一位基层科研工作者的“BIM技术+航道”锤炼之路

BIM项目让我对整个行业有了更深的理解。接下来，我们会有意识地往更深的地方探索，并尝试将大数据、区块链等先进科学都融合到航道中。”日前，在接受记者采访时，荣获2020年“长航局科技创新中青年领军人才”荣誉称号的郭涛透露道。

郭涛是长江航道规划设计研究院BIM技术研发及应用团队(简称“BIM团队”)的负责人。在长江航道BIM技术研发及推广实施过程中，在没有任何成功经验和现有成果可借鉴的情况下，他带领团队，经历平台选型、方案设计、需求分析、功能开发、开展试点工作等阶段，突破航道工程设计、建设、管理、维护等各阶段应用中存在的BIM技术难点，成功为航道整治工程插上科技“双翼”。

从无到有

锻造完整设计体系

回首不忘来时路，一路风雨一路歌。

航道整治工程的一大特点是与地形紧密结合，或者随地形起伏，这一特点和建筑、水利等其他行业有很大区别，决定了团队不能照搬照抄其他行业的BIM设计方法，必须靠自己研究确定适合航道工程的设计流程和方法。

“对于BIM，虽然我们团队一开始都是零基础。”郭涛回忆道，“但我们从‘什么是BIM’的基本概念学起，逐步掌握了多款BIM相关软件。”

摸着石头过河，中间的过程自然不会是一帆风顺。

郭涛告诉记者，开发参数化部件时，经常遇到做到某一步，忽然出现一片感叹号的情况。这时，就要像编程一样细心排查错误，反复多次调试、测试。

“在GIS平台进行不同测量比尺不同坐标系的高程数据融合时，我们一开始没有掌握GIS数据格式、坐标系相关知识。团队就通过第三方软件GlobalMapper提取等高线、坐标转换进行中转处理。”郭涛举例，“这样虽然暂时将数据融合起来，但步骤很多，费时费力。后来通过网上搜索学习相关知识，翻阅帮助文档，找到了效率比较高的方法，操作步骤大幅减少，测量数据叠加融合的效果也不错。”

纵断面提取、Dynamo交叉设计、模型文件导出、物体运动动画等问题和痛点，每天摆在郭涛与团队面前的，都是一串待解决问题的列表。

然而，郭涛始终坚信，遇到困难不退缩，方法总比困难多。在他的带领下，团队也对解决技术问题有保持着兴趣和热情。

在施工组织设计时，为了理解实际的工程施工进度，团队去整治中心找来了燕子窝工程的施工日志，对着几千个施工网格和一天天的日志记录，把整治建筑物模型按照施工网格拆分成密密麻麻的数千个单体模型，然后按日期一一排列，用动画的形式还原了整个施工过程。“所以后来再做施工模拟动画的时候，心里面就有底了。”郭涛笑着说。

从主要到次要，从易到难，BIM团队把遇到的问题和痛点都在实践过程中一一解决了。在郭涛的带领下，BIM团队通过不断地摸索尝试，建立了护滩、护岸、筑坝等整治建筑物参数化部件库，建立了材质库，制定了材质标准、文件命名标准、交付标准等，开发了航道整治工程BIM设计工具箱，最后形成了完整的航道整治工程BIM设计体系。

从有到优

与时俱进提升技术

数月前，记者来到长江航道整治工程首个生态固滩专项工程——鳊鱼滩生态固滩工程，发现滩上草长莺飞、风景如画。不久前，长江中游新洲至九江河段航道整治二期工程(以下简称“新九二期”)顺利通过交工验收。该工程的顺利完工也是BIM团队技术支持的生动实践。

“和其他研究院比较，我们最初跟着他们跑，现在已经追赶上他们。从近期情况看，我们在复杂结构精细化建模和效果展示等方面还要超过他们。这些成果应用在新九二期、芜裕段、武安段等整治工程项目设计阶段，取得了较好的效果，也得到了上级领导的认可。”郭涛自豪地表示。

他告诉记者，信息化是一项需要投入大量资金的工作，如何在单位实际发展需求与信息技术间架起一座桥梁，需要深度思考，而不是唯技术论。

为了让BIM技术的价值更加充分地体现在工程中应用中，满足日新月异的需求，保持技术的与时俱进，团队开始尝试将BIM技术向工程建成以后的运营维护阶段延伸。“我们大量调研，保持对行业应用、本行业科研技术更新的敏感度，反复思考在工程应用中BIM技术的落地。”郭涛说。

团队从2017年开始谋划和探索技术可行性，开发基于“BIM+GIS”的维护分析平台和基于“BIM+Unity3D”的三维展示平台。目前，两个平台已初步搭建完成，项目“内河航道整治工程BIM关键技术研发及应用”也荣获中国航海学会科学技术奖二等奖。

维护分析平台的重点就在于搭建BIM数据库。如今，在郭涛的带领下，BIM团队已初步搭建空间数据库，也完成了太平口、戴家洲等4个河段数据的入库。“未来两年将逐步实现长江干线400多处整治建筑物BIM数据的生产和入库。”郭涛透露。

从优到精

突破核心技术难题

如果说，从无到有是坚持，从有到优是追赶，那么从优到精便是超越。

随着长江航道市场由相对封闭转向对外开放，在BIM应用方面，越来越多竞争者都要进入长江航道市场。这也对BIM团队提出了更高的要求。

在郭涛的带领下，BIM团队以典型水道航道整治工程维护管理阶段示范应用为突破，已经验证了航道整治工程维护管理阶段BIM+GIS技术应用的可行性，实现航道整治建筑物的观测分析、损毁分析、演变趋势分析等，推动航道工程全寿命周期信息化管理的技术变革，并实现了长江航道新开工整治工程BIM技术应用率100%。

但郭涛并不满足于此，“针对长江航道要素众多、变化频繁等特点，突破制约航道要素智慧预判的核心技术难题，探索三维场景下预测信息的智能化应用，是实现长江航道养护管理和信息服务智慧化，全面建成交通强国的必要支撑。”

“大数据、区块链等技术让我看到了新的方向。”郭涛告诉记者，他将结合航道水沙数学模型，探索机器学习在航道条件预测预报、航道整治建筑物损毁预测分析、疏浚量预测分析等方面的应用研究，使两者互为参照、依托，不断优化完善预测分析模型，实现预测手段新突破、预测精度新提升，为智能航运监管和服务提供形势预测、决策辅助，提升航运社会公共服务的智能化水平。

“习近平总书记勉励我们科技工作者，弘扬优良传统，坚定创新自信，着力攻克关键核心技术，促进产学研深度融合，勇于攀登科技高峰，为把我国建设成为世界科技强国作出新的更大的贡献。”郭涛的声音沉稳而坚定，“未来，我将结合研究院在航道数学模型、航道演变跟踪分析等方面的传统优势，以自主研发的BIM技术应用能力为依托，以智慧交通、大数据、人工智能等前沿信息化应用为方向，研究航道要素信息的智慧预判与智能化应用，为实现交通强国战略提供坚强支撑。”

BIM技术在施工过程中的应用可全面提升工程造价行业效率与信息化管理水平，优化管理流程，高效率、高精准度的完成工程量计算工作，有利于加强全过程成本控制，做好设计变更应对，方便历史数据积累和共享，对于项目造价管理工作而言有诸多优越性。更多精彩内容可关注环球网校，也可点击下方免费下载领取学习资料。