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摘 要：BIM技术是21世纪信息化发展的产物，因其独特优势，现在已经被广泛应用到各行各业。长江航道“数字变革”顺应了时代发展要求，如果融合BIM技术，那么其优势将进一步彰显。本文主要思考了BIM技术在数字航道系统中水深底图上应用，力争实现对数字航道动态监测的可视化运用，进一步提升数字航道动态监测的应用水平。
关键词：BIM技术;数字航道;应用
中图分类号：U675.7 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2021）05-0061-02
数字航道建设与应用是长江航道现代化、信息化、智能化发展史上里程碑式伟大工程。目前，它的硬件设施不断完善，软件系统相继完成研发并投入使用，数字航道专业人才队伍正在壮大，正在朝着“远程看、坐着管、走着用”的目标奋进。2020年8月6日，交通运输部印发《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》，对创建智慧航道和加快完善BIM标准规范提出了具体要求。因此，积极探索BIM技术在数字航道上的应用也成了加快推进智慧航道建设的重要举措。
1 BIM技术概述
1.1 BIM基本介绍
BIM（building information modeling），简称建筑信息模型，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立可视化三维模型，从而实现数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息功能。它具有可视化、协调性、模拟性等诸多特点。20世纪初，我国开始引入BIM系统概念，随着国家不断重视和各行各业不断实践应用，BIM技术在这十多年的发展里，已经从认知理解、概念普及进入到深度应用的阶段。
1.2 BIM技术优势
BIM技术区别于普通的建筑绘图软件或者某些3D建模程序， 它的技术核心是实现数字化建模，最大的特点是建筑工程模型内储存的大量信息。传统的建筑工程绘图技术多以记录点、线、面、体等几何元素信息，但BIM技术透过参数化的塑模过程。它将数字化信息数据构成参数组件，通过将这些参数组件里的基本几何元素信息和其他如材质、成本、使用年限等信息融合，使得应用了BIM技术的工程项目成为了一个可视化变化的过程，因此在很多领域内得到广泛应用。
虽然BIM技术在前期规划和设计阶段会增加工作成本，但到了實施阶段和建设管理阶段，就会因为其强大的信息储存功能和自动化的图文产出而减少大量的人力与时间成本。此外，如果项目中途发生变更设计，BIM技术可以以前期工作为基础解决后期因为变更设计带来的高成本，让整个项目过程更加接近最佳的成本效益，从而全面优化工程质量、成本、进度和安全等方面的管理。
2 数字航道水深底图现状分析
2.1长江电子航道图系统
长江电子航道图是通过计算机、地理信息技术，直观地展现长江航道两岸地物要素的标准化、数字化专题地图。它是严格按照《长江电子航道图制作规范》（JT/T765）进行数据的采集、处理和更新。
长江电子航道图由生产编辑系统、公共服务平台和应用系统组成。其中，生产编辑系统以空间地理信息数据库为核心，整合了长江全线航标、水深、碍航物等航道基础地理信息数据，使长江电子航道图数据实现快速更新;公共服务平台采用Web Service等开放式标准协议，按照面向服务架构（SOA）的理念，将长江电子航道图的数据制作方、数据使用方和数据管理方集成于一体，通过网络向管理单位、航运企业和社会公众提供长江电子航道图的服务、更新与运行管理;应用系统主要指为长江航行船舶量身打造的一套终端软、硬件系统，该系统通过与GPS系统、AIS系统、雷达系统等多系统相融合，为船舶用户提供形象、直观、高效、精确的导航、助航功能和便捷的通信功能。
2.2数字航道水深底图
数字航道水深底图是动态监控平台的基础组成部分，是实现航标、水深、整治建筑物、船舶等基本信息显示的二维地图。它的数据采集、处理和更新主要是来源于长江电子航道图，通过内部数据转换及叠加的形式适时更新底图。与长江电子航道图不同的是，数字航道底图上显示的航标、水深、碍航物等航道基础信息采用的是独立图标，加之数字航道系统具有定位功能，并且是一个适时动态监测系统，可以说数字航道系统是长江电子航道图的发展和深化应用。
长江电子航道图是长江航道信息化建设的基石，也是“智能航道”和“数字航道”的核心和关键，对全面升级航道的公共服务水平和能力，促进航运管理模式的转型具有重要的作用和意义。
3 BIM技术在数字航道水深底图上应用的思考
3.1整体设计思路
BIM技术在数字航道动态监测平台上的应用主要分为以下三个阶段：
第一阶段：根据航道各资源要素建立可视化三维模型。以BIM技术为基础，整合运用Civil3D、Infraworks等软件和二次开发对航道航标、地形、水深等多种数据资源进行融合，通过特定的建模过程形成具有可视化的航道地理三维模型（如图所示）。上述模型既可以解决传统CAD制图技术的不足，又可以改变当前数字航道动态监测平台二维显示的现状，更直观地反映某一航道特点条件下的情况。
第二阶段：建立强大的航道信息云数据共享平台。结合计算机技术和无人测量技术实现航道数据的自动采集、智能融合，并将历年来的水文、流量、测图、航标配布等资料与航道模型构件进行关联，构建数字航道系统和BIM数据云平台，实现查询或自动汇总任意时间点的模型状态，形成在任意水位下的航道三维模型数据云集。
第三阶段：实现航道综合信息三维动态监测。进一步融合数字航道动态监测平台和过往船舶AIS系统，以自动水位站适时输出水位为依据，通过航道信息云数据共享平台集中处理，在数字航道动态监控平台显示当前水位下航道模拟情况，实现对辖区航道航标、水位及航行船舶三维动态监测，从而达到真正意义上的可视化动态监测目标。
3.2应用前景
将BIM技术应用到数字航道系统中，目前最突出的优点有三个。一是实现了航道综合信息可视化，便于航道维护管理者根据动态监测平台显示的模拟情况，及时掌握有关航道航标及相关情况，便于管理者做出科学决策依据和一线维护人员监测值班;二是解决了航标配布设计、航道演变分析等工作中因反复出现变更和调整情况引起过程繁琐、工作量大而导致出错的问题，提高航道维护管理质量和效率;三是通过建立了全面、系统、动态的数字航道信息云数据共享平台，更有利于开展航道演变分析工作，为精准航标配布设计、航道冲淤变化及航道整治提供有力支撑。
4 结语
BIM技术在航道建设发展上的优势日趋明显，应把其深入应用作为实现航道养护智能化、管理现代化、服务精准化的重要技术手段，走科技创新和应用之路，全力助推长江航道高质量发展。
参考文献：
[1]郭涛.BIM技术在航道建设中的作用[J].水运工程，2018.
[2]刘云天.BIM在长江航道整治工程应用现状及前景展望[J].中国水运， 2017.
[3]俞冰，等.BIM技术在水利工程设计中的应用初探[J].建材发展导向，2019.
[4]魏林妍，等.BIM技术应用现状及前景分析[J].住宅与房地产，2019.
[5]长江航道局，长江电子航道图系统运行条件下航道维护技术规范，2014.
关键词：BIM技术;数字航道;应用
中图分类号：U675.7 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2021）05-0061-02
数字航道建设与应用是长江航道现代化、信息化、智能化发展史上里程碑式伟大工程。目前，它的硬件设施不断完善，软件系统相继完成研发并投入使用，数字航道专业人才队伍正在壮大，正在朝着“远程看、坐着管、走着用”的目标奋进。2020年8月6日，交通运输部印发《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》，对创建智慧航道和加快完善BIM标准规范提出了具体要求。因此，积极探索BIM技术在数字航道上的应用也成了加快推进智慧航道建设的重要举措。
1 BIM技术概述
1.1 BIM基本介绍
BIM（building information modeling），简称建筑信息模型，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立可视化三维模型，从而实现数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息功能。它具有可视化、协调性、模拟性等诸多特点。20世纪初，我国开始引入BIM系统概念，随着国家不断重视和各行各业不断实践应用，BIM技术在这十多年的发展里，已经从认知理解、概念普及进入到深度应用的阶段。
1.2 BIM技术优势
BIM技术区别于普通的建筑绘图软件或者某些3D建模程序， 它的技术核心是实现数字化建模，最大的特点是建筑工程模型内储存的大量信息。传统的建筑工程绘图技术多以记录点、线、面、体等几何元素信息，但BIM技术透过参数化的塑模过程。它将数字化信息数据构成参数组件，通过将这些参数组件里的基本几何元素信息和其他如材质、成本、使用年限等信息融合，使得应用了BIM技术的工程项目成为了一个可视化变化的过程，因此在很多领域内得到广泛应用。
虽然BIM技术在前期规划和设计阶段会增加工作成本，但到了實施阶段和建设管理阶段，就会因为其强大的信息储存功能和自动化的图文产出而减少大量的人力与时间成本。此外，如果项目中途发生变更设计，BIM技术可以以前期工作为基础解决后期因为变更设计带来的高成本，让整个项目过程更加接近最佳的成本效益，从而全面优化工程质量、成本、进度和安全等方面的管理。
2 数字航道水深底图现状分析
2.1长江电子航道图系统
长江电子航道图是通过计算机、地理信息技术，直观地展现长江航道两岸地物要素的标准化、数字化专题地图。它是严格按照《长江电子航道图制作规范》（JT/T765）进行数据的采集、处理和更新。
长江电子航道图由生产编辑系统、公共服务平台和应用系统组成。其中，生产编辑系统以空间地理信息数据库为核心，整合了长江全线航标、水深、碍航物等航道基础地理信息数据，使长江电子航道图数据实现快速更新;公共服务平台采用Web Service等开放式标准协议，按照面向服务架构（SOA）的理念，将长江电子航道图的数据制作方、数据使用方和数据管理方集成于一体，通过网络向管理单位、航运企业和社会公众提供长江电子航道图的服务、更新与运行管理;应用系统主要指为长江航行船舶量身打造的一套终端软、硬件系统，该系统通过与GPS系统、AIS系统、雷达系统等多系统相融合，为船舶用户提供形象、直观、高效、精确的导航、助航功能和便捷的通信功能。
2.2数字航道水深底图
数字航道水深底图是动态监控平台的基础组成部分，是实现航标、水深、整治建筑物、船舶等基本信息显示的二维地图。它的数据采集、处理和更新主要是来源于长江电子航道图，通过内部数据转换及叠加的形式适时更新底图。与长江电子航道图不同的是，数字航道底图上显示的航标、水深、碍航物等航道基础信息采用的是独立图标，加之数字航道系统具有定位功能，并且是一个适时动态监测系统，可以说数字航道系统是长江电子航道图的发展和深化应用。
长江电子航道图是长江航道信息化建设的基石，也是“智能航道”和“数字航道”的核心和关键，对全面升级航道的公共服务水平和能力，促进航运管理模式的转型具有重要的作用和意义。
3 BIM技术在数字航道水深底图上应用的思考
3.1整体设计思路
BIM技术在数字航道动态监测平台上的应用主要分为以下三个阶段：
第一阶段：根据航道各资源要素建立可视化三维模型。以BIM技术为基础，整合运用Civil3D、Infraworks等软件和二次开发对航道航标、地形、水深等多种数据资源进行融合，通过特定的建模过程形成具有可视化的航道地理三维模型（如图所示）。上述模型既可以解决传统CAD制图技术的不足，又可以改变当前数字航道动态监测平台二维显示的现状，更直观地反映某一航道特点条件下的情况。
第二阶段：建立强大的航道信息云数据共享平台。结合计算机技术和无人测量技术实现航道数据的自动采集、智能融合，并将历年来的水文、流量、测图、航标配布等资料与航道模型构件进行关联，构建数字航道系统和BIM数据云平台，实现查询或自动汇总任意时间点的模型状态，形成在任意水位下的航道三维模型数据云集。
第三阶段：实现航道综合信息三维动态监测。进一步融合数字航道动态监测平台和过往船舶AIS系统，以自动水位站适时输出水位为依据，通过航道信息云数据共享平台集中处理，在数字航道动态监控平台显示当前水位下航道模拟情况，实现对辖区航道航标、水位及航行船舶三维动态监测，从而达到真正意义上的可视化动态监测目标。
3.2应用前景
将BIM技术应用到数字航道系统中，目前最突出的优点有三个。一是实现了航道综合信息可视化，便于航道维护管理者根据动态监测平台显示的模拟情况，及时掌握有关航道航标及相关情况，便于管理者做出科学决策依据和一线维护人员监测值班;二是解决了航标配布设计、航道演变分析等工作中因反复出现变更和调整情况引起过程繁琐、工作量大而导致出错的问题，提高航道维护管理质量和效率;三是通过建立了全面、系统、动态的数字航道信息云数据共享平台，更有利于开展航道演变分析工作，为精准航标配布设计、航道冲淤变化及航道整治提供有力支撑。
4 结语
BIM技术在航道建设发展上的优势日趋明显，应把其深入应用作为实现航道养护智能化、管理现代化、服务精准化的重要技术手段，走科技创新和应用之路，全力助推长江航道高质量发展。
参考文献：
[1]郭涛.BIM技术在航道建设中的作用[J].水运工程，2018.
[2]刘云天.BIM在长江航道整治工程应用现状及前景展望[J].中国水运， 2017.
[3]俞冰，等.BIM技术在水利工程设计中的应用初探[J].建材发展导向，2019.
[4]魏林妍，等.BIM技术应用现状及前景分析[J].住宅与房地产，2019.
[5]长江航道局，长江电子航道图系统运行条件下航道维护技术规范，2014.