融“数”筑基，孪“智”贯通

　　一、总体介绍

　　响应交通运输部《关于推进公路数字化转型加快智慧公路建设发展的意见》(131号文)的要求,以连宿高速二期项目为工程依托，开展数字高速建设在设计施工两阶段的工作内容与实施途径探索型工作。

　　在设计阶段选取连宿高速二期灌云段进行数字化设计应用，以小伊枢纽、叮当河特大桥、龙苴互通和软基段落四大工程节点，以BIM+GIS技术对设计方案进行多轮验证，并构建了以“数据交付”为核心的高速公路数字化设计体系，可为同类型项目提供借鉴依据。

　　在施工阶段，根据数字连宿建设目标，结合施工标段工程特点(预制梁、变截面悬浇梁)，选取智慧梁场建设和叮当河特大桥施工监测为落脚点，探索数字化设计成果在智能建造和孪生监测中的应用。打造数字连宿综合管控指挥中心，通过项目级数字底座功能进行数字设计、智能建造、数字建管、智慧工地、孪生监测、平安守护、数据中心7大平台的数据交互，实现施工过程数据可查看、可追溯、实时分析、及时预警等功能，全面提升施工质量与施工管理水平。

　　二、主要做法

　　(一)数字化设计体系

　　为了实现基于一套模型完成设计阶段BIM技术应用的目标，同时基于一套数据满足不同应用场景的数据需求，本项目给出了一个完整的数字化设计体系：

　　采用协同设计平台(基于统一平台的协同设计软件群)，完成路线、路面、桥梁、交安等全专业的模型创建，并进行设计成果整合，初步生成一套模型;通过汇报展示平台对数字化成果进行集成与展示，并对细部构造设计进行三维验证，对设计方案进行辅助决策，根据评审专家意见对方案进行优化;将修编后的数字化成果进行标准化整理，按要求进行模型命名、属性拓展、数据绑定，生成施工图设计阶段“一套模型一套数据”，通过成果交付平台完成数字化交付与成果归档，依托云服务功能将设计阶段数据移交给施工应用对接单位，开展数字化施工阶段深化应用工作。

　　(二)汇报展示平台

　　采用UE5引擎打造设计阶段孪生应用场景，通过BIM+GIS的方式进行主体结构模型与卫片、倾斜摄影环境模型深度融合，结合项目设计方案主要控制因素及特殊节点的要求，建立数字孪生辅助决策平台，为项目设计方案决策提供依据。

　　汇报展示平台主要功能为总体设计辅助和特殊节点决策。

　　总体设计辅助：通过对项目起终点、环境敏感点、区域航道、区域道路、沿线高压线及相关管线、沿线重要的企业等关键控制点的模拟，为项目总体路线走向、主要工程方案提供可视化分析。

　　特殊节点决策：针对小伊枢纽、叮当河特大桥、软基处理段落等特殊节点的深化模拟，验证节点方案的合理性。

　　针对叮当河大桥工点，通过可视化设计平台，对河道及周边地形进行三维恢复建模，结合传统施工方案进行承台施工模拟，以施工作业面为控制因素，验证叮当河特大桥主桥(50+85+50)m跨径主跨一跨过河的可行性。考虑环保要求，针对本桥建立径流收集系统进行详细建模，演示本桥雨水收集方案，辅助排水设计及管线三维空间布置，并确定雨水收集井的空间位置及尺寸。

　　(三)成果交付平台

　　为了构建公路工程项目数字基础，推动数字设计成果向施工阶段有效传递，实现工程项目全专业、全流程、全过程数字化应用，采用iTwin.js引擎构建数字设计成果交付平台，从源头上引领工程数字化建设，促进数字化转型。

　　成果交付平台采用我司自主研发的iDeliver技术，对不同格式的数据和模型进行集成组装，形成”一套模型、一套数据”，打通了设计、施工、运维各阶段的数据传递壁垒，支持文件及数据层面的双交付，实现了真正的数字化交付。同时，平台在云端实现BIM模型的发布、浏览、编辑和方案决策。

　　成果交付平台核心功能为数模一体、设计方案审查、模型编辑、移动端数据查看。数模一体，平台实现将多源异构数据、模型融合处理为高效统一的集成数据、模型。设计方案审查，平台实现审查场景化，全方位保障设计成果质量，提升审查效率，保障模型合规性，把牢勘察设计质量底线。模型编辑，针对不同阶段对象的要求不同，模型可在云端任意切分、编辑，实现云端的模型及数据成果直接传递。移动端数据查看，实现多源数据、模型在Web和移动端的表达一致、协同管理。

　　(四)数字连宿综合管控平台

　　为了实现各参建方信息化系统数据的互通互联，全面提升连宿高速施工建设的管理效率，构建统一透视化的数字连宿综合管控平台对项目信息进行集中管理。

　　综合管控平台系统采用前后端分离技术，前端采用主流VUE框架，使用方便提高开发效率。后端采用主流SpringBoot框架，Maven多模块化管理，提高编译构建效率，增加项目可维护性。综合管控平台内含：数字设计、智能建造、数字建管、孪生监测、智慧工地、平安守护、数据中心和数字底座八大模块。其中数字设计、智能建造、数字建管、孪生监测和数字底座为项目级新建平台;智慧工地、平安守护和数据中心为江苏省交建局数字交建体系内的原生平台。

　　数字设计平台融合了设计阶段数字化成果，成果一键输出，方便设计资料查询;智能建造平台通过对预制梁全过程质量追溯，对梁场物料设备全要素资源优化，以数字化智能化手段实现预制梁的高效精准生产;数字建管平台以工程分部分项划分为抓手，紧密围绕人、机、料、法、环等关键要素，实现建设期关键业务的智慧化管理;孪生监测平台将传统施工监控与数字孪生技术相结合，采用大模型分析预测下一节段立模标高的方式，对叮当河特大桥悬臂浇筑施工全过程进行线形控制与应力控制，实现特殊结构的精细化施工。

　　智慧工地平台通过对特种设备的监测、施工环境监测和重点作业区域监测，实现管理人员及时掌握现场作业动态以及现场施工安全;平安守护平台以“信息化管理+云端课程+线下智能培训室”的新思路进行安全技术交底，提升一线施工人员的安全教育水平，保障工人的生命财产安全;数据中心平台对接工地试验室力学试验设备、沥青试验设备，实现试验数据自动采集、自动绘制曲线图、自动生成试验报告，确保原材料技术参数指标满足施工要求。

　　数字底座平台串联其余七大信息化平台，实现公路施工的数字孪生智慧监控管理，在工程项目施工全周期中，通过数据共享、减少能耗、降低成本、缩短工期，提高项目施工管理水平。

　　三、取得成效

　　(一)设计阶段成效

　　借助于数字化设计成果，通过全专业三维模型总装审查，发现设计图纸参数型错误45处，逻辑型错误12处，据评估可减少小型设计变更3次，减少约20天的设计变更工作量，减少人力成本40万，间接成本60万;

　　通过可视化汇报展示应用，对软基处理的桩基布置进行可视化表达，以三维空间坐标系的方式，对结构尺寸、坐标精确表达，在原方案基础上对施工工艺流程、施工作业空间等进行模拟，优化后的方案减少了约22根钻孔灌注桩的数量，带来直接经济效益330万;

　　(二)施工阶段成效

　　基于数字连宿综合管控平台，对于软基处理、桩基施工、桥台填土等隐蔽工程实现了质量穿透式管理，通过智能设备完成了混凝土施工配合比、强度、施工温度、填土压实度等数据的实时上传，通过AI自动生成质量报告，验收效率提升5倍。在智慧梁场建设中，根据标准梁段BIM模型工程量清单，精准计算骨料用量和优化钢筋下料方案，减少材料浪费10%，采用数控施工设备和自动张拉设备替代部分人工，单条生产线用工量减少15%，产能提升20%，预计缩短供梁周期25%，带来直接经济效益800万元。