裝修新房時(shí)業(yè)主將獲得房屋從最初設(shè)計(jì)施工到近期維護(hù)改造的所有信息；一旦發(fā)生火災(zāi)，大樓 "主動(dòng)"報(bào)警，通知消防人員迅速鎖定起火位置，為救援爭取時(shí)間；城市各個(gè)角落的公用電梯、道路橋梁哪些達(dá)到了維護(hù)年限，點(diǎn)擊鼠標(biāo)一搜便知，提前消除隱患于未然……這些場景將不僅僅是科幻小說里的情節(jié)，近年來興起的建筑信息模型（Building Information Modeling, BIM）技術(shù)就能賦予城市這樣的"智慧"。   

上海交通大學(xué)BIM研究中心于2014年3月28日成立，致力于BIM關(guān)鍵技術(shù)的深入研究，解決政府、業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維管理各方在BIM應(yīng)用中存在的突出共性問題，以推動(dòng)BIM技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展與應(yīng)用。同時(shí)，充分發(fā)揮BIM研究中心的產(chǎn)學(xué)研特點(diǎn)，發(fā)揮學(xué)校、企業(yè)及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)之間的相互配合，在推動(dòng)BIM技術(shù)研究的同時(shí)，以中心為平臺(tái)，培養(yǎng)BIM專業(yè)型人才、研究型人才，這也將為上海建設(shè)"智慧城市"提供助力。   

上海交通大學(xué)劉西拉教授課題組于2005年與上海現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)集團(tuán)合作，啟動(dòng)BIM技術(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IFC的研究，并于2009年創(chuàng)建上海交大BIM研究團(tuán)隊(duì)。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了交大天磁CAD協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)（NMCAD V1.0/V2.0/V3.0）、交大天磁BIM協(xié)同平臺(tái)（sjtubim V1.0）等軟件產(chǎn)品，并在上海多家大型建筑設(shè)計(jì)企業(yè)得到成功應(yīng)用。經(jīng)過十年的發(fā)展，上海交大BIM研究團(tuán)隊(duì)已逐步涵括建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、機(jī)電、管理、信息技術(shù)等專業(yè)技術(shù)力量，在國內(nèi)高校BIM研究領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。由于在CAD、BIM協(xié)同理論及數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)IFC方面獨(dú)樹一幟的研究，研究團(tuán)隊(duì)成員獲聘為國內(nèi)多家BIM專業(yè)委員會(huì)委員或理事。   

       建筑行業(yè)協(xié)同需求推動(dòng)技術(shù)變革

從日常生活中常見的民居，到上海環(huán)球金融中心、澳大利亞悉尼歌劇院，不管土木建筑的外表看起來是簡單樸素還是精致華麗，設(shè)計(jì)施工時(shí)都少不了一樣?xùn)|西，那就是圖紙。手工畫圖時(shí)代，建筑師手繪圖形，并將建筑物的信息和數(shù)據(jù)集中到一套圖紙上，后續(xù)的施工、運(yùn)營、管理便有了依據(jù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design, CAD)技術(shù)讓設(shè)計(jì)人員的雙手得到了"解放"：設(shè)計(jì)一棟建筑時(shí)，建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通等不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員可以運(yùn)用不同的軟件，在計(jì)算機(jī)的幫助下完成設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員可以用計(jì)算機(jī)對不同方案進(jìn)行大量的計(jì)算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設(shè)計(jì)信息（數(shù)字、文字或圖形）都能通過計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)，并能快速地檢索；由計(jì)算機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，可以快速做出圖形，使設(shè)計(jì)人員及時(shí)對設(shè)計(jì)進(jìn)行判斷和修改；對于一些曲面復(fù)雜多變，更富設(shè)計(jì)感的建筑來說，計(jì)算機(jī)甚至能通過3D設(shè)計(jì)精確地表達(dá)建筑的幾何特征，比普通的2D圖紙更勝一籌。   

對于建筑行業(yè)來說，從手工繪圖時(shí)代到CAD時(shí)代無疑是個(gè)巨大的飛躍，不管是建筑、結(jié)構(gòu)、電氣還是給排水、照明、暖通，設(shè)計(jì)師都可以把大量的分析計(jì)算留給計(jì)算機(jī)解決，圖紙修改也可以直接在計(jì)算機(jī)上完成。然而事實(shí)是，土木建筑工程遠(yuǎn)非這么簡單，它具有更強(qiáng)的綜合性：一項(xiàng)土木建筑工程包含政府、業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等多個(gè)部門，每個(gè)部門又包含如建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、給排水等多個(gè)專業(yè)，因此需要各部門各專業(yè)共享信息，協(xié)同工作。   

那么問題就來了，比如要建一棟辦公樓，原先的設(shè)計(jì)是要把某個(gè)房間設(shè)計(jì)成僅能容納五人的小辦公室，可是后來投資方在設(shè)計(jì)要求上作了變更，要把這個(gè)房間的面積擴(kuò)大到能容納五十人，這樣的話，每個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員都要根據(jù)新的設(shè)計(jì)要求，對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行重新分析計(jì)算，在各自的圖紙上做出調(diào)整，并讓這些設(shè)計(jì)在這棟辦公樓里"和諧共處"。如今，土木建筑工程的規(guī)模越來越大，體型越來越復(fù)雜，在經(jīng)過多次變更后，如果某個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員拿到的分析數(shù)據(jù)不是變更后的最終數(shù)據(jù)，便會(huì)在實(shí)際施工時(shí)同其他專業(yè)產(chǎn)生沖突，給協(xié)同工作帶來阻礙。   

       上海交大BIM研究中心助力打造建筑行業(yè)"朋友圈"

既然在一個(gè)項(xiàng)目中，發(fā)生變更是常有的事，而土木建筑工程又是牽一發(fā)而動(dòng)全身的，施工現(xiàn)場暴露出來的多專業(yè)圖紙間的碰撞大多數(shù)是由于設(shè)計(jì)過程中各種原因?qū)е碌念l繁變更，因此設(shè)計(jì)人員需要通過最新的信息技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)信息共享，保證土木建筑工程全生命周期中多部門多專業(yè)人員在各種各樣變更條件下協(xié)同工作，這種信息技術(shù)就是建筑信息模型（Building Information Modeling, BIM）技術(shù)。   

"BIM技術(shù)把發(fā)展緩慢的土木建筑工程與發(fā)展迅速的信息技術(shù)相結(jié)合，它所搭建的協(xié)同工作平臺(tái)就像時(shí)下流行的微信朋友圈，某個(gè)人在朋友圈里更新一條狀態(tài)，其他好友都能看到，這樣就能保證某個(gè)專業(yè)變更后的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、及時(shí)地被其他專業(yè)的設(shè)計(jì)人員掌握，并對各自圖紙做出相應(yīng)調(diào)整，避免實(shí)際施工時(shí)多專業(yè)圖紙間的碰撞。"上海交通大學(xué)BIM研究中心執(zhí)行主任鄧雪原表示。   

        確立建筑軟件的"官方語言"

鄧雪原介紹說，一個(gè)建筑工程項(xiàng)目從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營維護(hù)管理，眾多部門和專業(yè)要使用大量專業(yè)軟件，由于這些軟件內(nèi)部的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不同，不同專業(yè)的軟件"看不懂"其他軟件的數(shù)據(jù)，這給建筑工程項(xiàng)目的多專業(yè)協(xié)同工作帶來了不便。"我們可以想象這樣一個(gè)場景：聯(lián)合國開大會(huì)時(shí)，如果每個(gè)國家的代表都只講本國語言，不但沒辦法溝通，有時(shí)甚至還會(huì)造成誤解。在這個(gè)比喻中，建筑行業(yè)中的專業(yè)軟件就是各個(gè)國家的代表，他們各自的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)代表一國語言，那么怎樣才能讓大家互相理解對方的意思呢？很簡單，都講英語問題就解決了。BIM技術(shù)提出的初衷就是為了實(shí)現(xiàn)各種專業(yè)軟件之間數(shù)據(jù)互通，研究一種所有軟件都支持的國際數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，解決'信息孤島'問題，這也是上海交通大學(xué)BIM研究中心的核心課題。"   

正是由于深刻認(rèn)識(shí)到了"數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)"的重要性，早在1994 年，世界各地超過 600 家公司和機(jī)構(gòu)的建筑行業(yè)從業(yè)者、軟件廠商和研究人員便共同組成了國際協(xié)作聯(lián)盟，開始研究開發(fā)建筑行業(yè)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) IFC( Industry Foundation Classes) ；2013 年，IFC 標(biāo)準(zhǔn)不斷完善并被采納為國際標(biāo)準(zhǔn)。   

"現(xiàn)有的國際數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為我們的研究打下了穩(wěn)固的基礎(chǔ)，但是這個(gè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)還存在很多問題，需要進(jìn)一步深化研究，而且目前有些大的軟件廠商所生產(chǎn)的建筑軟件不支持這一國際數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)部分底子較薄的軟件廠商在技術(shù)上又無法實(shí)現(xiàn)和國際數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對接，上海交大BIM研究中心要做的就是完善國際數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)校企合作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，并幫助國內(nèi)的部分軟件廠商快速與國際數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對接。"鄧雪原介紹說，目前由上海交大BIM研究中心開發(fā)研究的"天磁BIM協(xié)同平臺(tái)"已經(jīng)在上海多個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目上通過測試，并已取得了著作權(quán)證書。   

       BIM技術(shù)為"智慧城市"帶來無限可能

如今，BIM技術(shù)已經(jīng)成為建筑領(lǐng)域里的熱門詞匯，并被寫入了建筑業(yè)發(fā)展"十二五"規(guī)劃，成為中國建筑業(yè)信息化的主旋律。尤為引人注目的是，2015年政府工作報(bào)告中明確提到關(guān)于"智慧城市"和"互聯(lián)網(wǎng)+"的內(nèi)容，這意味著未來政府將繼續(xù)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)與城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的深度融合。   

構(gòu)建智慧城市，最重要的一環(huán)是信息化建設(shè)，其中建筑工程領(lǐng)域的信息化是智慧城市建設(shè)的重中之重。在城市建設(shè)的漫長過程中，我們積累了海量工程數(shù)據(jù)，大量市政道路、橋梁、地下管網(wǎng)、軌道交通、公共建筑、工業(yè)建筑、民用建筑等新工程項(xiàng)目的建設(shè)、舊工程項(xiàng)目的改造與拆除每天都在進(jìn)行，這些數(shù)據(jù)是城市建設(shè)、運(yùn)營管理的基礎(chǔ)，通常會(huì)以工程藍(lán)圖、CAD電子圖紙的形式保存，但是這些以工程藍(lán)圖、CAD電子圖紙的形式保存下來的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在城市建設(shè)的檔案庫中，往往需要人工查閱并經(jīng)過專業(yè)工程師讀圖翻譯后，才能使用，這和"智慧城市"所要求的數(shù)據(jù)自動(dòng)查詢、數(shù)據(jù)智能化處理相去甚遠(yuǎn)。   

BIM技術(shù)可以把存儲(chǔ)在城市建設(shè)檔案庫中海量的工程藍(lán)圖、CAD電子圖紙，以及過去、現(xiàn)在、將來城市建設(shè)中新的海量工程數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，轉(zhuǎn)換成為智慧城市平臺(tái)軟件可以識(shí)別的數(shù)據(jù)和信息，形成數(shù)據(jù)庫，不管是城市的公共民用建筑、道路橋梁還是地下管網(wǎng)，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)建筑全生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)信息共享。   

"BIM技術(shù)帶來的數(shù)據(jù)信息共享能給我們的生活帶來哪些改變？舉個(gè)例子，如果城市中一棟大樓起火，樓內(nèi)的溫度、煙霧等數(shù)據(jù)信息的變化通過消防傳感器監(jiān)測后，可以被傳送到數(shù)據(jù)庫中，觸發(fā)火災(zāi)報(bào)警，消防人員能根據(jù)這些數(shù)據(jù)變化判斷火勢，快速鎖定起火建筑的具體位置，為救援爭取時(shí)間。不僅如此，城市中哪些電梯、橋梁到了維護(hù)年限，城市某條道路周邊是否因停車空間飽和需要另建停車場，房子在居民入住之前做過幾次改造、哪堵墻拆過在哪里鉆過洞……大到政府市政工程決策，小到市民居家裝修，只要是和建筑工程有關(guān)的信息，BIM技術(shù)都可以為我們提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考，它將為未來'智慧城市'的建設(shè)帶來無限可能。"鄧雪原說。