1. BIM w drogownictwie:
perspektywy, możliwości i ograniczenia
Rola modelowania przestrzennego i wizualizacji
w projektowaniu rozwiązań drogowych
Kraków, 4-5 marca 2015 r.
Janusz Bohatkiewicz EKKOM Sp. z o.o., Politechnika Lubelska
Sebastian Biernacki, Magdalena Drach, Krzysztof Jamrozik, EKKOM Sp. z o.o.
PROJEKTOWANIE PRZYSZŁOŚCI
II Międzynarodowa Konferencja i Targi BIM

2. EKKOM Sp. z o.o.
• Budownictwo komunikacyjne i ochrona
środowiska
• 15 lat
• 100 % kapitału polskiego
• Kraków, Warszawa, Katowice, Lublin, Gdańsk
• Kadra wykwalifikowanych inżynierów
i specjalistów różnych branż

3. INFRASTRUKTURA
•Projektów linii komunikacyjnych, węzłów
drogowych
•Projekty sygnalizacji świetlnych
i organizacji ruchu
•Projekty skrzyżowań, rond
•Projekty uspokojenia ruchu
•Rynki, deptaki, ścieżki
rowerowe
•Konsultacje społeczne
Cztery wymiary infrastruktury

4. OCHRONA ŚRODOWISKA
•Opracowania środowiskowe w
procesie inwestycyjnym i analizy
porealizacyjne
•Plany zadań ochronnych dla obszarów
Natura 2000 oraz inwentaryzacje
i nadzory przyrodnicze
•Pomiary hałasu, zanieczyszczeń
powietrza, wód itp.
•Badania skuteczności urządzeń
ochrony środowiska.
Cztery wymiary infrastruktury

5. • 10 lat na rynku
• 5 działów merytorycznych
• 3 000 wypowiedzi na forum
• 3 500 zarejestrowanych użytkowników
• 30 000 unikalnych użytkowników miesięcznie
• 100 000 odsłon miesięcznie
• Organizacja szkoleń
i konferencji
• Wydawnictwa
Portal drogowy
Łączy nas

6. Cz. 1 BIM w drogownictwie: perspektywy, możliwości i ograniczenia
• BIM w architekturze a BIM w drogownictwie
• Współczesne projektowanie dróg
• BIM w projektach drogowych
– idealna rzeczywistość
– … i polskie realia
• Korzyści z zastosowania BIM w drogownictwie
• Wnioski – przesłanki do rozwoju w Polsce
Cz. 2 Rola modelowania przestrzennego i wizualizacji
w projektowaniu rozwiązań drogowych
PLAN PREZENTACJI

7. • Obiekt w modelu:
• Znaczenie terenu:
• Teren w modelu:
• Poziomy obiektu:
BIM W ARCHITEKTURZE A BIM W DROGOWNICTWIE
BIM w architekturze
= Modelowanie
informacji o budynku
zwarty, punktowy
(kilkadziesiąt – kilkaset
metrów)
duże
wąski (budynek i
najbliższe otoczenie)
kilka – kilkadziesiąt
(lub ponad sto)
kondygnacji
BIM w drogownictwie
= Modelowanie
informacji
o infrastrukturze
długi, liniowy (kilkaset
metrów – kilka
kilometrów)
duże
rozległy (droga i do
kilkuset metrów po obu
stronach)
kilka (uzbrojenie terenu,
elementy
powierzchniowe
mosty i węzły, linie
napowietrzne)

8. • Odległość między
elementami w modelu:
• Szczegółowość:
• Właściciele obiektu
głównego:
• Obiekty w modelu poza
obiektem głównym:
• Kolizje z innymi
obiektami:
BIM W ARCHITEKTURZE A BIM W DROGOWNICTWIE
BIM w architekturze
= Modelowanie
informacji o budynku
bardzo mała, mała
bardzo wysoka
jeden
mało
mało
BIM w drogownictwie
= Modelowanie
informacji
o infrastrukturze
duża, bardzo duża
wysoka
jeden lub kilku (zarządcy
różnych dróg)
dużo
dużo, bardzo dużo

9. • Elementy obce w
obiekcie:
• Rozpoznanie sieci
uzbrojenia terenu:
• Warunki geodezyjne:
BIM W ARCHITEKTURZE A BIM W DROGOWNICTWIE
BIM w architekturze
= Modelowanie
informacji o budynku
brak (jeden właściciel)
dobre
jedna działka,
uregulowana własność
BIM w drogownictwie
= Modelowanie
informacji
o infrastrukturze
kilka – kilkanaście
(gestorzy sieci)
często złe
wiele działek,
rozdrobnienie, kwestie
własności

10. BIM W ARCHITEKTURZE A BIM W DROGOWNICTWIE
Źródło: http://initialaec.com/
Źródło: VIANOVA Systems A.S.

11. Wymogi modelowania infrastruktury drogowej w 3D:
zapotrzebowanie na dane, możliwości wizualizacji…
Źródło: VIANOVA Systems A.S.

12. WSPÓŁCZESNE PROJEKTOWANIE DRÓG

13. Systemy CAD 2D – zastąpienie tradycyjnych technik kreślarskich i ich
udoskonalenie poprzez:
• zastąpienie tradycyjnych (ręcznych) metod kreślarskich – zanik zawodu
kreślarza,
• przyspieszenie prac nad projektem,
• zwiększenie precyzji rysunku,
• zautomatyzowanie projektowania – ograniczenie swobody projektanta,
• zmniejszenie ryzyka błędu podczas projektowania i kreślenia –
zwiększenie ryzyka błędu przez automatyzm i powtarzalność,
• możliwość wprowadzania poprawek, zmian, poprawiania błędów,
• zwiększenie możliwości ponownego wykorzystania już wykonanych
rysunków, bądź ich fragmentów (biblioteki typowych rozwiązań).
WSPÓŁCZESNE PROJEKTOWANIE DRÓG

14. Celem współczesnego projektowania w drogownictwie w PL jest
dostarczenie „płaskiej” (2D) dokumentacji za najniższą cenę, z najmniejszą
liczbą błędów w jak najkrótszym czasie.
WSPÓŁCZESNE PROJEKTOWANIE DRÓG
Ewolucja kosztu w projekcie drogowym jako % wartości umowy i wartości kosztorysowej na
przykładzie Norwegii.
Źródło: Statens Vegvesen, 2014

15. Dokumentacja projektowa ma zawierać poza częścią opinii, uzgodnień,
pozwoleń i decyzji administracyjnych także:
• rysunki (czasami wizualizacje) – rysunek płaski 2D,
• opisy, specyfikacje, zestawienia, przedmiary, kosztorysy – tekst, tabele,
• opracowania specjalistyczne – rysunek płaski 2D, tekst, tabele.
W zdecydowanej większość posiadamy NMT, CMO, czyli modele terenu 3D
umożliwiające projektowanie 3D (x,y,z), ale rzadko to wykorzystujemy
(ograniczenia: zasobów ludzkich i materialnych, możliwości komputerów
i oprogramowania, czasu).
Podstawowy problem jakości projektów:
WSPÓŁCZESNE PROJEKTOWANIE DRÓG
zakres
zakres
zakres

16. Poziom 0
Jednobranżowe
nieskoordynowane
projekty 2D.
Poziom 1
Jednobranżowe
skoordynowane
projekty 2D i 3D.
Poziom 2
Wspólny
wielobranżowy model
projektowy 3D
(elementy 4D i 5D).
Poziom 3
Model zintegrowany
3D, 4D, 5D, 6D, (7D).
Zarządzanie cyklem
życia.
POZIOMY DOJRZAŁOŚCI BIM W DROGOWNICTWIE

17. BIM W JAWNEJ SŁUŻBIE JEJ KRÓLEWSKIEJ MOŚCI
Źródło:http://commons.wikimedia.org
BIM poziom 2!
Wspólny model 3D dla
wszystkich branż!
Projektowanie i
wykonawstwo!
Od 2016 r.!

18. WSPÓLNY DROGOWY JĘZYK BIM W NORWEGII –
Wytyczne V770 Podstawy tworzenia modeli
• Opublikowany w 2014 r.
(wcześniej obowiązywał od 2011 r. Podręcznik 138 –
Model danych).
• Ustala jednolite wymagania względem jakości
danych, tworzenia modelu, zawartości modelu,
nazewnictwa obiektów i kodowania.
• Wymaga, aby modelowanie 3D wykonywać
dla wszystkich branż.
• Przewiduje aktualizację modeli na etapie
projektowania, wykonawstwa i powykonawczo.
• W jego opracowaniu uczestniczyły firmy
doradcze i projektowe, wykonawcze,
nadzorujące oraz informatyczne.

19. Źródło: VIANOVA Systems A.S.

20. BIM W PROJEKTACH DROGOWYCH
1 2 3
4
5
6

21. BIM W PROJEKTACH DROGOWYCH
1. Model sytuacji wyjściowej. 3D. Teren (NMT+ orto),
istniejąca sieć drogowa, pozostała infrastruktura, budowle i
inne obiekty, uzbrojenie terenu, własność gruntów itd.
1
Źródło: VIANOVA Systems A.S.

22. BIM W PROJEKTACH DROGOWYCH
2. Projektowanie – modelowanie – nowego układu
infrastruktury. 3D. Wszystkie branże…
22
Telekomunikacja
Odwodnienie
Elektryka
Wodociąg
Kanalizacja
Teletechnika
Ciepłociąg
Droga
Org ruchu
Zieleń
Architektura
Gazociąg
Konstrukcje
Źródło: VIANOVA Systems A.S.

23. BIM W PROJEKTACH DROGOWYCH
3. Złożony model wielobranżowy. 3D. Wykrywanie, eliminacja
błędów i kolizji. Podstawa współpracy i konsultacji projektantów,
zamawiającego, gestorów sieci i wykonawców.
Uszczegółowianie: PB, PW, specyfikacje, materiały, urządzenia.
3
Źródło: VIANOVA Systems A.S.

24. BIM W PROJEKTACH DROGOWYCH
4. Budowa. 4D, 5D.
Wykonawcy stosują
model w trakcie budowy:
rozwiązania projektowe,
specyfikacje techniczne i
materiałowe, dane o
terenie, obiektach i
sieciach, harmonogram,
postęp prac, planowanie
i zużycie zasobów,
obmiary, programowanie
maszyn budowlanych.
4
Źródło: VIANOVA Systems A.S.

25. BIM W PROJEKTACH DROGOWYCH
5. Model powykonawczy. 6D.
Wykonawca na bieżąco wprowadza
do modelu zmiany zatwierdzone w
trakcie budowy. Po zakończeniu robót
model podlega weryfikacji we
wszystkich branżach i ponownie jako
całość. Uzupełniane są informacje o
składzie mieszanek, materiałach,
typach i parametrach urządzeń
dostarczone przez producentów.
5
Źródło: VIANOVA Systems A.S.

26. BIM W PROJEKTACH DROGOWYCH
6. Eksploatacja. 6D, 7D.
Model służy do
zarządzania infrastrukturą.
Zawiera wszystkie dane
techniczne drogi i sieci
uzbrojenia terenu,
informacje o przebiegu
projektowania i budowy,
zasady eksploatacji,
utrzymania, zasilania,
konserwacji urządzeń,
harmonogramy
przeglądów i remontów.
6
Źródło: VIANOVA Systems A.S.

27. JEDEN MODEL NA CAŁE ŻYCIE
Źródło: VIANOVA Systems A.S.

28. Źródło: VIANOVA Systems A.S.

29. BIM W PROJEKTACH DROGOWYCH
Założenia a polskie realia
Modelowanie sytuacji w stanie istniejącym: podstawowe dane + teren
Dane w jednym miejscu,
zasilane na bieżąco i aktualne
Dane w różnych miejscach,
często nieaktualne
wymagające scalenia i
uzupełnienia
• Mapa zasadnicza
• Mapa ewidencyjna
• Wypisy z ewidencji gruntów
• Mapa PKP
• MPZP
• Ortofotomapa
1

30. BIM W PROJEKTACH DROGOWYCH
Założenia a polskie realia
Modelowanie nowo projektowanej infrastruktury: różne branże
Praca w oprogramowaniu
rekomendowanym przez
Inwestora (administracja
drogowa)
Wszystkie branże w jednej
platformie
Praca w różnych programach
Przykładowo część:
• Drogowa – program ABC
• Mostowa – program DEF
• Odwodnienie – program GHI
• Teletechnika – program JKL
• Inżynieria ruchu – program XYZ
źródło: Art’s Project, Pacific detailing
2

31. BIM W PROJEKTACH DROGOWYCH
Założenia a polskie realia
Modele wielobranżowe ułatwiają podejmowanie decyzji
Łatwość w wygenerowaniu
ostatecznego
(przestrzennego)
wirtualnego modelu.
Oprogramowanie
wspomaga w analizie
kolizji pomiędzy różnymi
branżami
• Brak możliwości bieżącego
wygenerowania modelu 3D
- oddzielne elementy projektu
• Trudność w koordynacji między-
branżowej.
• Brak możliwości wspomagania
elektronicznego w analizie kolizji.
3

32. BIM W PROJEKTACH DROGOWYCH
Założenia a polskie realia
Wykonawcy wykorzystują modele
w czasie budowy: rozwiązania projektowe, dane o obiektach
i zasobach i obmiary, programowanie maszyn budowlanych
Te same elementy projektowe
wykorzystywane w formie
elektronicznej bezpośrednio na
budowie do zarządzania
maszynami.
• Projekt niedostosowany do
elektronicznego wykorzystania.
• Brak zainteresowania od strony
wykonawcy.
• Wykorzystywane są projekty
wykonawcze – Papier/PDF/DWG.
4

33. BIM W PROJEKTACH DROGOWYCH
Założenia a polskie realia
Zatwierdzone zmiany są wprowadzane przez wykonawców, następuje weryfikacja modeli wielobranżowych
(powykonawczo)
Zatwierdzone zmiany są
wprowadzane przez wykonawców,
następuje weryfikacja modeli
wielobranżowych (powykonawczo).
Dokumentacja powykonawcza to
często wydruki projektów z odręcznie
nanoszonymi zmianami.
5

34. BIM W PROJEKTACH DROGOWYCH
Założenia a polskie realia
Dane do eksploatacji
i utrzymania można pozyskać z powykonawczych modeli wielobranżowych
Te same elementy projektowe
wykorzystane w formie elektronicznej
do zarządzania zrealizowaną
inwestycją infrastrukturalną.
Np. projektuj/wybuduj/utrzymuj
Na dzień dzisiejszy w zakresie
budownictwa drogowego
nie ma takiego zastosowania.
6

35. OGÓLNE KORZYŚCI Z BIM W DROGOWNICTWIE
1. Możliwość symulacji różnych aspektów związanych z inwestycją (np.
koszty) oraz sposobem jego realizacji – Inwestor (I), Projektant (P),
Wykonawca (W)
2. Możliwość wykrycia błędów i kolizji na bardzo wczesnym etapie
projektowania – PW (P&B)
3. Kontrola kosztów realizacji i eksploatacji już na etapie projektowania – IW
4. Poprawa koordynacji zespołów projektowych (i wykonawczych) różnych
branż – PW (P&B)
5. Aktywny udział (on-line) w trakcie projektowania i realizacji inwestycji
wszystkich uczestników zadania – IPW (zwłaszcza w systemach P&B)
6. Przewidywalność kosztów i harmonogramów na budowie – W
7. Minimalizacja ryzyka związanego z realizacją (koszty, kolizje,
bezpieczeństwo robót) – IPW
8. Uproszczenie i uelastycznienie realizacji – PW
9. Ograniczenie kosztów przygotowania i realizacji inwestycji – IPW
10.Wyższa jakość projektu i obiektu – IW
11.Łatwy dostęp do danych dzięki standardowi IFC (Industry Foundation
Classes), który ujednolica język BIM – IPW
12.Uproszczenia w stosowaniu systemu „Utrzymuj standard” – IPW

36. KORZYŚCI Z ZASTOSOWANIA BIM W NORWEGII
• Analizy efektów wykorzystania BIM
w budownictwie ogólnym wykonywano
w różnych krajach (m. innymi
w Norwegii i Wielkiej Brytanii)
• Tego typu analiz nie wykonywano
w przypadku projektów
infrastrukturalnych
• BIM w projektach infrastrukturalnych
zaczęto stosować stosunkowo niedawno
• Nie wszystkie efekty są łatwo mierzalne
• W firmie Vianova przeanalizowano
dokumentację projektów opartych na
BIM i porównano ją z wynikami
projektów drogowych realizowanych
w systemie tradycyjnym (6 projektów) Kabler og ledninger ved Bispelokket, modellert
Źródło: VIANOVA Systems A.S.

37. KORZYŚCI Z ZASTOSOWANIA BIM – przykład
Projekt autostrady E6 Skaberud - Kolomoen
4-pasmowa autostrada, odcinek długości 12,7 km
Najważniejsze informacje
Rodzaj kontraktu Kontrakt na roboty
budowlane, ceny
jednostkowe
Metoda projektowania Tradycyjna
Kwota kontraktu 470 mln NOK
Koszty dodatkowe 85 mln NOK
Liczba poleceń zmiany 385
Koszty dodatkowe jako %
kwoty kontraktu
18,1%
Główny wykonawca Hæhre Entreprenør
Projektant Multiconsult
Źródło: VIANOVA Systems A.S.

38. KORZYŚCI Z ZASTOSOWANIA BIM – przykład (z BIM)
Połączony projekt E6-Dovrebanen
autostrada E6 / dwutorowa linia kolejowa Strandlykkja- Kleverud/Labbdalen – FP3
BIM-modell: Statens
vegvesen/Jernbaneverket
Najważniejsze informacje
Rodzaj kontraktu Kontrakt na roboty
budowlane, ceny
jednostkowe
Metoda projektowania Model, Podr. 138
Kwota kontraktu 1,8 mld NOK
Koszty dodatkowe 149,5 mln NOK
Liczba poleceń zmiany 178
Koszty dodatkowe jako %
kwoty kontraktu
8,3%
Główny wykonawca Hæhre Entreprenør
Projektant Cowi
Źródło: VIANOVA Systems A.S.

39. KORZYŚCI EKONOMICZNE Z ZASTOSOWANIA BIM
W NORWEGII (Podręcznik 138 – model danych)
Wytyczne V770 Podstawy tworzenia modeli
• Zastosowanie modelu do wykonania
projektu zmniejsza liczbę błędów i
mankamentów w dokumentacji.
Przekłada się to na szybsze
wykonanie i mniejsze koszty budowy.
• Lepsze przygotowanie
podstawowego modelu danych
zredukuje liczbę zmian na etapie
budowy.
• Dzięki zastosowaniu modelu 3D w
projektowaniu i wykonaniu liczba
poleceń zmiany spada o ok 50%.
0,0 %
2,0 %
4,0 %
6,0 %
8,0 %
10,0 %
12,0 %
14,0 %
16,0 %
18,0 %
20,0 %
SPADEK LICZBY POLECEŃ ZMIANY
JAKO % WARTOŚCI KONTRAKTU
Projektowanie tradycyjne
Model 3D, BIM
Źródło: VIANOVA Systems A.S.

40. BIM W POLSKIM DROGOWNICTWIE
PRZESŁANKI DO ROZWOJU
• Obecnie przeważa BIM poziom 0: jednobranżowe nieskoordynowane
projekty 2D. Często ujawnia się to na budowie…
• Niewiele BIM poziom 1: jednobranżowe projekty 2D i 3D wykonane na
zasadzie koordynacji 2 lub więcej branż.
• Pierwszym celem jest osiągnięcie dobrej jakości projektowania 3D na
poziomie 1 i przechodzenie do 3D na poziomie 2.
• Gotowość projektantów i wykonawców
• Świadomość organów decyzyjnych i zarządców dróg: animacja 3D to
jeszcze nie BIM !

41. BIM W POLSKIM DROGOWNICTWIE
PRZESŁANKI DO ROZWOJU
Komentarz pisze samo życie…

42. BIM W POLSKIM DROGOWNICTWIE
PRZESŁANKI DO ROZWOJU
• Czy inwestorzy zainteresują się BIM w taki sposób, że nie stworzą w
przetargach obowiązków niemożliwych do zrealizowania?
• Czy konieczne jest wypracowanie własnych standardów do budowy
modelu 3D w drogownictwie, czy można ją implementować z zewnątrz?
• Największy zysk zastosowania BIM w drogownictwie możliwy jest do
uzyskania w formule „Zaprojektuj i wybuduj”, „Zoptymalizuj i wybuduj”
oraz „Utrzymaj standard” (możliwy do zastosowania i istotny staje się
BIM 4D-6D).
• Wprowadzenie BIM w drogownictwie na szeroką skalę będzie możliwe
po wdrożeniu niezbędnych regulacji dotyczących m.in. jednolitych
danych, modelowania danych i standardów dokumentacji projektowej.

43. DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ