裝修新房時業(yè)主將獲得房屋從最初設計施工到近期維護改造的所有信息；一旦發(fā)生火災，大樓 "主動"報警，通知消防人員迅速鎖定起火位置，為救援爭取時間；城市各個角落的公用電梯、道路橋梁哪些達到了維護年限，點擊鼠標一搜便知，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）技術就能賦予城市這樣的"智慧"。   

上海交通大學BIM研究中心于2014年3月28日成立，致力于BIM關鍵技術的深入研究，解決政府、業(yè)主、設計、施工、運維管理各方在BIM應用中存在的突出共性問題，以推動BIM技術在國內的發(fā)展與應用。同時，充分發(fā)揮BIM研究中心的產學研特點，發(fā)揮學校、企業(yè)及相關科研機構之間的相互配合，在推動BIM技術研究的同時，以中心為平臺，培養(yǎng)BIM專業(yè)型人才、研究型人才，這也將為上海建設"智慧城市"提供助力。   

上海交通大學劉西拉教授課題組于2005年與上?，F(xiàn)代建筑設計集團合作，啟動BIM技術相關數(shù)據標準IFC的研究，并于2009年創(chuàng)建上海交大BIM研究團隊。研究團隊開發(fā)了交大天磁CAD協(xié)同設計平臺（NMCAD V1.0/V2.0/V3.0）、交大天磁BIM協(xié)同平臺（sjtubim V1.0）等軟件產品，并在上海多家大型建筑設計企業(yè)得到成功應用。經過十年的發(fā)展，上海交大BIM研究團隊已逐步涵括建筑、結構、給排水、暖通、機電、管理、信息技術等專業(yè)技術力量，在國內高校BIM研究領域處于領先地位。由于在CAD、BIM協(xié)同理論及數(shù)據標準IFC方面獨樹一幟的研究，研究團隊成員獲聘為國內多家BIM專業(yè)委員會委員或理事。   

       建筑行業(yè)協(xié)同需求推動技術變革

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，設計施工時都少不了一樣東西，那就是圖紙。手工畫圖時代，建筑師手繪圖形，并將建筑物的信息和數(shù)據集中到一套圖紙上，后續(xù)的施工、運營、管理便有了依據。隨著計算機技術的普及，計算機輔助設計(Computer Aided Design, CAD)技術讓設計人員的雙手得到了"解放"：設計一棟建筑時，建筑、結構、給排水、暖通等不同專業(yè)的設計人員可以運用不同的軟件，在計算機的幫助下完成設計工作。在設計中，設計人員可以用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設計信息（數(shù)字、文字或圖形）都能通過計算機存儲，并能快速地檢索；由計算機自動產生的設計結果，可以快速做出圖形，使設計人員及時對設計進行判斷和修改；對于一些曲面復雜多變，更富設計感的建筑來說，計算機甚至能通過3D設計精確地表達建筑的幾何特征，比普通的2D圖紙更勝一籌。   

對于建筑行業(yè)來說，從手工繪圖時代到CAD時代無疑是個巨大的飛躍，不管是建筑、結構、電氣還是給排水、照明、暖通，設計師都可以把大量的分析計算留給計算機解決，圖紙修改也可以直接在計算機上完成。然而事實是，土木建筑工程遠非這么簡單，它具有更強的綜合性：一項土木建筑工程包含政府、業(yè)主、設計、施工、運營等多個部門，每個部門又包含如建筑、結構、暖通、給排水等多個專業(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，原先的設計是要把某個房間設計成僅能容納五人的小辦公室，可是后來投資方在設計要求上作了變更，要把這個房間的面積擴大到能容納五十人，這樣的話，每個專業(yè)的設計人員都要根據新的設計要求，對數(shù)據和信息進行重新分析計算，在各自的圖紙上做出調整，并讓這些設計在這棟辦公樓里"和諧共處"。如今，土木建筑工程的規(guī)模越來越大，體型越來越復雜，在經過多次變更后，如果某個專業(yè)的設計人員拿到的分析數(shù)據不是變更后的最終數(shù)據，便會在實際施工時同其他專業(yè)產生沖突，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"

既然在一個項目中，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)是由于設計過程中各種原因導致的頻繁變更，因此設計人員需要通過最新的信息技術應用，實現(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，這種信息技術就是建筑信息模型（Building Information Modeling, BIM）技術。   

"BIM技術把發(fā)展緩慢的土木建筑工程與發(fā)展迅速的信息技術相結合，它所搭建的協(xié)同工作平臺就像時下流行的微信朋友圈，某個人在朋友圈里更新一條狀態(tài)，其他好友都能看到，這樣就能保證某個專業(yè)變更后的數(shù)據準確、及時地被其他專業(yè)的設計人員掌握，并對各自圖紙做出相應調整，避免實際施工時多專業(yè)圖紙間的碰撞。"上海交通大學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，一個建筑工程項目從規(guī)劃、設計、施工到運營維護管理，眾多部門和專業(yè)要使用大量專業(yè)軟件，由于這些軟件內部的數(shù)據標準不同，不同專業(yè)的軟件"看不懂"其他軟件的數(shù)據，這給建筑工程項目的多專業(yè)協(xié)同工作帶來了不便。"我們可以想象這樣一個場景：聯(lián)合國開大會時，如果每個國家的代表都只講本國語言，不但沒辦法溝通，有時甚至還會造成誤解。在這個比喻中，建筑行業(yè)中的專業(yè)軟件就是各個國家的代表，他們各自的數(shù)據標準代表一國語言，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技術提出的初衷就是為了實現(xiàn)各種專業(yè)軟件之間數(shù)據互通，研究一種所有軟件都支持的國際數(shù)據標準，解決'信息孤島'問題，這也是上海交通大學BIM研究中心的核心課題。"   

正是由于深刻認識到了"數(shù)據標準"的重要性，早在1994 年，世界各地超過 600 家公司和機構的建筑行業(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)據標準 IFC( Industry Foundation Classes) ；2013 年，IFC 標準不斷完善并被采納為國際標準。   

"現(xiàn)有的國際數(shù)據標準為我們的研究打下了穩(wěn)固的基礎，但是這個數(shù)據標準還存在很多問題，需要進一步深化研究，而且目前有些大的軟件廠商所生產的建筑軟件不支持這一國際數(shù)據標準，國內部分底子較薄的軟件廠商在技術上又無法實現(xiàn)和國際數(shù)據標準對接，上海交大BIM研究中心要做的就是完善國際數(shù)據標準，推動校企合作，實現(xiàn)數(shù)據共享，并幫助國內的部分軟件廠商快速與國際數(shù)據標準對接。"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"已經在上海多個試點項目上通過測試，并已取得了著作權證書。   

       BIM技術為"智慧城市"帶來無限可能

如今，BIM技術已經成為建筑領域里的熱門詞匯，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年政府工作報告中明確提到關于"智慧城市"和"互聯(lián)網+"的內容，這意味著未來政府將繼續(xù)推動物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據等新一代信息技術創(chuàng)新應用，實現(xiàn)計算機數(shù)據與城市經濟社會發(fā)展的深度融合。   

構建智慧城市，最重要的一環(huán)是信息化建設，其中建筑工程領域的信息化是智慧城市建設的重中之重。在城市建設的漫長過程中，我們積累了海量工程數(shù)據，大量市政道路、橋梁、地下管網、軌道交通、公共建筑、工業(yè)建筑、民用建筑等新工程項目的建設、舊工程項目的改造與拆除每天都在進行，這些數(shù)據是城市建設、運營管理的基礎，通常會以工程藍圖、CAD電子圖紙的形式保存，但是這些以工程藍圖、CAD電子圖紙的形式保存下來的數(shù)據都存儲在城市建設的檔案庫中，往往需要人工查閱并經過專業(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)據自動查詢、數(shù)據智能化處理相去甚遠。   

BIM技術可以把存儲在城市建設檔案庫中海量的工程藍圖、CAD電子圖紙，以及過去、現(xiàn)在、將來城市建設中新的海量工程數(shù)據進行加工，轉換成為智慧城市平臺軟件可以識別的數(shù)據和信息，形成數(shù)據庫，不管是城市的公共民用建筑、道路橋梁還是地下管網，BIM技術可以實現(xiàn)建筑全生命周期內的數(shù)據信息共享。   

"BIM技術帶來的數(shù)據信息共享能給我們的生活帶來哪些改變？舉個例子，如果城市中一棟大樓起火，樓內的溫度、煙霧等數(shù)據信息的變化通過消防傳感器監(jiān)測后，可以被傳送到數(shù)據庫中，觸發(fā)火災報警，消防人員能根據這些數(shù)據變化判斷火勢，快速鎖定起火建筑的具體位置，為救援爭取時間。不僅如此，城市中哪些電梯、橋梁到了維護年限，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的信息，BIM技術都可以為我們提供準確的數(shù)據參考，它將為未來'智慧城市'的建設帶來無限可能。"鄧雪原說。