套手續，可立即查找到源頭。再打開2 標的線路圖，在勝利村大橋的部分墩柱處，有幾處紅色的不規則長方體，這是拆遷斷點的拆遷物，能直觀的看到拆遷物與線路的位置關係及影響的工程量。
在三維模型中點開了GIS 數據，地理坐標一目了然，沿線實際的地形地貌順勢而出，直觀地展示了線路與地形的位置關係。點擊山體的等高線，可以立即看出公路結構物的高程海拔。至於混凝土方量的計量，那就更簡單了，系統會算出結構物的體積，對於方方正正的部件還看不出什麼優勢，但是對於形狀結構複雜的結構物來說，這功能太實用了，不必會解幾何難題，一鍵出數據，簡單又準確。
那麼，這些實時變化的施工信息是如果採集並上傳到管理處的中央伺服器中呢？
系統初期建立時，利用無人機傾斜攝影技術，採集了沿線的地形地貌，做為BIM 搭建的基本框架平台。管理處為全線13 個標段引入了BIM 系統的網路專線，每個標段的施工單位也都建有一個數字化室，以他們各自的帳戶登錄，便可上傳數據，查看本標段的所有信息。檔案室的工作人員可以用自己的電腦聯接系統，上傳和下載數據。在1 標的檔案室，記者看到幾位技術員面前擺著一疊厚厚的報表，正在忙碌地上傳大量數據，這些終端工作人員每隔一到兩周就會錄入一次數據。「如果數據全靠施工單位錄入上傳，能保證準確度嗎？」記者產生了疑問。
看見試驗室和梁場的情況便打消了疑問。BIM 系統的終端還包括管理處在試驗室、梁場、隧道、橋樑等關鍵環節安裝的攝像頭和感測器。當施工單位開始做試驗時，攝像頭自動啟動，試驗全程自動上傳到系統中，影響工程質量的試驗環節被管理處實時掌握。梁場安裝有4 個攝像頭監控制梁過程，關鍵梁板上安裝有感測器，將梁板製作過程中包括時間、溫度、用料等數據上傳系統。隧道掌子面與防水板台車也各有攝像頭。系統還配套開發了監理電子日誌和施工電子日誌，這套子系統由監理人員及施工人員每天填寫工作內容，並將相關影像資料上傳系統永久保存，按月列印成冊存檔，不僅實現內業資料紙質版及電子版的雙向留存，也實現了內業資料全過程的查詢與追溯。該子系統還開發了手機APP 軟體，施工人員打開手機就能上傳施工日誌。這樣，無數的終端就與管理處那台巨大的伺服器連接上了。
遠程操控，分析數據，優化工程
BIM 系統的應用極大提高了管理的效率，減少了人員的工作量。比如說，以往的日常巡查，在隧道尚未貫通前，從2 標到6 標要走省道307，翻越秦嶺的崇山峻岭，巡查一趟，早出都不一定能晚歸。管理人員的車輛堵在路上，不僅耽誤事，也增加了施工運輸車輛的交通負擔，在修建柞山高速的過程中，省道始終正常運營，堵車是家常便飯。現在從BIM 系統中直接發現某個標段的問題，可以直達現場問題地點，或者電話解決，辦事效率更高，人員動身的次數和時間更經濟。在辦公室管車的小夥子告訴記者，以前項目上用車數量多、時間長，現在感覺能減少一半的用車量。記者在現場觀察，施工進度有條不紊，人員的確是比從前少很多。數據監控到位，打破了空間對人們活動的局限性，今後，公路施工現場的管理將以遠程操控為發展趨勢。
施工現場採集的大量數據，不僅使管理變得方便，更有利於發現問題。BIM 系統在柞山項目應用一年多以來，通過大數據的智能分析，在藍圖階段就發現了不少設計中的問題，使工程人員可以及時地提出優化方案，避免在實際工程中的返工、變更。這套系統節約的不僅僅是時間和人工，還有優化變更的費用。
工程還沒有最終結束，其成效難以估量，然而，BIM 系統應用的價值在未來卻是不可限量的。它將留給公路運營管理一筆寶貴的信息資產。建設中採集的數據將全部移交運營公司，服務於養護管理，以同等的效力提高養護工作的決策力，隨著新情況這套系統將不斷添加新數據，實現動態管理。
柞山這套獨特的BIM 系統當然引起了注意，省廳科技處、交通運輸部相關人員都去參觀過，更有其他公路建設項目前來取經，躍躍欲試。該項目已經申請了省廳今年的科研課題項目。今年1 月份，交通運輸部出台了《推進智慧交通發展行動計劃（2017-2020 年）》，是實現交通運輸信息化「十三五」發展規劃的一部分。計劃提出到2020 年逐步實現的目標，第一條便是：「在基礎設施智能化方面，推進建築信息模型BIM 技術在重大交通基礎設施項目規劃、設計、建設、施工、運營、檢測維護管理全生命周期的應用。」
在智慧交通發展的道路上，陝西的柞山項目走在了前頭。
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