聚焦智慧民航 | 智能建造技术：用“数字之手”砌好一砖一瓦

【视频】智慧民航导刊（策划：王丽杰 制作：王艺超 剪辑：李佳为）

创新是引领发展的第一动力。随着新一轮科技革命和产业变革突飞猛进，科学技术和经济社会发展加速渗透融合。2023年初，中共中央、国务院印发的《数字中国建设整体布局规划》为完善智慧民航建设顶层设计提供了良好遵循。在新发展格局下，建设生产要素全面物联、数据共享、协同高效、智能运行的智慧机场已经成为行业高质量发展的共识，GIS（地理信息系统）、大数据、BIM（建筑信息模型）和无人机等新技术、新手段不断在各个机场建设项目中崭露头角。良好的政策支持、行业指导和积极的应用实践，为民航智能建造提供了广阔的发展空间。近日，2024民航智能建造论坛在广州举办，与会专家就智能建造助力发展民航新质生产力进行了深入探讨。作为一种新质生产力、一个新形态、一个新方向，智能建造技术将如何引领民航建设进入新时代？

从规划设计开始“找平”

高质量推动机场发展，走好第一步至关重要。 近年来，随着“云、物、大、智、移”等技术的发展，以BIM为核心的智能建造技术在规划、设计、建造之初就为机场建设植入了科技基因。

鄂州花湖机场在建造伊始就运用了基于BIM的智能建造技术，最终实现了全场、全专业的BIM模型整合。资料显示，鄂州花湖机场本期飞行区跑道滑行道系统按照满足2030年旅客吞吐量150万人次、货邮吞吐量330万吨需求设计，建设了2条长3600米的远距跑道，126个机位的站坪，1座75万平方米的货运分拣中心，1座1.5万平方米的客运航站楼以及空管、航空公司基地和供油工程等项目。

这座超级货运枢纽的建设涉及民航、建筑、市政3个行业，涵盖岩土、建筑、结构、机电、灯光、通信、气象等29个专业。通过全面深度应用BIM技术，鄂州花湖机场实现了集成化的技术管理，显著提升了工程效率，成为民航局、住建部等多个部门的标杆，并于2022年7月顺利建成投运。

机场建设具有专业性强、施工难度大、协同设计与建造难度大等特点。在大型机场项目中，通过合理的BIM模型拆分，可以将复杂的机场建筑系统拆分成更小的模块，实现模型可管理和可操作。在BIM等智能建造技术的加持下，小到卫生间、电梯的设计，大到与高铁、公路的联动，正串联起每一个细节、打通每一处堵点，让机场建造降本增效。

作为中国民航、广东省和广州市的重点建设项目，广州白云机场三期扩建工程投资多、规模大、交叉施工多。在该工程中，BIM技术应用涵盖前期阶段、规划设计阶段、施工阶段、运维阶段等全过程，规划了24类、57个BIM应用点，并针对每个应用点与主流建模软件研发单位和设计、施工、监理、咨询等参建单位进行充分论证，形成了项目BIM应用点指引。

BIM在机场建设全流程应用少不了顶层设计指明方向、明确路径。2021年8月，民航局发布《推动民航智能建造与建筑工业化协同发展的行动方案》（以下简称《行动方案》），明确加大智能建造及建筑工业化在民航建设各领域、各环节的应用。济南遥墙机场、深圳宝安机场、西安咸阳机场等一大批“多航站楼+多跑道”模式的大型综合交通枢纽目前正在或已经按照《行动方案》实现“华丽转身”。

在深圳宝安机场卫星厅及配套工程中，利用BIM技术进行行李系统的协同正向设计，提前解决了行李系统钢平台、机械系统与机电安装、建筑减隔震方面的冲突问题，避免后期修改，降低了建造成本。同时，对行李系统埋件进行专项深化，累计深化18969个埋件点位，现场埋件利用率从以往同类项目建造的30%提升至93%。

因高铁、地铁下穿济南遥墙机场T2航站楼、综合交通中心及停车楼，为检查不同建设单位在同一区域是否存在设计冲突，济南遥墙机场二期改扩建工程BIM实施团队对地铁必要结构进行了模型创建，协调高铁、地铁建设单位将高铁、地铁模型与该项目模型进行整合，不断优化设计方案。

“智能建造作为一种管理理念与模式，依托先进技术满足工程项目的功能性需求及不同使用者的个性化需求，营造了项目建设与运行的智慧环境。”民航华北地区管理局原副局长任超忠在民航智能建造论坛上表示，“为实现安全、高效、可靠的建筑目标，以BIM为核心技术的智能建造技术在设计阶段、材料供应及加工阶段不断提升建筑的智能化水平。通过技术创新与管理创新，也将对工程项目全生命周期的各个过程实施有效改进与管理。”

构建愈发完备“施工”规范

在机场智能建造领域，从国家“顶层设计”到行业“统筹谋划”，再到各地“落 地实践”，不同层面精准聚焦、协同发力，在政策保障和实践成果上都取得了不错的成绩。

2020年，住建部联合多部门先后印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》，提出加大BIM技术应用，加快推进BIM技术在新型建筑工业化全寿命期的一体化集成应用，以数字化、智能化升级为动力，形成涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、运营等全产业链融合一体的智能建造产业体系。

“十四五”时期是我国机场建设进入资金大投入、项目大推进、基础大建设、产业大提速的重要时期。2021年，民航局先后发布《推动民航智能建造与建筑工业化协同发展的行动方案》和《关于打造民用机场品质工程的指导意见》，加快智能建造在民航基础设施建设各领域、各环节的应用，推进管理过程智慧化，培育数字驱动的机场建设模式。2022年，民航局印发《智慧民航建设路线图》，进一步推广BIM等智能建造与建筑工业化技术在机场建设工程中的应用；2023年，民航局印发《落实数字中国建设总体部署加快推动智慧民航建设发展的指导意见》，全面推动数字化转型、智能化应用、智慧化融合。

有了顶层设计谋篇布局，一大批采用“多航站楼+多跑道”模式的大型综合交通枢纽开工建设，填海机场、高高原机场等建设条件复杂的项目陆续启动。在选址、设计、施工和运维管理实践中，各个项目已经大量应用BIM技术，行业标准的支持也必不可少。

为此，民航局颁布了《民用运输机场建筑信息模型应用统一标准》《民用运输机场工程对象分类和编码标准》《民用运输机场建筑信息模型设计应用标准》《民用运输机场建筑信息模型施工应用标准》《民用运输机场建筑信息模型运维应用标准》等文件，形成了“1+4+N”的标准体系，以继承与发展为策略，持续对接国家和国际标准，并根据民航发展特点不断进行拓展。

在众多标准出台后，如何按照新标准、新要求推动机场智能建造？民航机场规划设计研究总院有限公司数字化中心主任陈刚在民航智能建造论坛上表示：“将标准转化为计算机可识别的信息，是标准应用落地的最可行方法。准确地说，让标准落地就是使计算机能够解析标准所规定的一系列数据，并借助技术手段将标准贯彻到实际应用中。”

合理应用BIM等技术，才能更好地贯彻行业标准。早在2014年，广东机场集团就开始应用BIM技术，通过调研国内优秀BIM技术案例制定了BIM总体规划，成立了BIM应用中心，并在广州白云机场二期扩建工程中实施了“广州白云国际机场扩建工程BIM技术应用研究”“广州白云国际机场建设工程BIM应用管理平台研究”项目。随着广州白云机场三期扩建工程全面启动，广东机场集团积极运用BIM技术、数字孪生等数字化手段，以产学研用融合的方式推动民用运输机场智能建造与建筑工业化建设。目前，广东机场集团已编制BIM行业标准6项，项目智能建造管理类标准5项、技术标准9项、设计标准4项、施工标准4项，成为机场建设领域的新典范。

无独有偶。长沙黄花机场改扩建工程、新建厦门翔安机场工程、昆明长水机场改扩建工程等近年来对BIM技术应用的积极探索，都结合了自身项目特点，在责任 划分、目标确定、应用协作和人员配备等方面提供了可复制、可推广的经验并取得了积极成果。

数据打通“验收”前后

如今，智能建造正在为绿色机场赋能。在长沙黄花机场改扩建项目中，利用BIM模型进行风、光、热模拟，建设了绿色节能项目。例如，模拟分析不同送风温度对大厅温度的影响及其与渗透风量的关系，找到送风薄弱部位，将换乘中心与航站楼设计为室内连接，在保证冬季供暖效果的前提下，将送风温度由常规40摄氏度降低至25摄氏度，使冬季渗透风量减少85%的能量损失，从而减少每日用气量上千立方米。在重庆江北机场改扩建项目中，通过应用仿真模拟、BIM、VR全景视觉模拟等信息技术，创建高度全面、精确的设计模型，实现了项目建设阶段的零拆改……

基于BIM的智能建造技术正重塑民航业的未来。无论是在鄂州花湖机场、厦门翔安机场等新建机场项目中，还是在广州白云机场、深圳宝安机场、西安咸阳机场等改扩建项目中，科技革命和产业变革正加快推进民航质量变革、效率变革和动力变革。

民航智能建造论坛上，多位与会专家表示，多种技术的融合应用将成为今后智能建造技术在建筑行业应用的重点，是新一轮工程革命。“BIM+5G”的融合，将有助于装配式跑道、装配式滑行道桥、装配式助航灯等装配式建筑建设；“BIM+AI”的结合，可以完成钢结构健康监测、运行环境监测、飞行区道面健康监测等智能监测；“BIM+虚拟现实技术”的交互，可基于施工和运维BIM模型，通过机场5G专网，实现机场VR（虚拟现实）、AR（增强现实）、MR（混合现实）的应用。

在Bentley软件高级应用工程师武恒看来，“智能建造技术的应用正在使各相关技术加速融合发展。但随着这一技术的深入发展，应用点多面广且日趋繁杂，只有实现程序化、标准化应用，才能收到理想的效果”。朝着这一方向，西安咸阳机场正在努力。在“1+4+N”民航BIM标准体系下，西安咸阳机场已实现了43个系统实时数据呈现，做到了将建设阶段BIM数据有效传递至运维阶段。

BIM是三维的数字化工具，主要用于建设项目的设计和施工阶段，而数字孪生技术则主要关注建设项目的运营管理阶段。在机场智能建造中用好BIM技术，可为数字孪生技术基于BIM模型创建数字孪生模型奠定良好的基础。基于BIM数据打造全场景、全要素数字孪生机场，实现资产管理、态势感知及模拟推演态势感知才是最终答案。

“有必要实现数据在全阶段的流转。”中国建筑西南设计研究院有限公司首席总建筑师陈荣锋在智能建造论坛上表示。在哈尔滨太平机场改扩建项目中，以“数字建造、数字资产、数字运维”为指导思想，以BIM技术标准及实施管理规范为准则，搭建了“一库四系统”BIM管理平台。其中，BIM数据中台（一库）为数字建造、数字资产、数字运维提供统一、可靠的数据源，同时为“四系统”（BIM协同管理系统、BIM轻量化系统、BIM施工管理系统、数字化交付系统）提供BIM数据服务；“四系统”为BIM实施过程提供多关联方的数字化服务，包括模型归档及审核、综合会商、轻量化展示、施工管理、竣工交付等，实现了全业务线上数据流转。

在建设阶段，BIM数据被赋予了资产维度的价值；在运营阶段，BIM数据可利用实时更新机制，深度挖掘应用价值。清华大学软件学院教授顾明在智能建造论坛上提出，“在智能建造领域，应遵循业务信息化、业务数字化、业务智能化‘三步走’策略。BIM作为贯穿全过程的数据载体，其在业务全生命周期具有极大价值”。

作为现代信息技术与先进建造技术深度融合的新型建造模式，智能建造技术既体现了新质生产力中的“新”，也体现了新质生产力中的“质”。《行动方案》中指出，到2025年末，我国智能建造与建筑工业化的应用项目投资占比将达到50%，为2035年实现世界领先的民航智能建造与全面建筑工业化打下基础。为贯彻落实《中国民航四型机场建设行动纲要（2020-2035年）》，实现“双碳”目标，以人工智能为核心的智能建造等新技术把数据作为新质生产要素，将不断提升绿色机场建设质量，满足人民群众对美好航空出行的新需要。 （中国民航报 记者张人尹）

（本文刊载于中国民航报2024年5月15日5版）

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编辑|李季威

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