基于BIM技術(shù)的智慧泊車新思維

(1.吉林建筑大學(xué)，長春 130118； 2. 中建北方建設(shè)投資有限公司，沈陽 110000；3.吉林省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，長春 130012)

1 工程概況

長春市凈月潭國家級旅游風(fēng)景名勝區(qū)立體停車庫位于凈月潭國家森林公園正門，毗鄰凈月大街口?？偨ㄖ娣e40 232.40m2(其中地上30 197.15m2，地下10 035.25m2)。該項(xiàng)目為I類敞開汽車庫。停車庫主體為三層框架結(jié)構(gòu)，BIM技術(shù)貫穿整個項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工組織管理的各個環(huán)節(jié)，專業(yè)模型從建筑到結(jié)構(gòu)上均體現(xiàn)了立體的理念，減少了土地占地面積，提升了停車空間容量。該項(xiàng)目為省內(nèi)景區(qū)規(guī)模最大、自動化程度最高、功能最全的停車庫之一。項(xiàng)目效果圖如圖1所示。

圖1 立體停車場整體效果圖

2 BIM組織與應(yīng)用環(huán)境

2.1 BIM應(yīng)用目標(biāo)

項(xiàng)目定位為BIM全生命周期管理研究項(xiàng)目[1-2]，通過項(xiàng)目管理與BIM技術(shù)手段，打通項(xiàng)目專業(yè)間、流程間的信息傳遞瓶頸[3]，實(shí)現(xiàn)BIM設(shè)計(jì)模型精準(zhǔn)的指導(dǎo)實(shí)際施工，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)[4]，滿足項(xiàng)目功能及后期運(yùn)營要求。

2.2 應(yīng)用措施

在規(guī)劃階段，運(yùn)用模擬軟件對停車場周邊區(qū)域的整個路網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時模擬，保證單體體量合理。在方案設(shè)計(jì)階段，通過BIM技術(shù)平臺結(jié)合GIS軟件對設(shè)計(jì)條件進(jìn)行判斷、整理、分析，完成場地分析和形體推敲，并結(jié)合環(huán)評進(jìn)行綜合評估[5-6]。在施工圖設(shè)計(jì)階段即深化模型階段，利用BIMSpace創(chuàng)建的中心文件使數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)的進(jìn)行專業(yè)間傳遞，對各專業(yè)國家相關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的校驗(yàn)，保證了設(shè)計(jì)規(guī)范性和準(zhǔn)確性。在招標(biāo)施工階段，無損導(dǎo)入3D BIM模型進(jìn)行工程量計(jì)算，提供電子招投標(biāo)管理、分包管理、采購管理、合同管理等。對項(xiàng)目時間控制、5D模擬、形象進(jìn)度管理、項(xiàng)目成本控制、工程變更管理、記賬和開票等全局總控。在項(xiàng)目竣工后，將施數(shù)字化模型及相關(guān)信息、施工過程中的檔案資料全部整合，在立體停車庫的運(yùn)維階段進(jìn)行進(jìn)一步集成，實(shí)現(xiàn)立體停車庫的全生命周期全過程管理。并結(jié)合BIM模型的開放接口，搭建運(yùn)營管理軟件，實(shí)現(xiàn)了基于BIM模型的立體停車場的智能管理。

2.3 軟硬件環(huán)境

根據(jù)項(xiàng)目的BIM應(yīng)用需求，配置了如下軟硬件環(huán)境，如表1所示[7-8]。

3 BIM應(yīng)用

3.1 周邊交通流方案模擬與分析

由于停車場周邊路況及其復(fù)雜，在同一時間段內(nèi)存在多種行駛行為(圖2所示)。選用VISSIM微觀交通流仿真軟件進(jìn)行實(shí)時交通流模擬，選用了跟馳模型、換道模型、路徑選擇模型對車輛路網(wǎng)性能、沖突區(qū)域的優(yōu)先規(guī)則、路網(wǎng)節(jié)點(diǎn)評價、車輛行程時間進(jìn)行分析(圖3所示)，模擬出每個仿真時間內(nèi)每輛個體車輛的駕駛行為。建立信號交叉口的車流模擬模型，模擬尋找停車位、停車場大小及其對停車行為的影響，為整個方案場地以及停車場單體體量提供依據(jù)，科學(xué)地對停車場進(jìn)行選址(圖4所示)，車流模擬結(jié)果也直接確定了停車場的體量。

3.2 全專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)

工程設(shè)計(jì)要求所有構(gòu)件均使用清水混凝土，結(jié)構(gòu)造型有異形柱、型鋼框架掛預(yù)制飾面清水混凝土外墻板，按小震設(shè)計(jì)的構(gòu)件并不能保證大震作用下的抗震性能，故采用PKPM的靜力推覆分析以補(bǔ)充驗(yàn)算(圖5、圖6所示)[9]。

圖2 路徑行為示意圖

圖3 沖突區(qū)檢測與優(yōu)化

圖4 規(guī)劃區(qū)位置

序號軟件名稱應(yīng)用的軟件功能1AutoCADCAD三維建模,二維圖紙合成2AutoCAD Civil 3D各專業(yè)開挖設(shè)計(jì)3Autodesk Revit建筑各專業(yè)、機(jī)電、分析4PKPM結(jié)構(gòu)計(jì)算5Autodesk Navisworks項(xiàng)目整體模型整合、校審、碰撞檢查、漫游、施工模擬及動畫制作6廣聯(lián)達(dá)BIM-5D項(xiàng)目整體模型整合、施工總布置、施工管理7BIMSPACE項(xiàng)目多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)、項(xiàng)目文件管理、人員權(quán)限管理8BIM 360 Glue云端共享協(xié)同工作、模型輕量化、碰撞檢查、漫游、文件共享9Autodesk 3ds Max項(xiàng)目整體模型整合、渲染、效果圖及動畫制作

圖5 PKPM結(jié)構(gòu)模型

圖6 PKPM結(jié)構(gòu)模擬

利用Revit機(jī)電深化，沖突碰撞檢測。合理地排布利用安裝空間，保證機(jī)電各系統(tǒng)間以及其他專業(yè)的施工不造成影響[10]，在項(xiàng)目前期階段即采取BIM技術(shù)進(jìn)行管線綜合，同時進(jìn)行深化設(shè)計(jì)(圖7所示)。

圖7 機(jī)電管線三維效果圖

招投標(biāo)過程中，將Revit模型導(dǎo)入廣聯(lián)達(dá)GCL土建算量、GGJ鋼筋算量、GQI安裝算量等軟件，進(jìn)行工程量計(jì)算，并導(dǎo)出成本估算，提供電子招投標(biāo)管理、分包管理、采購管理、合同管理等(圖8所示)[11]。

圖8 各專業(yè)算量傳遞模型

施工過程中利用Project、廣聯(lián)達(dá)場地布置軟件、BIM5D等軟件，對項(xiàng)目時間控制、5D模擬、形象進(jìn)度管理、項(xiàng)目成本控制、工程變更管理、記賬和開票等全局總控(圖9所示)。大大提高了效率，節(jié)約了成本。

圖9 施工進(jìn)度模擬

圖10 BIM5D虛擬建造

3.3 基于BIM的停車場智慧管理系統(tǒng)

基于BIM建筑信息、GIS信息以及車輛信息，進(jìn)行基于BIM的立體停車場智能管理系統(tǒng)的搭建，數(shù)據(jù)架構(gòu)如圖11所示。能夠?qū)崿F(xiàn)停車場內(nèi)車輛自動的識別并規(guī)劃停車路線，并結(jié)合BIM模型的友好的可視化界面為運(yùn)維平臺的展示提供模型基礎(chǔ)[12-13]。

圖11 管理系統(tǒng)組織架構(gòu)圖

通過BIM提供三維可視化模型，為停車位存儲車位編號、停車位長寬等屬性信息。綜合平臺結(jié)合BIM模型及GIS的實(shí)時采集數(shù)據(jù)為車輛形成最優(yōu)的規(guī)劃路徑并規(guī)劃停車位，實(shí)現(xiàn)實(shí)時的數(shù)據(jù)存儲、分析以及最終的圖像瀏覽、分析與展示[14]。通過物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層對立體停車場的全面感知、數(shù)據(jù)的傳輸處理和控制。

實(shí)現(xiàn)BIM+GIS+物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢，解決智慧出行中關(guān)鍵的泊車問題，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)間、技術(shù)間的信息互聯(lián)(圖12所示)，為我們的智慧出行提供了新理念、新思維[6]。

圖12 信息互聯(lián)關(guān)系

4 項(xiàng)目應(yīng)用效果

通過整體的BIM技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、施工階段信息化的建造過程，節(jié)約了工期與費(fèi)用。

1)解決了游客停車難的問題；

2)緩解了景區(qū)附近交通擁堵的現(xiàn)象；

3)科學(xué)規(guī)劃了停車場的使用功能并提升停車效率；

4)三維協(xié)同設(shè)計(jì)高效地優(yōu)化了設(shè)計(jì)流程；

5)虛擬建造研究節(jié)約了項(xiàng)目建造成本，提高施工效率。

5 總結(jié)

5.1 創(chuàng)新點(diǎn)

作為停車場項(xiàng)目創(chuàng)新性的將BIM技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，前期采用多元化、全專業(yè)的BIM技術(shù)指導(dǎo)了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與施工，后期對BIM軟件進(jìn)行二次開發(fā)，創(chuàng)造性的搭建了基于BIM模型的停車場管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了硬件設(shè)備與軟件之間的高度銜接。

5.2 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

1)建造之前的科學(xué)規(guī)劃是使停車場發(fā)揮功能的關(guān)鍵基礎(chǔ)；

2)統(tǒng)一平臺實(shí)時交互，保證數(shù)據(jù)的唯一性和及時性，有效避免重復(fù)的專業(yè)間提資，減少了專業(yè)間信息傳遞差錯，提升設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。

3)打通軟硬件之間銜接的數(shù)據(jù)接口，可以發(fā)揮BIM技術(shù)的最大價值。