于洁 大咖谈|于洁：BIM+GIS是未来工程领域人工智能的载体

俞杰，中国数字技术研究院有限公司总经理，教授级高级建筑师、一级注册建筑师

BIM技术推动了中国建筑行业的信息化转型，它与GIS的相遇引发了更加精彩的回应。本期《大咖谈》邀请中国数字技术研究院股份有限公司总经理、教授级高级建筑师、一级注册建筑师俞洁女士为大家解读BIM技术，讲述BIM+GIS协同融入工程建筑建设与管理的故事，带大家了解与BIM、GIS牵手的原因，BIM+GIS与CIM演进的融合，以及中国BIM行业标准。。

人类的伟大在于它认识和改造世界的能力。纵观漫长的历史，最能证明人类存在的痕迹就是凝结了人类智慧结晶的建筑工程，如中国的长城、都江堰、古埃及的金字塔、法国的埃菲尔铁塔等等。

在科技水平远高于古代的今天，人类正在建造越来越多的伟大工程。在中国，鸟巢、中华尊、北京城市分中心、上海中心等等，都离不开强大的科技和建筑技术人才的支撑。

新技术的快速发展为各行各业带来了创新和人性化的解决方案。新技术的跨行业集成使精确管理和效率提高成为可能。在工程领域，BIM技术的出现实现了建筑生命周期的预演。建筑数据的信息化和数据结果的可视化展示已经成为项目前期规划、开发管理和方案规划的决策依据，是项目运行最有效的保障体系。

BIM技术推动了中国建筑行业的信息化转型，它与GIS的相遇引发了更加精彩的回应。随着我国建筑设计、智能和信息技术的不断发展，BIM+GIS在城市与景观规划、建筑设计与管理、环境模拟、灾害管理等领域的应用越来越多。

中国数字技术研究院有限公司总经理、教授级高级建筑师、一级注册建筑师俞杰长期专注于BIM技术的研发和应用。出生于建筑师家庭，毕业于清华大学建筑系，如何看待BIM技术发挥的作用？如何将BIM技术融入到工程建筑的建设和管理中？BIM+GIS协作如何拓展应用空？

建筑信息管理是建筑业的数字化和信息化

俞杰用一句话概括了BIM的内涵:“BIM是建筑业的数字化、信息化。”她认为对BIM有很多误解，“有些人甚至过度神化BIM”。

据余杰回忆，起源于美国的BIM技术在2004年国家体育场工程建设中首次应用于中国。当时国内几乎没有人知道什么是BIM。面对难度系数很高的项目鸟巢，一位教师道德梅隆的毕业生推荐——飞机制造软件CATIA。中国建筑设计研究院奥运设计团队花了100多万元搭建了鸟巢的初始模型，并在此模型基础上剪切了4000多张图片，完成了鸟巢的初步设计。“当时根本没有BIM的概念。现在回想一下，应该是BIM应用的原型。”

虽然鸟巢的设计过程磕磕绊绊，屡遭挫折，但中国建筑设计研究院的团队还是完成了一些原始的技术积累。2009年，中国建筑设计研究院开始在全院正式推广这项技术，要求每个团队每年做一个BIM项目。许多建筑师和结构工程师都加入了技术探索，但由于缺乏合适的软件，这项工作没有顺利进行。

2012年，团队接手中国移动国际信息港项目，这也是中国建筑设计研究院第一个在合同中出现“BIM”概念的项目。于杰是项目负责人，也是主要建筑师。对于全新的BIM概念，医院领导只给了于杰一个方向:想做就做最好。

人们拾柴火焰高。面对前所未有的困难，于杰和他的同事们决定寻找另一种方式——同时设计和开发项目。在前期原始技术积累的基础上，30多位同仁开始研究、设计、开发，最终实现了BIM技术在建筑行业的应用。中国建筑设计研究院多年来的软件、硬件、流程、技术支持系统和数据标准化体系在本专项工程中得到了充分的验证和应用。“虽然这个项目的落地过程比较艰难，但是重点研发的方向已经定下来了。之后，中国建筑设计研究院成立了BIM设计研究中心，专门从事BIM技术的实践研究。”

“我相信，让用户和市场推动BIM技术的发展才是正确的方向。”于杰表示，在他们与众多规划业务部门的接触中，不难发现一项新技术进入业务主流需要一个漫长的过程，BIM也是如此。BIM技术改变行业是一个非常艰难的过程，它改变了社会的基本技术体系，包括工具、平台、习惯、规则，甚至生产流程。“这是技术和社会股票之间的竞争。必须循序渐进，不能一蹴而就。”

新技术带来新动力。与传统建筑设计相比，BIM技术在许多方面都有所超越:

第一，大大提高工程质量。使用BIM技术后，工程质量会有很大的飞跃。BIM具有可视化、数据化和协作的能力。这三个特点可以帮助提高整个项目的控制能力，进而提前消除风险，提高前期质量。

二是有利于控制工程造价。BIM具有数据统计能力，可以在一定程度上控制工期，从设计前期就可以规避风险。在杰看来，BIM技术发展背后最大的驱动力是市场需求，也就是业主和政府。“因为他们是结果的所有者。”俞杰解释说，市场不在乎过程，只在乎结果，但当用户知道改变过程可以获得更多利润时，就会要求改变过程。

第三，增加了人们对平台的了解。建筑工程行业是一个群体性的系统工程，集中在一个较长的产业链上，涉及多个专业。BIM技术的应用相当于将项目管理、ERP等流程工具整合成一个大平台。BIM让人们逐渐提高对平台的认识，真的是质的飞跃。

如今，各行各业都在借助新技术进行信息化建设。建筑工程行业利用BIM技术进行信息化改革是大势所趋。在这一变化中，与美国等发达国家相比，中国的认知水平和应用水平并不逊色。这是因为随着中国改革开放的深入，中国有很多的实践机会，这使得BIM技术可以得到深入的研究、开发和应用。“在世界级的行业组织中，中国在BIM技术中占有一席之地。”

于杰也坦言，BIM技术不是万能的。于杰认为，未来具体建设项目的项目管理、企业管理、行业管理都要引入GIS。“我认为跨行业、跨学科的融合不仅对社会发展非常有利，也是一件非常有趣的事情。”俞杰说:“一个项目，如果把A领域和B领域的技术很好的整合应用，这本身就是一种社会进步，就像BIM和GIS牵手一样。”

BIM+GIS与计算机集成制造进化的融合

在长期渗透BIM技术后，俞杰和他的团队发现，建筑是城市的一部分，建筑的存量和增量数据肯定会对城市产生影响，是建筑乃至城市管理的重要起点。为了更好地利用这些海量数据，充分发挥其价值，BIM必须与GIS相结合。“我们相信BIM和GIS始终是相互联系的。所以我们找到了超图。”

俞杰说，研究BIM和GIS的原因，与其本质和市场发展趋势密切相关。

在杰看来，GIS和BIM的原理基本相同，侧重点都在数据上，但数据的层次不同——GIS是宏观的，BIM是微观的，二者的客观差异决定了必须结合起来才能发挥更大的作用。“BIM一定要和GIS牵手，把数据放在更广阔的空房间里，才能在未来的行业管理、企业管理、项目管理中发挥其价值。

BIM和GIS的结合是一个双赢的局面。在对接BIM之后，GIS实现了从室外到室内，从宏观到微观，丰富了新一代三维GIS技术体系。另一方面，BIM与GIS相结合，更容易覆盖建筑全生命周期的应用，既可以用于规划审批和施工监理，也可以用于竣工后的建筑运营维护管理。项目建成后，不仅是一栋大楼，而且是一整套数字资产。BIM在施工期只能使用几年，与GIS结合后可以继续使用几十年，大大延长了BIM的生命周期。

“BIM+GIS不等于人工智能，但可以说BIM+GIS是未来工程领域人工智能的载体。”“19大提出建设数字中国、智慧社会，BIM+GIS将在这个过程中发挥巨大作用。”玉姐说。

俞杰表示，BIM+GIS的协同应用越来越广泛，可以预见，未来GIS和BIM将在技术上相互推进。途径就是在用户端BIM和GIS的无缝连接。“它们是一种耦合关系。BIM和GIS的结合最终会服务于不同层次的‘人’——第一是个人，第二是组织，第三是社会，第四是国家。不同层次有不同的应用目标。这时候BIM和GIS最重要。它是‘无缝’的。”

随着这种无缝集成和应用的深入，BIM+GIS将跨学科、跨学科应用。是各行各业的底图，有空定位和位置属性。所有行业都与空的定位有关，所以BIM和GIS可以跨界结合，可以同时跨越多个行业。比如媒体娱乐行业，电子商务行业，只要位置相关的行业，BIM+GIS都可以在其中发挥作用。于杰说会是自然状态。BIM最终会成为日常必备的工具，不再像今天这样有新概念的光环。“十年后，BIM将成为工程、建筑等行业的入口。门槛是最基本的工作方式之一，这个时候我们就不再谈BIM了。”

BIM与GIS联手，出现了一个新词——CIM，即城市信息建模。2015年，在上海舒慧举办的规划实践论坛上，中国工程院院士、同济大学教授吴志强提出了城市智能模型，以进一步提升计算机集成制造的定义。建筑设计只是城市建设的一小部分，CIM将在大规模区域管理过程中发挥重要作用。不管我这封信指的是信息还是智慧，CIM的概念将把眼界从单体建筑提升到建筑和城市的层面，给智慧城市更多有力的支撑。

制定中国BIM行业标准势在必行

每一个新事物都有一个“野蛮成长”的过程，BIM技术也是如此。在这个过程中，不同的观点和技术热情碰撞，进而生成的外延和内涵更具生命力，将技术和应用提升到更高的水平。但“成长”是无止境的，相关部门要及时出台一系列技术标准规范相关领域，既有利于技术普及，又能引导市场健康发展。

俞杰表示，缺乏统一的BIM标准是制约BIM在中国建筑业应用和发展的主要障碍之一。“没有统一的BIM标准，就不可能实现信息共享和协同工作；没有统一的BIM标准，各施工企业在应用过程中没有遵循的规则，软件开发也没有统一的标准，导致大量重复工作和低水平工作。”

经过一段时间的探索和发展，BIM行业迎来了自己的国家标准、地方标准和行业标准。“我们将BIM标准分为集团标准、城市标准，最后是企业和项目标准。BIM标准要分层次，不能一概而论。”作为BIM行业的权威专家之一，余杰参与编写了三个特别重要的国家标准:《建筑工程设计信息模型交付标准》、《建筑工程设计信息模型分类编码标准》、《建筑工程设计信息模型三维绘图标准》。这三个标准定义了BIM行业应该做什么，怎么做，交什么。在制定这些国家标准的过程中，中国建筑设计研究院的团队做出了巨大的贡献。

俞杰解释说，国家标准是顶层设计，具体项目落地过程是对国家标准的解读，如北京市分中心标准、深圳市建设工程部标准、中国建筑设计研究院参与的雄安新区市民服务中心等。也有一些城市创建自己的标准，但原则上必须以国家标准为基准。此外，该标准应具有普遍性和普遍适用性，并应符合五个发展理念中的“协作”和“共享”理念。

随着技术的发展和应用范围的不断扩大，国家标准的编制将随着市场需求而迭代。“现在我们正在制定标准规范，这是一个跨行业的通用规范。”这些行业，包括铁路工程、通信工程等。，不要只指建筑工程。俞杰说，标杆管理在标准体系的制定中非常重要。这个逻辑类似于数字双城。现实中，盖了房，铺了路，修了地铁。在数字领域，也形成了一套数字资产。这个数字资产可以一起表达一件事。“就像我们说的语言系统一样，它必须是一致的。这个基础就是标准，这就是标准的意义和重要性。五到十年内，中国的标准会稳定下来。”

与杰对话

记者:除了国家体育场“鸟巢”等项目，还有哪些大家熟悉的项目使用BIM技术？

俞杰:BIM技术在很多项目中都有应用，比如北京城市分中心。

这个项目给了我们25天时间做初步设计，总共45万平方米。我们成立了一个重点项目组，从开学就压力很大。当时我们忘了吃饭睡觉，真的觉得这是一个不可能完成的任务，但最终每天都达到了预期目标，25天内提交了初步设计。本工程从设计到竣工总工期为18个月，简直就是飞速。这就是引入BIM的优势:项目数字化后，项目建设更好，综合效率提高。

记者:在BIM技术领域，我们还面临哪些难以解决的问题？

于杰:最大的问题是我们缺乏对基础软件技术的研究，这是一个薄弱环节。目前我们使用的是国外图形等最基础的工具，但是没有自主知识产权的工具。虽然基础研发不是小工程，很难发展，但从长远来看，一定要做好这项工作，这是实现民族复兴的必由之路。

记者:各地区尤其是我国各省市对BIM的重视程度如何？

于杰:很不平衡。除了东部发达城市，在我国大部分地区，尤其是信息技术影响力较弱的地区，真正应用BIM技术并认可BIM价值的企业和人才非常少，大多盲目跟风。事实上，BIM并没有在整个行业中使用，所以可以说BIM还处于发展的初级阶段。从数据访问到清理和应用，我认为BIM技术成熟和广泛应用需要十年时间

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