در مقاله "ترکیب BIM و GIS لازمه یک زیرساخت کارآمد"، آموختیم که سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)، مدل و فرآیندی است که قابلیت تحلیل فضایی داشته و مدل سازی اطلاعات ساختمان¹ (BIM) به عنوان پلتفرمی برای تجسم مدل و ساخت مجازی استفاده میشود. ادغام این دو مدل موجب درک عمیقی از تبادل اطلاعات و تحلیل نقشه‌های مهندسی در ساختمان‌ها و یا زیرساخت‌ها گردیده و امکان مدیریت بهینه پروژه را فراهم مینماید.
به دلیل توانایی در مدیریت و کنترل پروژه با استفاده از مدل سازی اطلاعات ساختمان (BIM)، از همين رو BIM به طور گسترده ای در ساخت انواع مختلفی از زیرساخت ها به ویژه بزرگراه ها مورد استفاده قرار گرفته و ترکیب آن با GIS میتواند بسیار اثربخش و مهم باشد.

پیاده سازی BIM و GIS در ساخت بزرگراه ها:
پروژه های احداث و نگهداری بزرگراه ها، یکی از پرکاربردترین محل های استفاده BIM و GIS در سال های اخیر بوده است. ساخت یک بزرگراه نوعی پروژه جامع محسوب شده و در طراحی و ساخت آن گاها ردپایی از احداث یا توسعه زیرساختهای دیگر نیز، مانند احداث پل و تونل به چشم میخورد. همچنین، ساخت بزرگراه نیازمند ارزیابی جنبه های مهمی مانند ارزیابی محیط زیستی یا ژئوتکنیک بوده و تصمیم گیری در هنگام مواجهه با چالشهایی مانند برخورد با سایر زیرساختها، زهکشی مناسب، ترانشه، حفاظت از شیب، زیرسازی راه و مسایلی از این قبیل، نیازمند دسترسی به یک پایگاه داده جامع است. پایگاه داده جامعی که از تمام اطلاعات ساخت، توپوگرافی، محیطی و نیز داده های ترافیکی در یک پلتفرم یکپارچه بهره میبرد. برای مثال، در کشور چین برنامه ریزی شده بود که تا سال 2015، طول بزرگراه ها به 108 هزار کیلومتر افزایش یابد. این رقم قطعا تا به امروز با رشد چشمگیری روبرو بوده و باید به جهت برنامه ریزی، مدیریت و کنترل پروژه بزرگراه ها و زیر ساخت های کشور، یک سیستم جامع اطلاعات ایجاد گردد. 

شكل 1. ساختار برای پلتفرم مدیریت ساخت بزرگراه مبتنی بر BIM

در شکل (1)، ساختار مختصری از پلتفرم مدیریت ساخت بزرگراه، مبتنی بر BIM ارائه شده است که عمدتا برای پیاده سازی این ساختار اساسی به سه سطح نیاز داریم که در ادامه به معرفی این سطوح خواهیم پرداخت:
1- سطح افراد: این سطح اغلب اوقات به پنج گروه که شامل کارفرما، پیمانکار، طراح، سرپرست، نیروی اجرایی می شود، طبقه بندی شده و سطوح افراد درگیر در پروژه را نسبت به مسئولیت های آن ها در نظر میگیرد.
2- سطح اصطلاحات: این سطح اصولا به زمانبندی و برنامه ریزی اختصاص پیدا نموده و کلیه کارهای مرتبط با ساخت، مانند طراحی، نظارت، بررسی، آزمایش و غیره را پوشش خواهد داد.
3- سطح واحدهای سازمانی: این سطح به واحد های مختلفی که در ساخت یک بزرگراه نقش دارند و اکثر اوقات توسط پیمانکاران مختلفی ساخته می شوند، اختصاص پیدا می کند. بعضی از این واحد ها عبارتند از: پل ها، تونل ها، روسازی، دیوارهای حائل و غیره.
سطوح فوق به جهت مدیریت کارآمد در ساخت و نگهداری بزرگراه ارائه شده، که برای از بین بردن نواقص سیستم مدیریت سنتی و همچنین پیاده سازی در BIM مورد استفاده قرار میگیرند. تمام اطلاعات به منظور ایجاد یک سیستم مدیریت یکپارچه، ادغام میگردند. همچنین باید توجه داشت که این سیستم پویا بوده و با کوچکترین تغییرات در زمان ساخت بزرگراه، اطلاعات نیز بروزرسانی شود. باید اشاره نمود که در سال 2012، Fu و همکاران پلتفرم ساده ای از BIM و GIS در ارزیابی توسعه بخشی از یک بزرگراه در استان Hebei چین پیاده سازی کردند ([1])، که در ادامه به بررسی آن خواهیم پرداخت.

شكل 2. ديتابيسGIS براي ساخت بزرگراه.

طول این بزرگراه تقریبا ۷۲ کیلومتر بوده و در طراحی آن ۲۵ دستگاه پل بزرگ و ۴ دستگاه تونل نیز در نظر گرفته شده است. پس از مشخص شدن امتداد بزرگراه، ابتدا تصاویر ماهواره QuickBrid با دقت بالا از محدوده مورد نظر جمع‌آوری شدند. داده های ماهواره ای خام نیازمند پردازش بوده تا پس از ژئورفرنس شدن، قابلیت استفاده در تحلیل های مکانی را بدست آورند. این تصاویر با مدل رقومی ارتفاعی دیجیتال (Digital Elevation Model) و یا به اختصار DEM، در محیط GIS ادغام شدند. بمنظور سهولت و تجسم سه بعدی (3D) بهتر، از نرم افزار "Skyline" نیز در کنار GIS استفاده گردید. بدین ترتیب، تصویر سه بعدی (3D) از ناحیه مورد مطالعه با موفقیت ایجاد و در مدل سه بعدی BIM بزرگراه ادغام گردید. بنابراین، براساس کلیه اطلاعات ذخیره ‌شده در پایگاه ‌دادهSQL ، مدیران می‌توانند آنالیز و تحلیل پروژه را بسیار بهتر و سریعتر انجام داده و تصمیمات در لحظه ای را اتخاذ نمایند. نتایج این تحقیق نشان می دهد كه بهره گیری از داده های BIM 4D-GIS کمک زیادی به مدیریت کارآمد پروژه های زیرساخت می نماید.

شكل 3. تصوير سه بعدي (3D)

¹اخیرا در کشورمان این موضوع مطرح شده است که به این علت که BIM تنها برای پروژه های ساختمانی نیست، بهتر است از مدلسازی اطلاعات ساخت به جای ساختمان استفاده نماییم. صرف نظر از بکارگیری عبارت "مدلسازی اطلاعات ساختمان" یا "مدلسازی اطلاعات ساخت"، کلمه "ساختمان" در ادبیات فارسی به معنای "ساخت" نیز بکار رفته و خود بیانگر این مفهوم میباشد. به همین علت، در محتوای سایت از عبارت "مدلسازی اطلاعات ساختمان" به صورت کلی استفاده شده است و این به معنای قابل استفاده بودن BIM در تمامی پروژه های ساخت نیز میباشد.

- جهت مطالعه بیشتر، فایلی جهت دانلود قرار داده شده است.

جایگاه این مبانی در آموزش های موسسه    :ACEMI
در نقشه راه جامع موسسه مهندسی و مدیریت ساخت علوی پور، محدوده دانشی جداگانه ای تحت عنوان مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) طراحی شده است که پیشنیاز همه آنها، دوره نقشه راهی به نام BIM در مدیریت و کنترل پروژه است. بعد از آنکه این مبانی پایه ای را فرا گرفتید، برای تکمیل دانش خود در زمینهBIM  در مدیریت پروژه، باید دوره های برنامه ریزی پروژه و مدیریت مالی و هزینه پروژه را فرا گرفته گرفته نحوه یکپارچه سازی این مبانی را به کمک نرم افزارهایNavisworks  و Synchro بیاموزید. سپس در دوره آموزش مدیریت BIM در پروژه و دوره استراتژی مدیریت BIM نحوه پیاده سازیBIM  از نگاه مدیریت پروژه را طی یک فرآیند کامل خواهید آموخت. جهت مشاهده دوره های آموزشی موسسه می توانید به بخش تقویم آموزشی مهندسی و مدیریت ساخت در سایت موسسهACEMI  مراجعه نمایید.

[1] Fu, Q. Zhang, LW. Xie, MW. He, XD. 2012. Development and application of BIM-based highway construction management platform.