“经天路图”的低碳设计之路

“经天路图”的低碳设计之路

　　流程模拟软件,扫描件软件,电脑学打字软件2022年12月12日，全国交通领域首个低碳研发中心——四川低碳交通研究中心正式挂牌入驻天府永兴实验室。2021年，天府永兴实验室挂牌成立，成为四川开展绿色低碳领域关键核心技术研究的高能级平台。

　　天府永兴实验室作为四川省政府批复建设的天府实验室四个重点实验室之一，是开展绿色低碳领域关键核心技术研究的核心平台，承担着解决碳中和领域“卡脖子”问题的重要职责。天府永兴实验室以“碳中和+”为核心，旨在加快绿色产业聚集发展和示范扩散，打造全国领先的碳中和技术创新策源地和产业发展引擎。实验室聚焦零碳能源、资源碳中和、地热及固碳三大研究方向，布局零碳能源系统、高分子碳中和、地热资源开发等8个前沿研究中心，赋能清洁能源、环保装备、绿色建材三大产业赛道。

　　四川低碳交通研究中心是天府永兴实验室碳中和集成耦合研究部下属零碳交通研究中心的组成部分。中心按照“1+6+N”的模式组建，“1”指四川省交通运输发展战略和规划科学研究院牵头；“6”指蜀道投资集团有限责任公司、四川省港航投资集团有限责任公司、四川省公路规划勘察设计研究院有限公司、四川省交通勘察设计研究院有限公司、比亚迪汽车工业有限公司、长沙理工大学等6家首批参建单位；“N”指根据研发方向和产业应用在相关单位组建多个分布式研究平台。中心承担的任务包括聚焦解决交通运输行业绿色低碳发展的关键技术难题，围绕交通设计减碳、建设降碳、运营节碳三大研发方向开展理论研究、技术研发和产业应用，打造交通运输全产业链科研创新平台。

　　四川省交通勘察设计研究院有限公司（以下简称“四川交通设计院公司”）作为中心六大参建单位之一，依托交通运输部BIM技术应用行业研发中心，围绕交通基础设施全寿命周期BIM+GIS数字化应用，研发投产“经天路图”国产自主可控设计软件，颠覆了工程勘察设计传统模式，推动实现设计无纸化，大幅提高了设计精度和效率，推动交通设计减碳的发展，下面将从公路设计平台、外业调查、隧道设计等几方面来阐述交通设计低碳。

　　“经天路图”公路设计平台主要服务交通设计的快速建模、方案优化，达到减碳目的。该平台在数据加载方面采用国内顶尖桌面端GIS引擎，通过底层数据算法有效解决大体量航测数据加载的全球行业难题，实现在普通工作电脑上加载TB级航测影像及三维倾斜摄影数据延迟小于3秒，操作流畅（60帧以上），高清测绘数据在勘察设计阶段得以充分利用，有效提升勘察设计过程质量。三维建模方面，软件总结目前行业BIM模型应用需求，直面问题，简化传统BIM建模复杂的操作流程，通过对设计数据的解析重构，实现了1分钟生成100km高速公路三维BIM模型，极大降低BIM建模成本。三维设计方面，软件按照传统平面、纵面、横断面的设计流程及习惯进行基于GIS场景下的设计优化，简化传统设计工作流程，设计人员可在三维场景下进行可视化动态设计，实现公路平纵横断面及三维总体的同步联动，将传统设计的“错漏碰缺”等问题提前暴露在三维场景中，让设计人员提前优化和调整设计，有效提高设计质量。通过优化设计方案，对比各个设计方案，建设更加低碳的公路。

　　“经天路图”外业调查平台以移动端为主、桌面端和网页端为辅。“经天路图”软件充分利用GIS系统技术优势，从多源数据融合、设计数据解析、专业化调查、内外业数据贯通等多角度对传统外业调查工作进行数字化赋能，实现了航测影像及设计信息的高效查看，桩号智能解析计算、调查图片及表单自动分类统计、调查数据三端同步等功能，已在60余个勘察设计项目中常态化使用，平均节省调查时间50%，减少调查人员50%，提高调查效率75%，通过减少纸张、减少人员、减少用车等方式实现减碳的效果。

　　在成果数据化方面，公路隧道设计平台通过“数据驱动”的方式，实现了二维设计成果与结构化设计数据的协同一致。软件根据参数输出二维图纸的同时，能够生成与图纸相对应的结构化设计数据，从而为设计成果在全生命周期数据流转建立了衔接通道，缓解了传统设计成果与信息化应用脱钩的问题。二三维一体化方面，软件通过“数据同源”的方式，实现了基于设计数据的隧道BIM模型自动创建，极大提升了从传统设计成果到信息化应用的转换效率，推动了隧道信息化建设管理的应用和普及。施工应用方面，隧道动态施工安全监管系统通过自研的建造数据收集器，实时获取现场施工进度和施工参数，并基于结构化设计数据，建立隧道动态施工BIM模型；通过现场微位移监测设备和光纤监测设备实时传输的监测数据，建立施工动态监测BIM模型，同时通过系统预警机制，实现隧道现场施工安全的实时监管。通过数据驱动，服务勘察设计、建设管理，采用信息化的手段为隧道的全生命周期赋能，利用信息化手段提高效率，减少碳排放与生产。

　　BIM+GIS数字化技术成功在德昌至会理高速公路勘察设计阶段中试点，通过优化线%，全线公里高速公路累计减少桥梁3.3公里和隧道0.7公里，实现综合减碳12.8万吨。

　　在外业调查中，通过数字化的手段实现航测等多源数据的融合，重构设计信息，结合外业调查表单实现外业调查无纸化，实现调查人员减半，调查时间减半，不用测量放线等。以西香高速西昌支线项目为例，外业人员减少10人，时间减少10天，提升外业调查效率75%，通过节约人力、纸张、燃油等实现减碳32吨。

　　同时，在工程项目建设过程中，“经天路图”也有不错的减碳表现。沿江高速公路中166km里程的建设管理工作，通过信息化管理，减少了纸张420卷/公里，减少纸张重量4830千克/公里，节约非生产性投入（人工、耗材、食宿等）20万元/公里，减少二氧化碳排放4.3万吨。

　　“经天路图”积极推动交通运输行业的数字化转型，推动设计阶段的数字化、无纸化设计，提升业务效率及管理能力，通过降低人、物的消耗达到减碳的效果。自2020年起面向全国推广，截至2022年底，已有66家单位、2000多名注册用户，市场前景广阔。

　　四川交通设计院公司利用BIM+GIS技术，改变传统的勘察设计手段，研发外业调查平台、公路设计平台等数字化平台，实现设计过程中外业调查、沟通、交流、汇报等的数字化、无纸化，提升设计效率，降低人、物的消耗，以更低碳的方式开展工作。同时，为建立公路全过程的碳考核评价指标体系及碳排放计算模型提供基础平台，远期可在“经天路图”数字化产品中实现自动计算不同路线的碳排放量，在重点项目试点设计过程的数字化，实现对所有项目的全覆盖。

　　该项技术已在省内65个国省干线及高速公路建设项目的勘察设计及建设管理阶段中推广应用，预期在省内规划高速公路建设中可贡献综合减碳230万吨以上，节约投资242亿元。