BIM技术案例分享：BIM技术打造的客货滚装智慧港口

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1、客货滚装港口现有业务流程

1.1　现有业务流程

(1)旅客工艺流程：购票—安检—检票—待渡场—登船。

(2)小车工艺流程：购票—安检—待渡场—检票—登船。

(3)客车工艺流程：购票—安检—待渡场—检票—登船。

(4)货车工艺流程：安检—计重购票—待渡场—检票—登船。

(5)危险品车辆工艺流程：预约购票—待渡场—登船(危险品有专用通道)。

1.2　现有工艺流程存在的问题

(1)人工查验效率低。多采用全程人工查验，查验时间长，环节不流畅，导致生产运作效率下降，港口资源也无法做到有效利用。

(2)互联网售票模式不够完善。购票方式基本采用人工窗口售票、微信平台购票和自动售取票机购票，互联网售票系统不完善，难以满足发展需求。

(3)传统工艺技术落后，生产效率不高，无法实现快速、高效、无障碍的工艺流程，不能达到生产的智能和高效。

(4)生产安全存在死角。危险品车辆和普通车辆多从同一闸口进出，具有较大的安全隐患，需要添加防护隔离，同时危险品泊位与普通泊位间距较小，需要进行改进。

因此，通过对原有的工艺方案进行分析，在此基础上进行新的功能布局和工艺方案设计，实现车辆全程无障碍快速高效通行，实现客货滚装生产作业的智能高效，从而将湛江港徐闻港区打造为新型智慧港口。

2、客货滚装智慧港口“三位一体”方案设计

2.1　客货滚装港口渡海车辆预约机制

以渡海货车为例，可以提前在网上或手机App预约购票，也可以在现场购票，预约购票到港后首先经过自动安检闸口进行自动安检，随后到达自动收费闸口进行核算收费，进行船舶配载后再到达待渡区等待检票登船。若没有在网上预约购票，则先到达安检闸口进行安检，安检结束后进行核算收费购票，拿到票后到达指定待渡场等待检票登船。

2.2　客货滚装港口“三位一体”集成机制

通过物联网和智能决策技术，将渡海车辆的安检、计费称重、渡海车辆在船上的配载等3个环节进行整合，结合RFID制定客货滚装港口“三位一体”决策方案，实现安检、计重、售取票、船舶配载的智能协同决策。

2.3　客货滚装港口智能化待渡场方案

由于待渡场为16个且发船频次由2 h缩短为0.5 h，若渡海车辆误入其他待渡场，极有可能导致港口待渡场交通流出现混乱，且渡海车辆容易误上船舶，不利于港口生产组织调度。因此，通过图像识别车牌或读取车辆上的RFID卡，并在港区内通过LED屏幕进行引导，将避免渡海车辆误入其他待渡场。此外，通过GIS+BIM的方式设置电子围栏，若渡海车辆即将误入其他待渡场，LED及其音控设备提示司机。

3、客货滚装智慧港口功能架构

客货滚装智慧港口是面向客货滚装港口数字化、网络化、智能化需求，构建安检、计重、售取票、配载、验票等多位一体的智能感知体系，支撑港口资源的广泛连接、弹性供给和高效配置，实现港口客货滚装服务和监管的全流程自动化和智能化。客货滚装智慧港口的本质是通过构建客货滚装港口精准、实时、高效的数据采集互联体系，建立客货滚装生产数据和业务数据的存储、集成、访问、分析、管理的应用环境，实现港口业务、经验、知识、服务、应用的模型化、标准化、软件化、复用化，不断优化客货滚装港口的业务流程、生产组织和上下游生态链，形成资源丰富、信息共享、多方参与、合作共赢、协同推进的港口物流新生态。

建设客货滚装智慧港口是一项大型的、复杂的、长期的系统工程，它主要包括总体规划设计、感知层和传感网基础设施建设、云计算(网络)数据中心建设、信息安全体系建设、应用服务平台建设、指挥中心建设、统一门户平台建设、可持续发展保障体系建设等8项内容。客货滚装智慧港口的核心应用是生产运营、安全监管和客户服务，基础是感知体系和数据中心的搭建。

4、客货滚装港口数字化、智能化构建技术

4.1　客货滚装港口 “三位一体”智能化方案

结合IOT、BIM和智能决策等技术，实现客货滚装港口安检、售票、配载等环节的“三位一体”深度融合。在“三位一体”智能化方案及其工艺和业务流程优化基础上，基于移动互联和IOT技术，提出渡海车辆的预约机制和智能化待渡方案。“三位一体”智能化方案可实现渡海车辆的安检、售票、待渡场等待、船舶配载等全过程的自动化和数字化，并能够解决客货滚装港口信息流转不畅、生产智能运作协同难等问题。

4.2　基于BIM的客货滚装港口数字化技术

结合数字孪生理念，提出一种基于BIM的客货滚装港口数字孪生架构，通过IOT、通信和控制等技术构建客货滚装港口物理空间，利用BIM模型数据化优势构建客货滚装港口虚拟空间，实现客货滚装港口数字化、智能化驱动。同时，使用Bentley、Revit、Catia等BIM设计软件，构建客货滚装港口BIM数字化模型，利用BIM模型标准格式IFC转化到三维GIS标准格式CityGML，将转化后的信息存储在Firebird中，利用PROJ4对数据库进行坐标转换，转换后加载到三维地理信息平台CityMaker中进行精确定位，实现客货滚装港口BIM与GIS的深度融合。

4.3　带二维装箱约束的2阶段客货滚装船舶配载决策方法

客货滚装船舶配载需要综合考虑货车、小车、客车在船舱内的具体位置，并满足船舶稳性要求。现有研究主要针对商品车，现实中依靠人工经验，不利于客货滚装港口船舶配载的智能化。本项目提出一种带二维装箱约束的客货滚装船配载决策方法，以船舱面积利用率最大为目标，构建客货滚装船配载决策模型，设计偏随机密钥混合遗传算法进行求解，并将2阶段启发式嵌入到偏随机密钥遗传算法中，实现客货滚装船的智能化配载，保障客货滚装船航行安全。

5、客货滚装智慧港口BIM综合应用

5.1　协同设计

利用设计管理平台进行多专业协同设计。总图专业初步确定平面布置，建立总图中心文件。工艺、管线、电气、消防等专业在总体中心文件上进行港区的各专业设计，生成总图设计模型。各单体建筑建立单体的中心文件，最后在设计管理平台上集成。

5.2　精细建模

根据企业建模标准要求，搭建工程各部件精细模型，主要包括建筑、结构、水工、机电等专业。通过模型的构件尺寸、材质、名称等信息，提取各构件工程量，获取成本控制的主要信息，反馈至项目部，节省造价约500余万元。

5.3　碰撞检查

对项目进行全专业分析，生成并导出各专业类型子系统模型，通过专业内碰撞检测和专业间碰撞检测，检查设计疏漏和施工缺失，并将各类型碰撞生成碰撞报告，反馈至项目部和设计人员。本项目共发现碰撞3 000余处，节省施工返工成本约300余万元，节省施工工期约1.5个月。

5.4　空间优化

本项目主要建构筑物为枢纽大楼，建筑面积约8万m2。建筑物内含生活给水管道、生活排水管道、消防给水管道、新风管道、空调冷凝水管道等，种类众多，铺设复杂，为充分利用和节省室内空间，通过对室内机电管道进行碰撞检测并调整，实现空间优化。

5.5　绿建分析

本项目通过BIM技术对枢纽大楼进行绿建分析，主要包括通风、光照等，实现枢纽中心建造的合理化和科学化。

5.6 BIM+VR虚拟漫游

本项目工程量大、子项目多、工艺复杂，存在较多的特殊施工点，施工难度大。利用BIM软件，模拟建筑物的三维空间，通过漫游动画的形式，虚拟仿真漫游，查找不易察觉的设计缺陷和施工问题，在BIM模型的基础上附加标准化的施工方法、施工工艺和施工顺序等信息，进行施工方案的可视化模拟，帮助技术和管理人员掌握施工工艺和质量控制要点，强化施工标准化意识，实现施工方案的可视化交底。

5.7　方案优化比选

BIM+UNITY漫游展示技术，对枢纽大楼屋面盖板形式进行多方案对比，可对不同角度、不同方位、不同材质、不同形式的方案进行实时切换，对比效果更加机动灵活。此外，对交通流进行优化，改善部分交叉口的堵车情况。

5.8　进度模拟

通过将BIM与施工进度计划相连接，将空间信息与时间信息整合在同一个可视的4D模型中，可以精确、直观地反映整个建筑的施工过程。4D施工模拟技术可以在项目建造过程中合理制定施工计划、精确掌握施工进度，优化使用施工资源、科学进行场地布置，对工程的整体施工进度、资源和质量进行统一管理和控制，以缩短工期，降低成本，提高质量。

BIM模型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。以上内容就是“BIM技术案例分享：BIM技术打造的客货滚装智慧港口”，更多BIM热点资讯/教程分享欢迎关注微信公众号“BIM实训”，也可点击下方免费下载领取精品学习资料。