百年京張BIM再造高鐵傳奇
——對話中鐵工程設計咨詢集團有限公司BIM中心主任張忠良

2018年秋天，筆者直飛倫敦，奔赴了一場全球性千人之約——縱覽基礎設施建設2018大會。

在這里，Bentley攜手戰(zhàn)略合作伙伴西門子、微軟等搭建了一個融合創(chuàng)新技術和應用的平臺，60多個國家的工程與BIM專家風云際會。共有來自全球420個基礎設施項目參與其中，將BIM價值展現(xiàn)得淋漓盡致并參與爭奪工程界“奧斯卡”光輝大獎。

其中，中國的京張高鐵BIM項目不僅以“推進軌道交通領域協(xié)同數(shù)字工作流”奪得光輝大賽特別榮譽獎，而且成為外國專家的關注焦點：

中國人如何在5年內(nèi)建成一條170多公里的高鐵？

高鐵經(jīng)過的世界文化遺產(chǎn)核心區(qū)如何保護？

如何利用BIM技術實現(xiàn)高難度環(huán)境的施工以及支持智能高鐵運維？

為了解答國際專家和媒體關于“智能京張、綠色京張、人文京張”之問，筆者在中鐵工程設計咨詢集團有限公司（以下簡稱“中鐵設計”）BIM中心主任張忠良的辦公室，與他進行了一場暢聊，展開了百年京張的新傳奇。

參與國際大賽京張高鐵回答國際之問

中國高鐵驚艷世界。京張高鐵BIM應用在國際大賽上給國際專家和媒體帶來驚喜的回答。

問：祝賀京張高鐵BIM項目榮獲2018“光輝大獎”，首先請您介紹一下京張高鐵項目。

張忠良：京張高鐵是我國“八縱八橫”京蘭通道的東段，也是2022年北京—張家口冬奧會的重點配套交通基礎設施。北京至張家口鐵路正線全長約174km，共有71段路基、64座橋梁、10座隧道、10座車站。在同樣的起點和終點，1909年，中國人自行設計和建造的第一條鐵路——京張鐵路全線通車；2019年京張高鐵開通運營后,將成為世界上第一條智能運營的高鐵線路。

問：百年京張是百年中國鐵路史的縮影。在“光輝大賽”評獎答辯環(huán)節(jié)，這個項目受到國際專家和媒體的關注，他們關注的是什么？

張忠良：高鐵是一個復雜的多專業(yè)集成系統(tǒng)，中國不僅擁有全球最大的高鐵網(wǎng)絡，目前技術更是處于世界領先水平。京張高鐵是第一條在高寒、大風沙區(qū)域建立的時速350公里的高鐵，施工難度非常大，國外專家和媒體記者普遍對中國如何能在短短5年內(nèi)取得這一偉大成就感到驚訝。京張高鐵BIM項目為他們揭開了神秘的面紗。與會期間，專業(yè)和各國記者最感興趣的是京張高鐵在面對如此復雜的高鐵系統(tǒng)時，如何高效地開展多專業(yè)協(xié)同設計工作，如何利用設計成果指導后續(xù)的施工工作。不同于其他BIM項目，京張高鐵通過制定標準流程來驅動信息交互，開展設計工作。制定語義標準來對模型構件進行編碼描述。利用工程實體數(shù)據(jù)庫中的結構化數(shù)據(jù)基礎，對設計成果進行精細化管理。當然，為了實現(xiàn)這一創(chuàng)新方法，我們在鐵路BIM標準的基礎上結合需求定制了底層的流程標準、語義標準和數(shù)據(jù)標準。同時，利用這幾類標準作為基礎，我們也可以高效地完成專業(yè)間的協(xié)同工作管理，做到互提資料及時完整，傳遞數(shù)據(jù)簡潔高效，設計模型快速生成等。

問：京張高鐵設計采用創(chuàng)新性BIM技術，是如何用來完成這個歷史使命的？

張忠良：京張高鐵所經(jīng)地區(qū)外部環(huán)境復雜，環(huán)境要求高，包含八達嶺長城站等重難點工程“一橋兩站三隧”。參與專業(yè)包含線路、軌道、地質(zhì)、橋梁、隧道、變電、通信、防災、暖通、環(huán)保等23個主要專業(yè)，專業(yè)間協(xié)調(diào)難度大。這是中國首條全線、全專業(yè)、全生命周期采用BIM技術來完成如此高難度的高速鐵路項目。

我們的項目團隊通過ProjectWise、MicroStaion、OpenRoads、ABD 等 一 系 列Bentley軟件完成了BIM項目從工作環(huán)境搭建、全專業(yè)協(xié)同設計工作開展、模型審核、裝配、成果精細化管理及交付等一系列工作。例如，在八達嶺長城站的建設深達地下102米，創(chuàng)造了許多世界之最：世界上規(guī)模最大的暗挖地下車站；國內(nèi)最復雜的暗挖洞群車站；國內(nèi)旅客提升高度最大的高鐵地下站；國內(nèi)單拱跨度最大的暗挖鐵路隧道。

問：借助BIM技術，如何把八達嶺長城站這樣的重難點項目建設好、保護好？

張忠良：我們選擇采用可視、直觀、智能的BIM技術，既要服務于建設智能京張這一大戰(zhàn)略，又要解決如此復雜的車站設計，保護如此重要的歷史文化遺產(chǎn)，要做到科學設計、綠色施工、智能運維。

問：在京張高鐵之后，中鐵設計對于BIM技術在高鐵行業(yè)的未來發(fā)展與應用有哪些部署？

張忠良：王洪宇總經(jīng)理給我們提了兩個高要求：一是達到協(xié)同設計工程化應用；二是在BIM技術領域達到國際先進水平。我們把這兩個高要求分解成3個“ 小目標”：實現(xiàn)BIM正向設計；以BIM設計成果支持施工和運維；實現(xiàn)三維呢程設m1.15什么話選線?？偠灾?，就是利用BIM技術為設計提供方案對比，為施工提供標準依據(jù)和設備安裝參考，為竣工階段確認設計與現(xiàn)場吻合與調(diào)整，在完工時提交BIM模型給運維廠商進行后續(xù)營運階段應用。同時，也為智能鐵路的施工建設及運維階段開展云計算、大數(shù)據(jù)分析等提供可靠的數(shù)據(jù)基礎。

選擇對的伙伴共同打造中國名片

與技術伙伴共創(chuàng)BIM解決方案，與兄弟單位毫無保留地共享成功經(jīng)驗，中鐵設計的聯(lián)盟思維既成就了自己，也惠及了行業(yè)。

問：在京張高鐵BIM項目中，為什么選擇Bentley作為技術合作伙伴？

張忠良：如果問我們在京張高鐵項目中做對了什么，其中之一就是選擇了Bentley。Bentley為項目提供了一個比較系統(tǒng)的多專業(yè)、全面協(xié)同、全生命周期管理解決方案。中國鐵路動輒上千公里乃至幾千公里，涉及專業(yè)非常多，工程非常復雜，工程量也比較大。可以說，中國鐵路是大場景，需要解決復雜工程和多專業(yè)協(xié)同，所以當時選擇了Bentley，而我們也具備豐富的Bentley軟件應用經(jīng)驗。

問：采用Bentley解決方案，取得了哪些成果？

張忠良：例如，采用Bentley的Micro Station、ABD、OpenRoads等軟件開展了全線全專業(yè)BIM設計，實現(xiàn)了全專業(yè)在同一協(xié)同平臺ProjectWise上開展工作，采用分層組裝的方法進行段落總裝。各專業(yè)通過對既有軟件的深度學習，并結合專業(yè)知識通過軟件標準定制及二次開發(fā)等手段，大大提高了工作效率。例如地質(zhì)專業(yè)結合MicroStation，通過對軟件的二次開發(fā)，提高工作效率5倍以上，使設計時間縮短了1000人工天。

我們分別從模型創(chuàng)建、模型總裝、模型審核、設計檢查、設計修改、方案確定、成果交付等方面節(jié)省了大約3個月的設計時間。此外，檢驗了Bentley在鐵路全專業(yè)BIM設計的可行性，探索了三維正向設計流程，降低了對環(huán)境的影響，提升了設計質(zhì)量，驗證并完善了中國鐵路BIM標準，為今后中國乃至世界的高鐵項目BIM應用建立了標桿，同時提升了公司技術實力和未來承接鐵路BIM項目的機會。

問：Bentley作為一家跨國公司，如何能更好地滿足中國鐵路行業(yè)的本地化需求？

張忠良：可以說，Bentley和我們是共創(chuàng)共贏。他們非常重視中國的鐵路市場，總部以及中國區(qū)的管理層和開發(fā)經(jīng)理多次來我們公司考察、交流，我們也在不斷提出本土性需求，督促他們不斷改進。例如，OpenRail設計軟件就有了很多改善，更切合目前中國鐵路市場的需要。順利實現(xiàn)產(chǎn)品本地化，既是Bentley先進技術的推廣，也是中國高鐵理念的輸出，更是推動BIM創(chuàng)新的不竭動力。

問：BIM在中國鐵路行業(yè)的應用可以說是剛剛興起，中鐵設計是否與行業(yè)單位進行了合作？

張忠良：鐵路是一家，我們要共同打造好“中國高鐵”這張名片。我們和兄弟單位之間的交流也是毫無保留的。鐵路總公司和鐵路BIM聯(lián)盟也給予了我們極大的支持。在整個京張高鐵的實施過程中，他們曾多次前來檢查、授課、指導工作，才有了我們現(xiàn)在的成績。

構建BIM團隊一切成為可能

前瞻視野的企業(yè)領導，復合型能力的團隊領軍人物，一個融合技術、生產(chǎn)和項目的大團隊，是BIM創(chuàng)新的理想組合，是中國高鐵發(fā)展的新生力量。

問：在做京張高鐵BIM項目的過程中，給您留下最深刻記憶的是什么？

張忠良：給我留下最深印象的就是，萬事開頭難。不過，這個項目對于行業(yè)來說屬于國家工程，對于我們集團來說是一把手工程，集團領導非常重視，給予了全力支持。黨委書記、董事長李壽兵親自進行戰(zhàn)略部署，組織召開動員會；總經(jīng)理王洪宇親自督導過問，專門安排主管生產(chǎn)的副總經(jīng)理蔣偉平來具體抓。有了管理后臺的強力支撐，我們在前面干事就有底氣，各生產(chǎn)院、各專業(yè)的合作與支持力度就越來越強了。所以說，領導的支持是京張高鐵項目成功的基石之一。

問：領導支持至關重要，執(zhí)行團隊不可或缺。中鐵設計如何組建BIM團隊？

張忠良：領導的支持和團隊的堅持是成功的關鍵因素。我們形成了BIM中心、項目部和研發(fā)團隊的三合一架構。項目部及研發(fā)團隊能堅定不移地貫徹BIM中心傳達的集團BIM戰(zhàn)略方針及技術路線。同時，項目部在遇到問題時，BIM中心和研發(fā)團隊也能及時給予充分的政策及技術支持。沒有這個團隊，這事做不成。

問：BIM中心張弛、京張BIM副總體李純等幾位團隊成員都不約而同地談到您的專業(yè)洞察、戰(zhàn)術路線和個人擔當。請結合您本人的情況談談做好一個BIM團隊領軍人物需要具備哪些素質(zhì)。

張忠良：結合個人經(jīng)驗，要成為一名合格的BIM團隊領導，需要對各專業(yè)知識、科技管理體系，軟硬件及網(wǎng)絡搭建、軟件開發(fā)管理等方面達到深入了解，我覺得我們在業(yè)務上、技術上的綜合積累可以把BIM業(yè)務想得更透徹，了解要采用什么方法和手段達到業(yè)務目的。個人的能力畢竟是有限的，要做好BIM，需要具有前瞻視野的企業(yè)領導，一個多能力融合的吃苦耐勞的內(nèi)部團隊和一批專業(yè)的外部支持伙伴。有了這個大團隊，我們才可以書寫出百年京張的傳奇，才能為中國高鐵事業(yè)的發(fā)展再立新功。

書寫智能鐵路的世界傳奇

中國高鐵看京張，倫敦喜獲光輝獎。創(chuàng)業(yè)艱難不敢忘，中鐵設計再翱翔。

回憶當時京張高鐵BIM建設的往事，中鐵設計BIM團隊的一位同事賦詩記懷。從這篇短詩中，我們可以想象出“創(chuàng)業(yè)艱難百戰(zhàn)多”的場景，也能感受到團隊成員砥礪前行的激情。

面對BIM技術的興起，基礎設施行業(yè)迎來新的生機，而中國鐵路行業(yè)抓住這個機會無疑是智慧之舉。中國鐵路的建設者們從懵懵懂懂到逐漸精通，認識新技術的過程是曲折的、痛苦的，但結果卻是欣喜的。中國高鐵的BIM應用，已從京張高鐵開啟新篇章。中國高鐵在智能化中提速，BIM技術也在不斷創(chuàng)新，Bentley在縱覽基礎設施建設2018大會上推出了面向基礎設施工程（工程數(shù)字孿生模型）和資產(chǎn)（性能數(shù)字孿生模型）的數(shù)字孿生模型云服務iTwin? Services。可以預見，中國鐵路行業(yè)運用好BIM這一金手指，中國的建設者們將書寫出更多智能鐵路的世界傳奇！