基于BIM技術的智慧泊車新思維

(1.吉林建筑大學，長春 130118； 2. 中建北方建設投資有限公司，沈陽 110000；3.吉林省城鄉規劃設計研究院，長春 130012)

1 工程概況

長春市凈月潭國家級旅游風景名勝區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。總建筑面積40 232.40m2(其中地上30 197.15m2，地下10 035.25m2)。該項目為I類敞開汽車庫。停車庫主體為三層框架結構，BIM技術貫穿整個項目的設計與施工組織管理的各個環節，專業模型從建筑到結構上均體現了立體的理念，減少了土地占地面積，提升了停車空間容量。該項目為省內景區規模最大、自動化程度最高、功能最全的停車庫之一。項目效果圖如圖1所示。

圖1 立體停車場整體效果圖

2 BIM組織與應用環境

2.1 BIM應用目標

項目定位為BIM全生命周期管理研究項目[1-2]，通過項目管理與BIM技術手段，打通項目專業間、流程間的信息傳遞瓶頸[3]，實現BIM設計模型精準的指導實際施工，并在此基礎上進行二次開發[4]，滿足項目功能及后期運營要求。

2.2 應用措施

在規劃階段，運用模擬軟件對停車場周邊區域的整個路網運行情況進行實時模擬，保證單體體量合理。在方案設計階段，通過BIM技術平臺結合GIS軟件對設計條件進行判斷、整理、分析，完成場地分析和形體推敲，并結合環評進行綜合評估[5-6]。在施工圖設計階段即深化模型階段，利用BIMSpace創建的中心文件使數據更精準的進行專業間傳遞，對各專業國家相關規范與標準進行設計的校驗，保證了設計規范性和準確性。在招標施工階段，無損導入3D BIM模型進行工程量計算，提供電子招投標管理、分包管理、采購管理、合同管理等。對項目時間控制、5D模擬、形象進度管理、項目成本控制、工程變更管理、記賬和開票等全局總控。在項目竣工后，將施數字化模型及相關信息、施工過程中的檔案資料全部整合，在立體停車庫的運維階段進行進一步集成，實現立體停車庫的全生命周期全過程管理。并結合BIM模型的開放接口，搭建運營管理軟件，實現了基于BIM模型的立體停車場的智能管理。

2.3 軟硬件環境

根據項目的BIM應用需求，配置了如下軟硬件環境，如表1所示[7-8]。

3 BIM應用

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雜，在同一時間段內存在多種行駛行為(圖2所示)。選用VISSIM微觀交通流仿真軟件進行實時交通流模擬，選用了跟馳模型、換道模型、路徑選擇模型對車輛路網性能、沖突區域的優先規則、路網節點評價、車輛行程時間進行分析(圖3所示)，模擬出每個仿真時間內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，科學地對停車場進行選址(圖4所示)，車流模擬結果也直接確定了停車場的體量。

3.2 全專業協同設計

工程設計要求所有構件均使用清水混凝土，結構造型有異形柱、型鋼框架掛預制飾面清水混凝土外墻板，按小震設計的構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充驗算(圖5、圖6所示)[9]。

圖2 路徑行為示意圖

圖3 沖突區檢測與優化

圖4 規劃區位置

序號軟件名稱應用的軟件功能1AutoCADCAD三維建模,二維圖紙合成2AutoCAD Civil 3D各專業開挖設計3Autodesk Revit建筑各專業、機電、分析4PKPM結構計算5Autodesk Navisworks項目整體模型整合、校審、碰撞檢查、漫游、施工模擬及動畫制作6廣聯達BIM-5D項目整體模型整合、施工總布置、施工管理7BIMSPACE項目多專業協同設計、項目文件管理、人員權限管理8BIM 360 Glue云端共享協同工作、模型輕量化、碰撞檢查、漫游、文件共享9Autodesk 3ds Max項目整體模型整合、渲染、效果圖及動畫制作

圖5 PKPM結構模型

圖6 PKPM結構模擬

利用Revit機電深化，沖突碰撞檢測。合理地排布利用安裝空間，保證機電各系統間以及其他專業的施工不造成影響[10]，在項目前期階段即采取BIM技術進行管線綜合，同時進行深化設計(圖7所示)。

圖7 機電管線三維效果圖

招投標過程中，將Revit模型導入廣聯達GCL土建算量、GGJ鋼筋算量、GQI安裝算量等軟件，進行工程量計算，并導出成本估算，提供電子招投標管理、分包管理、采購管理、合同管理等(圖8所示)[11]。

圖8 各專業算量傳遞模型

施工過程中利用Project、廣聯達場地布置軟件、BIM5D等軟件，對項目時間控制、5D模擬、形象進度管理、項目成本控制、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，節約了成本。

圖9 施工進度模擬

圖10 BIM5D虛擬建造

3.3 基于BIM的停車場智慧管理系統

基于BIM建筑信息、GIS信息以及車輛信息，進行基于BIM的立體停車場智能管理系統的搭建，數據架構如圖11所示。能夠實現停車場內車輛自動的識別并規劃停車路線，并結合BIM模型的友好的可視化界面為運維平臺的展示提供模型基礎[12-13]。

圖11 管理系統組織架構圖

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。綜合平臺結合BIM模型及GIS的實時采集數據為車輛形成最優的規劃路徑并規劃停車位，實現實時的數據存儲、分析以及最終的圖像瀏覽、分析與展示[14]。通過物聯網的感知層、網絡層、應用層對立體停車場的全面感知、數據的傳輸處理和控制。

實現BIM+GIS+物聯網的技術優勢，解決智慧出行中關鍵的泊車問題，實現了數據間、技術間的信息互聯(圖12所示)，為我們的智慧出行提供了新理念、新思維[6]。

圖12 信息互聯關系

4 項目應用效果

通過整體的BIM技術應用，實現了設計、施工階段信息化的建造過程，節約了工期與費用。

1)解決了游客停車難的問題；

2)緩解了景區附近交通擁堵的現象；

3)科學規劃了停車場的使用功能并提升停車效率；

4)三維協同設計高效地優化了設計流程；

5)虛擬建造研究節約了項目建造成本，提高施工效率。

5 總結

5.1 創新點

作為停車場項目創新性的將BIM技術與其他相關技術有機的結合起來，前期采用多元化、全專業的BIM技術指導了項目的設計與施工，后期對BIM軟件進行二次開發，創造性的搭建了基于BIM模型的停車場管理系統，實現了硬件設備與軟件之間的高度銜接。

5.2 經驗教訓

1)建造之前的科學規劃是使停車場發揮功能的關鍵基礎；

2)統一平臺實時交互，保證數據的唯一性和及時性，有效避免重復的專業間提資，減少了專業間信息傳遞差錯，提升設計效率和質量。

3)打通軟硬件之間銜接的數據接口，可以發揮BIM技術的最大價值。