【智库】智慧机场解决之道——BIM

摘要: 个别机场建设已将BIM设计和施工提上日程,但缺少民航整体行业对BIM的认识、应用和管理。

09-02 13:51 首页 中国民航网

谈到智慧机场我们能够想到什么?数字化、信息化、网络化、智能化、大数据、云计算、互联网、物联网等,林林总总的新词汇都纷纷涌现。


上网搜索一下,"开启智慧机场服务!国内机场首辆无人驾驶车在白云机场试运行"、"华为创新ICT 成就智慧机场"、"海航机场将与霍尼韦尔共建智慧机场示范项目""某机场开拓数字化施工"……实践很多,但都不能说明什么是智慧机场。对于智慧机场目前似乎没有什么准确的定义,但又是目前民航基础设施建设管理的热词,专家、学者、机场管理者、行业管理都对智慧机场有着各自的理解,但最终目的都是乘中国民航大发展的东风,用先进的技术和理念促进民航大国成为一个民航强国。


随着我国民用航空业的大发展,机场越来越多、越来越大。随着人们对建筑审美的变化,以及出行需求的多元化,航站楼造型越来越奇特,功能越来越复杂。


二十多年的发展,中国许多大型民用机场有着这样的变化:

从一个简单起降飞机的地方变成包括飞机、汽车、轨道综合交通枢纽。


一个机场投资从十亿发展到几十亿然后百亿,目前已经接近千亿级别。


机场一年的运行费用、能耗也成几何级数不断上升,对环境的影响越来越大,可持续发展的问题越来越多。

机场不但建设过程的复杂性、建设投资的规模超出一般工程,同时机场还是一个运营生产的场地,用建筑大师柯布西耶的话来说,机场是处理旅客的机器


机场的员工从几百人增长到几万人,旅客了从百万增长至数以亿计;安全的要求越来越高,机场管理运营环境日益复杂也成为管理者面对的严峻的问题。


机场面对如此纷纷扰扰的问题,民航人也在寻找解决问题的工具。


随着科技的不断发展,这个时代给我们的理念很多,可选择的技术很多,数字化、信息化、网络化、智能化、大数据、云计算等等,我们的目光可以放得宽广高远,同时也在多方面开拓、多方面实践。


在对智慧机场四散搜寻实践的过程中,我们忽视了一个问题,就是第一步怎么走,从哪里出发的问题?千里之行始于足下,无论提什么,我们离不开一个工作主体,那就是机场。机场作为一个物质平台,如何与数字化、信息化、网络化、智能化、大数据、云计算关联?


面对投资、设计、施工、运营、绿色;面对大数据、网络、信息、智能、云;面对机场业主、政府、旅客、航空公司、设计师、承建商、投资、保险等,其实所有方面的工作都离不开信息。


在当前离不开计算机工作的时代,所有的信息主要以数字来传递。所以,目前所有机场的相关方,在参与机场工作的最重要内容首先应当是数字信息,而这一切中能够起到一统江湖的核心平台应当是数字化机场。或者说数字机场是包括智慧机场在内,一切与信息网络相关的基础平台。


提到数字机场,就必须提到"建筑信息模型"后面简称"BIM",是Building Information Modeling的缩写。BIM已经在国内外建筑界风行十余年,已经成为建筑行业提高效率和质量的最主要工具。


2016年9月19日,住房和城乡建设部发布《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》(以下简称"纲要"),提出要"在十三五时期,全面提高建筑业信息化水平,着力增强BIM、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成应用能力。BIM已经成为了智慧城市发展的必要手段和国家战略发展的技术需求。


什么是BIM?用一本书也解释不完。从技术角度来说"BIM是一系列先进信息技术的集大成,是IT技术的综合应用。它已经成为我国建筑行业信息化的重要支撑技术。"美国建筑科学研究院在《国家建筑信息模型标准NBIMS》对BIM有如下定义:BIM是对设施物理特性和功能特性的数字化表示,它可以作为信息共享源从项目的初期阶段为项目提供全寿命周期的服务,这种信息共享可以为项目决策提供可靠的保证。这一定义是目前行业内对BIM广泛认可的定义,当然相关的定义还有很多。同时这一标准中对广义的BIM进行了解释:BIM包括三层意思,第一是作为产品的BIM,即设施的数字化表示;第二是指作为协同过程的BIM;第三是作为设施全寿命周期的BIM。


BIM能干什么?简单地说,在解决基础设施建设方面,特别是解决大型复杂建筑建设方面BIM有着不可替代的作用,目前在其他行业的基础设施建设上有众多的实例,这里不再赘述。


民航机场建设方面,许多造型奇特结构复杂的航站楼目前也加入了BIM的应用。目前因为一些发达地区已经制定BIM标准,同时已经提出了公共设施的建设必须采用BIM的强制性要求,个别机场建设已经将BIM设计和施工提上日程,但缺少民航整体行业对BIM的认识、应用和管理。


对于民航方面如何应用?对打造智慧机场有什么作用?凭着个人的浅识,简单描述一下:


第一,BIM是建筑信息模型,这个模型可以包括机场从审批到建设的全过程信息。信息的内容也可以包括尺寸、颜色、声音、等物理信息,也可以包括规范标准审批件等法律信息,还可以包括速度、处理量、能耗等性能信息。总的来说,也就是项目从立项阶段到施工阶段全部建设过程信息都可以查询。


比如说在机场建设过程中,信息模型中可加入当初跑道方位是如何确定的,长度是如何确定的,应用的什么规范标准,都经过什么审查会等等信息。同时可以有建设过程的信息,砂石料水泥标号来源,也可以查询具体某个灯具的型号、生产、安装信息,同时也可以包括招标价格信息合同等。在运维中可以包括设备运行的数据信息,对于跑道可以加入产生病害的程度、原因和处理方法以及具体位置。这个就是BIM模型强大的信息功能,这个功能对于民航机场的建设管理、监督、审计、监察肯定有着非常大的作用。


第二,BIM还有具有可视化的优势,这个可视化不是简单的3D,实际上BIM模型中是数字化的物理设施。为什么这样说?因为3D只能满足视觉需求,但数字化的设施包括设施的各种功能特性和相关信息,例如行李设备处理速度,能耗等。这方面最具体的应用是虚拟建设和虚拟运营,就是说机场的建设在图纸完成之前就可以在电脑中模拟建设,这方面许多大的建设承包商已经有大量实践经验不再赘述。


对于机场来说虚拟运营非常重要。比如说某新机场,在施工完成之前,就可以在电脑中提前模拟运行,提前发现各种问题。结合GIS,可以验证新跑道的试飞路径是否有问题。


由于机场是一个动态发展的建筑,需要不断的改造或扩建才能应对需求。许多机场在进行了多处改造后,很多管线或设备设施的信息丢失,经常在改造过程中挖出管线不知道是干什么的。有了BIM之后,在改造前使用和改造后更新现有模型,就可以保证机场改造维护的连续性和可持续性。


既然可以虚拟运营,机场就可以远程管理。比如说某个机场处理个别应急事物,上级管理部门不一定要去现场,不一定要上塔台,因为有虚拟机场,可以带上VR眼镜远程指挥。比如说空管,既然有数字机场,空管就不需要在现场,广州机场的起降指挥完全可以在北京完成。放大一下,这样就解决了不同机场管制员工作强度不均的问题。


第三,在实际应用中,BIM应当是机场所有物理的设施的唯一数字身份证,是现实中的机场在数字信息世界中的镜像。无论是设计单位、工程承包、旅客、机场当局、航空公司、民航局,BIM应当是大家电脑中共同的工作平台。同时,大家共同的核心就是BIM。


协同是BIM最重要的功能之一。对于一个大型机场来说,参与方非常多, 如本文开始所说,大家都在做智慧机场,所做的工作非常多,对于功能复杂多样的机场,必须有一个可以共享的公共平台,否则容易盲人摸象。比如说,行李系统的维修或升级改造,影响到施工、用电、值机、安检、联检单位等。改造前大家共同使用一个信息模型,改造的同时更新模型信息,更新之后大家的信息平台都是一致的,这样才可能使机场运行高效顺畅。


目前来看,能够作为机场唯一的统一信息平台,这个责任非BIM承担莫属。当然,BIM还可以和机场的人事、财务、OA、采购系统相结合,发挥机场全方位管理的功能,这方面有许许多多的功能可以去开发。


BIM并不是一个简单的工具或者是几个简单的软件,几页纸不能完全描述其作用的强大和广泛。


从过程角度说,BIM是服务于建筑的全生命周期,其最终使命和目的就是运营。目前国内大多数BIM应用成果和效益主要体现在建设过程和绿色节能中,因为许多普通民用建筑的运维相对比较简单,BIM的效益尚未体现。对于机场来说,有别于其民用建筑物最大的特点是运营。所以BIM在民航的基础设施建设及运营方面有着更广阔的前景。


对于BIM跟中国民航的关系,我们要做什么工作?依据个人肤浅的认识最后简单强调几点:

1.目前世界建筑行业BIM是最先进的综合信息技术应用。


2.BIM最适合应用在机场这样投资大、工程复杂、全生命周期运营的建筑项目。


3.中国民航在BIM的应用方面已经落后相关行业多年,应当尽快组建相关机构,就BIM在民航机场建设和管理的应用进行论证、研究、开发和同时制定相关标准。


4.由于BIM应用的直接产品就是数字机场,民航局应当在BIM研究开发的同时组建数字机场中心。


5.BIM的应用需要新理念、新思维,是一个可以改变生产流程和生产模式的创新型工具。由于其创新性的存在,那就可以做到后发先至的效果。虽然中国民航在开发时间上落后,但是可以靠新理念和新思维进行创造性的应用,最终在运营方面领航世界机场。(作者:孙伟 系中国民航机场建设集团公司规划设计总院总建筑师)

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