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BIM技術繪出“智慧城市”新藍圖

時間:2021-06-01 21:44 點擊次數:
 
BIM技術繪出“智慧城市”新藍圖
城市化是我國改革開放以來經濟發展的一條主線,中國的工業化道路是伴隨著中國的城市建設而發展的。從某種程度上來說,中國的城鎮化建設之路,就是中國經濟的發展之路。我國城市化水平從2000年的36%提高到2010年的49.68%僅用10年,2017年中國城鎮化率達到58.5%,遠低于發達國家80%的平均水平,還有較大的發展空間。目前中國城市發展的現狀卻令人憂慮,大量增加的城市人口造成淡水、土地、能源、住房、交通設施極為緊張,同時造成了城市污染問題。
從全國范圍來看,中國的資源短缺,影響到了國家的發展潛力。從經濟層面上來看,當前中國經濟面臨投資與出口后勁不足等問題,而內需不足在短時間內又無法快速提振。投資、消費結構已經接近“臨界點”的判斷基本形成共識。尋找新的驅動,調整投資結構迫在眉睫。粗線條式經濟發展模式已不可持續。
通過對我國城鎮化發展的研究,人們普遍認為未來十年是我國新型城鎮化建設的一個機遇期。我國可以借鑒先進國家的發展經驗,加快追趕他們的步伐,更好地推進我國的城鎮化建設。因此,做好城市規劃與設計至為重要。
一個正確的城市規劃,需要做好許多方面的事情,比如說,先進有效的城市公共交通系統,清潔的汽車能源,優良的城市生活質量指標控制等。如果合理進行規劃布局,許多“城市病”是能夠得以解決。城市將為人們提供更加經濟、更加幸福的生活方式。
智慧城市大勢所趨
建設智慧城市,創建綠色生態大美之城是目前國際城市建設的熱點,也是未來城市建設的發展方向。
通過大量國外推進“智慧城市”計劃的事例可以看出,“智慧城市”是一個新的概念,沒有全世界統一的定義。然而,作為“智慧城市”研究與開發的一個出發點是非常明確的,即通過在城市建設中大量采用信息化、自動化、數字化等先進技術,實現城市智慧式管理和運行,減少城市各種資源(煤、電、油、氣、水)消耗,減小城市溫室氣體排放,使城市中的人們生產效率提高,讓生活更加低碳、更為和諧美好,并促進城市的可持續發展。
“智慧城市”概念的核心是,以“信息”的運動,來減少經濟活動中,“人”和“物”的運動,從而達到降低人們在經濟活動對能源(煤、電、油、氣)及其他資源(水)的消耗,促進“綠色生態城市”建設。
建設智慧城市,大體包括以下內容:
●智慧公共服務:建設智慧公共服務和城市管理系統。
●智慧社會管理:完善面向公眾的公共服務平臺建設。
●智能化的面向企業的公共服務平臺。
●智慧社區服務。
●智慧教育文化服務:積極推進智慧教育文化體系建設。
●智慧物流服務系統應用。
●智慧醫療健康保障體系建設。
●智慧交通系統。
●面向新農村建設的公共服務信息平臺。
●積極推進智慧安全防控系統建設。
●建設城市信息綜合管理平臺等。
建設智慧城市的核心,是通過上述平臺等專業性應用系統建設,提升城市建設和管理的規范化、精準化、信息化和智能化水平,有效促進城市公共資源在全市范圍的共享。通過積極推動城市人流、物流、信息流、資金流的協調高效運行,在提升城市運行效率和公共服務水平的同時,提升城市產業綜合競爭力,推動城市發展轉型升級。
BIM技術助力建設規劃
美源于對生活的熱愛,人類追求美的步伐永遠不會停止。
如何創建綠色生態大美之城?以安全、低碳、節約、全生命周期經濟為目標進行項目研究和系統設計,是新時代的一種設計美學。
秉承“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念,在城市規劃設計方面,智慧城市、綠色生態之城是許多城市規劃者的最終選擇。
智慧城市是一個全新的理念,其核心特征是將信息資源作為重要的生產要素,來推動經濟轉型升級,再創發展新優勢。目前上海、北京、廣東、福建、深圳、南京等地紛紛提出建設智慧城市發展戰略,意在搶占先發優勢。
實際上,為創造綠色生態大美之城,各地在城市建設規劃編制方面都作出了巨大努力。但城市規劃的落實,并不容易。創造美,不僅需要有思想,更需要有技術支撐。
建筑信息模型(BuildingInformationModeling)是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型基礎,建立建筑模型,并通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有信息完備性、信息關聯性、信息一致性、可視化、協調性、模擬性、優化性、可出圖性八大特點。
BIM技術最突出的特點是,能讓項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行。運用BIM技術,可以模擬無法在真實世界中進行操作的事物。
在設計階段,BIM可以對設計上需要進行模擬的一些東西進行模擬實驗。例如,對建筑與周邊建筑群的整體視覺效果進行模擬,可以對建筑的風環境、能源消耗、緊急疏散、日照、熱能傳導等進行模擬,能準確預測城市各種建筑建成的視覺效果、使用性能,預測人們的使用感受。因此,它在城市規劃落實方面具有極大的應用價值。
由于中國城市管理部門和中國企業缺乏掌握BIM技術的人材,在城市規劃的落實方面一直缺乏好的技術手段,很難實現對城市天際線的有效管理及對城市區域環境的有效評估。
很多城市,在落實城市規劃方面遇到了問題。究其原因,是缺少技術支撐。
運用BIM技術,建筑施工企業能在招投標和施工階段可以進行4D模擬(三維模型加項目的發展時間),也就是根據施工的組織設計模擬實際施工,從而確定合理的施工方案。同時還可以進行5D模擬(基于3D模型的造價控制),以達到實現成本控制的目標。運營單位也可在后期運營階段模擬日常緊急情況的處理方式,例如地震人員逃生模擬及消防人員疏散模擬等。因此,BIM技術將成為中國城市未來建設的關鍵技術。
發展城市建設應對貿易爭端
建造綠色生態之城,創造城市美好生活的道路不會是一條平坦的大道。
中國應該保持清醒的頭腦,一方面必須認識到自己的優勢,同時也要正視在綜合實力上與美國存在的巨大差距。
從2018年4月在吉隆坡召開的2018國際橋梁與結構工程協會春季會議可知,目前亞洲、非洲的不少發展中國家都已經在運用BIM技術進行項目開發。從吉隆坡的城市建設可以看到人類對美的追求,也可以看到運用BIM技術進行城市管理的成果。
與西方發達國家相比,中國土木工程企業在資本運營能力和技術運用能力上都存在不小差距。在相當長的一段時間內,這些企業必須向國際先進企業學習,以全面面向市場的態度,積極進行系統創新,發展核心技術。還需要以嚴謹的科學態度,實事求是的精神,勇于實踐,方能闖出一條光明之路。
以發展BIM技術為例。自從2002年,在美國提出BIM(BuildingInformationModels)概念后,BIM技術隨著全球化的進程,從美國逐漸擴展到了歐洲、日本、韓國、新加坡等國家,目前這些國家的BIM發展和應用都達到了一定水平。該技術已經在全球范圍內得到廣泛認可,被譽為建筑業變革的核心力量。根據McGrawHill的調研結果,2012年美國工程建設行業采用BIM的比例從2007年的28%,增長至2009年的49%,直至2012年的71%。其中74%的承包商已經在使用BIM了,超過了建筑師(70%)及機電工程師(67%)。目前BIM技術的應用能力,已經成為西方發達國家的大型跨國建筑企業核心競爭力之一。
在中國,BIM技術的運用正處于起步階段,最初只在中國尊、上海中心等超級工程以及上海迪士尼等外資特殊項目上得以應用。絕大多數中國土木工程企業在BIM技術方面能力有限。2016年住房和城鄉建設部信息中心聯合清華大學等28家單位上百位專家,共同編寫的《中國建筑施工行業信息化發展報告(2016)互聯網應用與發展》,在建筑行業全面推廣BIM技術。近幾年,中國企業在BIM技術的應用方面有了明顯進步,更多項目采用BIM技術進行項目管理。
BIM技術的應用,需要將企業生產管理的核心信息系統,從以數據庫為核心的2D系統升級至4D+系統,信息處理深度、廣度和高度都大大提高。信息化技術應用將達到一個前所未有的高度。
中國土木工程企業推廣應用BIM技術,首先需要建立滿足BIM技術使用要求的信息管理系統,并以市場為導向的態度,使用信息化技術對企業進行管理。目前,中國企業應用BIM技術存在許多技術問題,例如:缺乏能適應中國建設標準的BIM軟件,各種BIM軟件的數據兼容性存在問題,數據模型的轉換困難,不適應社會化大生產的需要,多數軟件都只能在單個項目獨立使用,導致BIM系統使用成本太高。
從目前中國社會發展和企業的實際情況來看,我們必須堅定信念,以市場化手段積極發展BIM技術,但不能急于求成。
核心技術自主創新
目前,我國還存在一些關鍵核心技術受制于人的情況,在自主知識產權的高端芯片方面遠不能自給自足。
建設智慧城市,需要在城市建設中,發展先進的智能交通系統、城市物流系統及信息系統,這些系統都是高度依賴有線和無線通信系統、高性能計算機系統、人工智能技術的應用。這些系統的建設,其底層均是依賴于高性能芯片和電子元器件。
創造綠色生態大美之城,需要BIM技術。而BIM技術的應用,更需要大量高性能計算機、大規模數據儲存和分析服務系統;需要依托計算機網絡,綜合運用信息處理技術,開發合適的BIM軟件。
總之,中國企業應以建設智慧城市為牽引動力,迅速實現經濟增長方式的轉變,提高企業的創新能力,發展核心技術。如果仍按原來的方式經營管理土木工程企業,恐將會錯過歷史賦予的機會。
 

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