李明洪,厦门轨道交通集团有限公司副总工程师、高级工程师,负责所有弱电系统的技术管理工作,是厦门地铁全生命周期BIM应用的技术牵头人,主持厦门轨道交通1号线BIM技术应用管理,构建厦门轨道交通BIM技术应用体系,“2016年“创新杯”BIM设计大赛—BIM应用个人一等奖”获得者,从事轨道交通工程建设事业22年,所从事的工作范围涵盖轨道交通全产业链,主持研发的微电子半自动闭塞系统填补国内空白,荣获铁道科学学会“科学技术杰出奉献奖”;参与研究的武汉市轨道交通网络后备系统运营信号系统方案,获中铁建科技进步一等奖;曾作为主要技术负责人(任副总工),负责麦加地铁项目建设及运营管理的技术工作,2013年,作为厦门市重点引进人才进入厦门市,入选厦门市“海纳百川”人才计划白鹭英才。
RT轨道交通:您如何定义“轨道交通智慧基础设施”这一概念?
李明洪:随着计算机及其网络技术、互联网技术、软件技术的发展,轨道交通已经进入建设“智慧地铁”的时代,与传统地铁相比,智慧化地铁自动化水平、信息化水平更高,保证地铁的建设者、运维者和使用者之间、地铁运行各参与者与系统及设备间、地铁设备之间的信息及数据交换更加充分、便捷,并具有智能化。其主要技术包括:1)数字化建设及运维管理---BIM技术;2)智能终端------物联网技术、传感器技术;3)智能化远程控制----云计算、大数据及智能分析技术;4)互联网+便民体验----移动互联网。
RT轨道交通:2017年6月7日,中国轨道交通领域第一个经过工程实践检验的建筑信息模型地方性技术标准——《厦门市轨道交通工程建设阶段BIM模型交付标准》通过了专家评审,升级为厦门市地方标准。您认为此举对于推动厦门轨道交通乃至中国轨道交通的智能化和智慧化具有怎样的意义?
李明洪:《厦门市轨道交通工程建设阶段BIM模型交付标准》(以下简称“BIM模型交付标准”),是厦门轨道交通建设及运营管理BIM技术应用标准体系中的重要组成部分,是BIM技术应用的基础性标准之一,对规范BIM技术在厦门轨道交通建设管理及运营领域的应用行为具有重要意义,同时也对全国其他城市轨道交通系统BIM技术应用具有借鉴意义。
“BIM”是“Building Information Molding”的缩写,中文意思是“建筑信息模型”,它是附带各种信息的三维模型,是需要建造或管理的各种构筑物、设备及设施的外观及属性的数字化、虚拟化和电子化,存在于信息化系统中,是信息化的数据基础。
BIM技术,是信息模型全生命周期内各种应用的统称,包括三维建模设计、冲突检查、信息支持及关联信息业务的应用等,重点在于模型信息化数据的应用。
在城市轨道交通建设过程中,应用BIM技术,在工程建设形成相应的实物资产的同时,形成与之对应的数字资产,可以做到:1)通过减少差错漏碰现象来提高工程设计质量;2)通过虚拟建造,减少返工,提高功效和施工质量;3)通过模型信息,实现工地管理智慧化、信息化;4)通过数字资产,推动运维管理智慧化、信息化。
鉴于以上因素,“BIM模型交付标准”是推动厦门轨道交通建设管理及运维智慧化的基础,对中国轨道交通建设管理的智能化和智慧化具有表率和借鉴意义。
RT轨道交通:请您详细介绍一下厦门市轨道交通BIM技术的应用情况及应用成果。
李明洪:2013年,厦门轨交1号线建设之初引入BIM技术,并在1号线的全线、全周期中应用BIM技术,以期提升业主建设及运营管理水平及建设运营过程中的信息化水平。广泛调研其他兄弟城市轨道交通BIM技术应用情况,借鉴相关经验的基础上,确定厦门轨道交通“业主主导、BIM咨询管理、各方实施”的BIM应用模式。
厦门轨道交通BIM技术应用路线如下图所示:
在厦门轨道交通BIM技术应用过程中,采取分阶段循序渐进的方法,逐步推进BIM技术在厦门轨道交通中的应用,并结合每个阶段的需求,适时调整BIM技术应用范围及目标。
u 设计阶段: BIM工作涵盖土建和机电全部专业
u 施工阶段: BIM工作聚焦于机电安装施工
u 运营阶段: 聚焦于机电设施设备的信息化管理
2014年3月,《BIM技术应用研究总体方案》、《BIM模型交付标准》、《BIM适时行为标准》、《轨道交通BIM设计流程》、《轨道交通BIM应用点实施细则》等编制完成,并通过专家评审,用于指导厦门轨道交通1号线BIM技术应用工作,并在工程实践中进行不断完善和修改。
第一,标准制定
2016年12月,在1号线相关技术标准的基础上,通过不断地补充和完善,形成了《工程建设阶段BIM技术应用实施方案》 、《工程建设阶段BIM模型交付标准》、《BIM技术应用协同设计平台技术标准与接入要求》、《工程建设阶段BIM设计应用指南》、《工程建设阶段BIM技术应用管理办法》,在通过专家评审后,形成厦门轨道交通集团有限公司的企业标准,用于指导后续线路的BIM技术应用工作。
第二,平台搭建
厦门轨道交通BIM技术应用平台采用同城光网协同模式进行搭建,业主、监理与11家设计单位、16家施工单位接入平台开展协同工作。
BIM设计协同平台:纳入设计、咨询承包合同,由BIM咨询方提供,在项目竣工时拆除。
机电施工管理平台:纳入施工、平台咨询合同,由平台服务商提供,在项目竣工时拆除。
计划开发以派工单为核心的施工管理平台及基于BIM信息模型的运维管理系统,平台软件正在开发和验证中。
第三,BIM技术应用管理
在设计阶段,颁布各项结合BIM应用的设计管理制度,确保BIM设计工作的管理责任落实,业主贯穿全流程的BIM工作管理,由轨道集团分阶段开展对设计BIM成果的检查、评估和验收的管理工作。
在施工阶段,轨道集团公司BIM推进组管理,BIM咨询方提供支持,属地管理承包商负责组织和协调,现场监理具体监督,各施工承包商实施; 施工准备期,开展临时设施BIM设计、BIM设计模型的施工深化设计; 施工过程中,围绕基于BIM的施工管理平台开展过程落地管理工作; 竣工时,平台形成“模型+数据”的建设期信息库,进行数字化竣工交付。
第四, BIM技术应用成果
发挥BIM的可视化沟通交流优势,在方案优化阶段使用BIM提高各方讨论决策效率;
利用BIM技术实现设备及管理用房设计优化;
利用BIM技术进行预留孔洞检查;
利用BIM技术进行管线综合优化设计,24个车站合计解决了10113个管线综合设计问题;
利用BIM技术增加检修空间,方便运营维护;
利用BIM技术,在装修BIM专项检查中,装修与土建、机电的碰撞问题,23个车站合计发现约3000处;
利用BIM设计模型,开发转换为VR虚拟漫游模型,用于沉浸式体验、比选装修方案;
虚拟建造实现落地,提前发现施工现场问题,减少现场突发问题,保障工期;
利用BIM技术,优化施工现场管理,减少临时设施的拆改;
基于BIM模拟展现施工组织设计,对施工计划进行优化,做到虚拟建造、提前解决工序冲突问题;
优化后的施工BIM模型导入平台,与施工计划进行对象时间关联,自动为施工单位派发工单、收集执行情况、形成进度反馈;
使用BIM模型对施工人员进行可视化施工交底,让施工人员实现掌握施工工序、技术要点、完成要求;
基于BIM信息化的标准化工厂预制加工;
利用BIM模型,指导现场临水、临电及临边防护施工;
利用BIM模型,指导现场机电安装、装修施工。
第五,厦门轨道交通BIM技术应用成绩
RT轨道交通:在轨道交通设计、施工建设、竣工验收到运营管理的全过程,BIM所发挥的功能和作用各是什么?
李明洪:城市轨道交通领域一般分为三个阶段,即:设计阶段、施工阶段、运维阶段,BIM技术在这三个阶段的作用及功能分别如下:
在设计阶段,BIM技术的应用主要通过模型设计,发现工程各构筑物、设备及设施间的位置冲突、空间布局冲突以及空间合理性检查等。
在施工阶段,BIM技术将利用BIM设计模型及其属性参数,实现:
Ø 可视化施工技术交底,提高沟通效率;
Ø 场地布局及临时设施设计,避免临时设施的频繁拆解;
Ø 可视化施工模拟,提高功效
Ø 施工设备及材料加工
Ø 智慧化工地管理
Ø 现场设备设施信息查询与支持
Ø 数字化资产移交等
在运维阶段,通过竣工BIM模型,实现三维视频培训、故障报修、维护信息咨询、资产管理等的信息化、三维化。
RT轨道交通:您认为BIM技术在城市轨道交通领域的推广应用还存在哪些亟待解决的问题?
李明洪:目前,制约BIM技术在城市轨道交通建设领域中应用的主要问题有:
问题1:目前,在城市轨道交通工程设计过程中,还不能直接利用BIM技术输出施工图,导致BIM技术直接作为城市轨道交通设计手段使用困难重重。
问题2:目前,在全国范围内,没有明确针对BIM技术应用的取费标准和费用来源,使得BIM技术在城市轨道交通工程中的推广使用存在困难。
问题3:在已经使用BIM技术的城市轨道交通工程中,对BIM模型及其形成的数据的重要意义认识不足,如何在运维阶段的应用还有待于进一步开发。
RT轨道交通:您认为要在全国城市轨道交通范围内大规模推广BIM技术应用还有多长的路要走?您如何看待BIM技术在未来轨道交通的应用前景?
李明洪:BIM技术在城市轨道交通的应用目前还处于初始阶段,适合城市轨道交通领域的完善BIM技术应用体系还未形成,全国各地轨道交通系统的BIM技术应用水平参差不齐,且均处于工程应用摸索阶段,各地的BIM技术标准也不尽统一,且并不完善,BIM技术应用相关软件功能并不完善,且软件开发投入并不充分,因此BIM技术在城市轨道交通领域的应用之路漫长且艰难,还需要不断持续探索与发展。
随着计算机技术、网络技术及软件技术的发展,城市轨道交通的设计手段的不断丰富与水平的提高,BIM技术将在城市轨道交通建设管理及运维过程中具有非常广阔的发展前景,尤其是在大规模数据应用技术和计算机云技术大发展的背景下,BIM技术将会迎来空前的发展机遇。
RT轨道交通:BIM技术应用主要涉及哪些信息化和智能化的技术?
李明洪:从目前BIM技术应用水平上来看,BIM技术应用主要涉及到以下方面的信息化和智能化,包括但不限于:
Ø 工程设计计算智能化(BIM智能化插件)
Ø 工程建设管理智能化(智慧化工地系统)
Ø 运维管理智能化(培训智能化、维修人工智能、资产管理智能化等)
RT轨道交通:您认为制约我国城市轨道交通智慧化和信息化推广速度的主要因素是什么?
李明洪:由于每个城市的轨道交通系统的建设管理模式不同,组织架构也不同,管理及运营需求也不尽相同,因此,各城市轨道交通系统的信息化和智慧化之路各不相同,均需要投入巨资从零开始,逐步进行开发和不停地进行完善,导致了成功的轨道交通智慧化和信息化模式不能快速进行复制,从而制约了轨道交通系统的智慧化和信息化的发展速度,这是根本原因。
RT轨道交通:您如何看待轨道交通基础设施建造与运维智慧化未来的发展前景,要实现真正意义上的“轨道交通基础设施建造与运维智慧”,还有多久?
李明洪:在轨道交通基础设施建设与运维智慧化发展即将进入云计算和大数据时代,在未来3年,轨道交通的建设及运营将产生以下变化:
Ø 设计三维化
Ø 施工管理信息化、智能化(智慧化工地)
Ø 系统软硬件云端化
Ø 获取信息的手段多元化,信息供给精确化
Ø 运维管理信息化、网络化、智能化
从目前我国轨道交通智慧化地铁建设与运维发展水平看,要实现真正意义上的智慧地铁至少还需要5-10年的发展历程。