【项目名称】

基于多维时空信息融合的航道工程智能设计与智慧管理关键技术研究

【主要完成单位】

湖北省交通规划设计院股份有限公司、湖北汉江港航投资有限公司、湖北大学

【项目简介】

面向内河航道工程地形地质条件复杂、传统设计管理模式效率低下、多源数据整合困难等痛点，项目依托汉江兴隆至蔡甸段2000吨级航道整治工程（全长233公里），基于GIS+BIM技术开展航道工程全生命周期智能设计与智慧管理研究。项目构建了融合地理信息系统（GIS）、建筑信息模型（BIM）和数字孪生技术的航道工程智能设计与管理体系，通过多源异构数据融合技术实现航道地形、地质、构筑物等全要素数据的三维重构与动态关联，形成了从设计建模到施工管理的全流程数字化闭环系统。成果已获得国家发明专利3项、软件著作权2项，编制地方标准3部，发表论文4篇。项目成果在汉江兴隆至蔡甸段航道整治工程全线成功应用，实现工程成本降低5%～10%，节省综合成本超5000万元，显著提升了航道设计精度、施工安全管控能力及生态保护水平。项目研究成果总体达到国际先进水平。

【主要创新点】

（1）建立了航道工程疏浚、护滩、筑坝等六大类航道设施的BIM参数化标准模型库，提出了“标准构件+动态阈值”建模范式。 将护岸、丁坝等构件标准化、参数化，通过预设构件尺寸、材质等属性阈值，实现模型快速调用与自适应调整，较传统建模方式效率提升40%以上，显著提升航道工程建模效率。

（2）提出“地形驱动-方案生成-工程量反馈”闭环设计方法。 基于倾斜摄影、DEM等多源地形数据驱动，自动生成多套航道整治方案，通过算法对比分析流速、冲淤等工况参数优选最优方案，并实时反馈疏浚工程量，实现工程量动态、快速、准确计算，较人工计算效率提升60%以上。

（3）基于国产BIM建模软件开发了航道设计工具软件及航道整治工程BIM施工管理平台。 集成进度管理、质量验评、安全监控等模块，通过4D施工模拟与实时数据接入，实现工程进度、质量、安全等维度的动态数字化管理，推动航道工程BIM设计软件国产自主可控，降低对外依赖。

（4）编写了《湖北省航道工程GIS+BIM模型创建标准》《航道工程BIM模型交付标准》《湖北省水运工程BIM设计应用指南》。 形成了涵盖模型创建、交付与应用的BIM技术标准体系，从模型精度、编码规则、交付格式等层面统一技术要求，确保不同参与方、不同阶段的数据互操作性，为湖北省水运工程信息模型的应用提供了规范指导。