线性基建工程BIM-GIS融合协同设计与施工管控技术研发
合作区域: 国内
拟投入总金额: 200.0万元
所属地域: 江北区
技术领域: 新型结构与新材料结构
技术交易金额: 万元
截止日期: 2026-12-30
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信息描述
研发背景:

随着基建行业数字化转型加速,轨道交通、公路等线性基建工程对全生命周期数字化管控的需求日益严苛,传统BIM技术存在与地理空间信息割裂、多专业协同效率低、设计与施工数据脱节等问题,难以适配线性工程跨度大、地形复杂、多参与方协同的核心需求。BIM与GIS融合技术能够实现三维工程模型与地理环境的精准衔接,是解决线性基建数字化管控痛点的关键方向。宁波成塔智建信息技术有限公司深耕BIM技术研发与基建数字化咨询领域,拥有20年基础设施领域技术积累,自主研发多款BIM软件产品,参与轨道交通线路设计BIM软件二次开发项目,具备扎实的BIM技术基础与行业应用经验。

当前企业在线性基建BIM数字化服务中面临核心技术痛点:一是BIM与GIS数据格式不兼容,三维模型与地理空间信息匹配精度低,难以精准反映工程所处地形环境;二是线性工程多专业(线路、结构、机电)建模协同性差,模型冲突检测滞后,设计变更成本高;三是施工过程数据采集与BIM模型联动不及时,进度管控、质量追溯缺乏动态数据支撑;四是BIM-GIS融合模型数据量大,移动端访问卡顿,难以满足现场施工人员便捷使用需求;五是设计-施工-运维全生命周期数据链路断裂,数据追溯与复用性差,难以支撑工程长期运维管理。

研发线性基建工程BIM-GIS融合协同设计与施工管控技术,能够有效打破BIM与GIS数据壁垒,提升多专业协同效率与施工管控精度,实现工程全生命周期数字化闭环管理,适配轨道交通、公路等线性基建的高端数字化需求,同时依托企业现有BIM软件研发基础实现技术升级迭代,填补在BIM-GIS融合领域的技术空白,增强在基建数字化市场的核心竞争力。基于此,企业亟需开展相关技术研发工作。

主要内容:

(1)BIM-GIS数据融合精度难题:需解决BIM三维模型与GIS矢量/栅格数据的格式兼容问题,攻克坐标系统一与精准配准技术,实现工程模型与地理环境的毫米级匹配,精准反映地形地貌对工程建设的影响。

(2)多专业协同设计优化难题:需开发线性工程多专业协同建模平台,解决专业间模型数据实时同步与版本冲突问题;攻克智能冲突检测算法,实现设计阶段多专业模型碰撞的提前预警与自动优化建议生成。

(3)施工数据动态联动难题:需开发现场数据快速采集终端(适配无人机、全站仪等设备),解决施工进度、质量数据与BIM模型的实时联动更新问题;攻克施工偏差智能分析技术,实现进度滞后、质量隐患的及时预警。

(4)移动端轻量化适配难题:需开发高效的BIM-GIS融合模型轻量化压缩算法,解决模型数据量大导致的移动端加载缓慢、卡顿问题;攻克移动端离线数据缓存与交互技术,保障无网络环境下现场人员的正常使用。

(5)全生命周期数据贯通难题:需设计设计-施工-运维全生命周期数据规范,解决各阶段数据标准不统一、链路断裂问题;攻克基于区块链的工程数据可信存证技术,保障数据追溯的真实性与不可篡改。

前期研究开发基础:

(1)技术储备:企业已组建由土木工程、测绘地理信息、计算机软件开发等领域专业人才组成的研发团队,拥有20年基础设施领域技术积累,参与开发Civil 3D、Revit等主流工程BIM软件;自主研发《成塔自动设计》《成塔基建BIM工具箱》等软件产品,拥有9项软件著作权,掌握BIM建模、二次开发核心技术,完成了BIM-GIS融合技术的初步方案设计,积累了轨道交通等线性工程的数字化需求数据与技术参数。

(2)设备基础:已购置BIM-GIS开发平台、地理空间数据处理工作站、无人机航测设备、移动测试终端、模型性能测试工具及基础的服务器设备,能够满足前期核心技术验证、原型软件开发、算法调试及线性工程场景适配测试需求;企业拥有成熟的BIM工程咨询团队,具备技术成果落地验证的工程场景与项目资源基础。

(3)市场与资源积累:已完成轨道交通、公路等线性基建领域客户的需求调研,明确了BIM-GIS融合、协同设计、施工管控等核心技术指标;与多家基建工程设计单位、施工企业、测绘机构建立了长期合作关系,可提供技术交流与场景测试资源;同时与高校土木工程学院、地理信息研究所开展了初步技术交流,具备产学研合作的良好基础。

现有的生产和研发的设备:
攻关目标:

(1)技术目标:开发完成线性基建工程BIM-GIS融合协同设计与施工管控系统,BIM-GIS数据融合精度≤5mm;多专业模型冲突检测准确率≥99%,协同设计效率提升60%以上;施工数据与模型联动更新延迟≤10分钟,施工进度偏差预警响应时间≤30分钟;移动端模型加载速度提升70%以上,支持离线连续使用≥24小时;全生命周期数据追溯完整率≥99.5%,数据存证符合行业可信标准。

(2)应用目标:完成至少4个典型应用场景(城市轨道交通线路工程、高速公路建设工程、市政道路改造工程、城际铁路工程)的适配验证,形成标准化行业解决方案;技术应用后,项目设计周期缩短30%以上,施工变更成本降低40%以上,工程质量合格率提升至99.8%以上。

(3)成果目标:获得相关核心技术发明专利2-3项(含发明专利至少1项)、实用新型专利1-2项、软件著作权4-5项;形成完整的技术研发报告、软件部署手册、操作指南及行业应用标准;将技术成功应用于批量线性基建项目,实现至少6家重点基建设计、施工企业的长期合作。

成果形式:

(1)技术文档:包括线性基建工程BIM-GIS融合协同设计与施工管控技术研发报告、系统架构设计文档、算法模型手册、数据融合规范、软件部署与运维手册、性能检测标准及方法、专利与软件著作权申请文件、场景适配指南等。

(2)实物成果:BIM-GIS融合协同设计与施工管控软件(含桌面端、移动端、云端平台)、数据采集与处理终端、轻量化模型转换工具、线性工程BIM-GIS融合测试工装。

(3)知识产权:围绕核心技术获得的发明专利、实用新型专利、软件著作权等知识产权证书。

(4)应用成果:系统融合精度与协同效率测试报告、典型线性基建项目适配验证报告、客户应用效果评估报告、产业化推广可行性分析报告及市场拓展方案。