في الجسور والسكك الحديدية وخطوط المترو، تجمع نمذجة معلومات البناء (BIM) كل منشأة على المسار في نموذج واحد منسَّق ومرتبط بالكميات والجدول الزمني والتكلفة، ليتمكّن المقاول من التسعير والتخطيط والتنفيذ بمفاجآت أقل. ويمدّ التوأم الرقمي هذا النموذج إلى مرحلة التشغيل، فتُربط بيانات الفحص والصيانة بالعناصر نفسها.
تتميّز بنية النقل التحتية بسمتين تجعلان الأساليب الرقمية مفيدة على نحو خاص. فهي خطية، تتكرر فيها أنواع المنشآت نفسها على امتداد كيلومترات، وتُبنى وسط شبكات قائمة، فتتحكّم التداخلات مع الطرق والسكك الحديدية والمرافق في التكلفة والوقت. نستعرض في هذا المقال أربعة مشاريع نفّذتها BIMON في هذا القطاع.
ما الذي تقدّمه BIM في البنية التحتية
المناقصة: سعّروا ما ستبنونه فعلاً
في مناقصات البنية التحتية الكبرى لا يملك المقاول سوى أسابيع لتسعير كيلومترات من الأشغال واقتراح التحسينات. ويتيح نموذج المسار الكامل للفريق التحقق من الكميات الواردة في تقديرات العميل، واختبار الحلول البديلة، ومعرفة أثرها على الوقت والتكلفة قبل تقديم العرض.
التصميم: تنسيق المنشآت والأنظمة والتربة
تتفاعل الجسور والجسور العلوية والأنفاق مع الجيولوجيا والشبكات القائمة والأنظمة التي تمرّ عبرها. ويكشف النموذج الموحّد لجميع التخصصات التعارضات والثغرات مبكراً، وينتج مخططات وكميات متّسقة فيما بينها.
التنفيذ: 4D و5D
ربط النموذج بالبرنامج الزمني (4D) وبالتكاليف (5D) يوضّح تقدّم الأعمال، ومواضع تداخل الطواقم والمعدات، وأثر التغييرات على الميزانية. وفي الأشغال الخطية يُعدّ نموذج 4D أيضاً أداة لتخطيط تحويلات حركة المرور وفترات إغلاق الخطوط.
التشغيل: توأم رقمي للفحص والصيانة
بعد اكتمال البناء يصبح النموذج أساساً لسجل أصول يضم المنشآت ومكوّناتها. ويمكن ربط نتائج الفحص وبيانات الرصد وسجل الصيانة بالعناصر نفسها، ومن هنا يبدأ التوأم الرقمي للبنية التحتية.
جسر Skurusund، السويد: رقمنة الجسر القائم والجديد
جسر Skurusund الجديد جزء من الطريق 222 Värmdöleden شرق ستوكهولم في بلدية Nacka. يبلغ طوله 317 م وعرضه 31 م، ببحر رئيسي طوله 99 م فوق المضيق وبحرين جانبيين على كل جهة. ويشمل النطاق تقاطعَي Skuru وBjörknäs ومنحدرات الوصول والأنفاق السفلية للمشاة والدراجات.
لصالح 3TI Progetti، ومنذ عام 2019، رقمنت BIMON الجسر القائم والجسر الجديد، ودعمت أنشطة التصميم، واستخدمت نموذج BIM في توثيق المشروع وإدارة الكميات. وفي جسر Skurusund أنتج العمل ما يلي:
- نماذج ثلاثية الأبعاد دقيقة غنية ببيانات BIM، ومخططات ثنائية الأبعاد مستخرجة من النموذج، وصوراً مُجسَّمة؛
- عمليات كشف التعارضات لتنسيق الخدمات قبل البناء، مع تقرير ونموذج متعدد التخصصات منسَّق؛
- نموذج 4D يربط الهندسة بالبرنامج الزمني للبناء، لدراسة قابلية التنفيذ وتغذية مراجعات البرنامج؛
- حصر الكميات وتقدير التكاليف بنموذج 5D انطلاقاً من النموذج.
خط سكة حديد نابولي-باري: BIM منذ مرحلة المناقصة
خط نابولي-باري عالي السرعة وعالي السعة جزء من الممر الإسكندنافي-المتوسطي ضمن شبكة النقل الأوروبية TEN-T. وعملت BIMON على قسمين طول كل منهما 16 كم، هما نابولي-Cancello وCancello-Frasso Telesino، بإجمالي 32 كم.
لصالح Impresa Pizzarotti، ومنذ عام 2016، دعمت BIMON العرض منذ المراحل الأولى للمناقصة بإنشاء النموذج الرقمي للخط بأكمله، بما فيه جميع الجسور والجسور العلوية والأنفاق السفلية والأنفاق. ثم درسنا في خط سكة حديد نابولي-باري تحسينات التصميم وطوّرنا التصميم التفصيلي الكامل للأنفاق.
واستُخدمت BIM في محاكاة مراحل البناء بالأبعاد 4D و5D، واستخراج الكميات لتقديرات التكلفة، وإعداد المخططات الفنية والصور الواقعية لدراسة الجوانب الحرجة في التصميم النهائي. وأتاح إدخال BIM منذ مرحلة العرض تحسين المقترحات المقدَّمة والتحقق من الوفورات الفعلية في التكلفة ومدة البناء.
الخط الأحمر الشمالي لمترو الدوحة: تنسيق سبع محطات تحت الأرض
يمتد الخط الأحمر الشمالي لمترو الدوحة نحو 13 كم شمالاً من مشيرب عبر سبع محطات جديدة تحت الأرض، بنفقين متوازيين طولهما نحو 11.6 كم وقطرهما الداخلي نحو 6.17 م. وهو جزء من برنامج التنقل ضمن رؤية قطر الوطنية 2030.
في مشروع الخط الأحمر الشمالي، ومنذ عام 2016، دعمت BIMON شركة Italferr في إدارة جميع محطات الخط وتنسيقها، وتولّت التصميم التفصيلي بتقنية BIM لأنظمة السباكة في أربع محطات. ودمجنا نماذج جميع التخصصات في نموذج مجمّع واحد لإدارة التداخلات، واستخرجنا المخططات من النماذج.
تجمع المحطات تحت الأرض المنشآت وأنظمة MEP وأنظمة السكك الحديدية في حيّز محدود، والتنسيق في نموذج واحد هو السبيل العملي الوحيد للحفاظ على اتساقها عبر سبعة مواقع تُصمَّم بالتوازي. ونشرح جانب الإدارة في هذا النوع من العقود في مقال ISO 19650 في التطبيق.
محطة نابولي Afragola: تنسيق المنشآت والأنظمة قبل أسبوعين من التنفيذ
تمتد محطة نابولي Afragola، من تصميم زها حديد، على نحو 38,000 م²، وتعمل محطةً تبادلية للقطارات عالية السرعة على خط تورينو-ساليرنو. وتجعل هندستها المنحنية التنسيق بين المنشآت وأنظمة المبنى أمراً بالغ الصعوبة.
لصالح Astaldi، ومنذ عام 2015، تولّت BIMON تحسين المشروع في ما يخص التنفيذ. بنينا نموذج BIM لكامل أنظمة MEP، واستخدمناه لتحديد التداخلات وحلّها قبل البناء، واستخرجنا كميات المواد والمكوّنات المطلوب شراؤها. وأتاح النموذج تنسيق التداخلات المادية بين المنشآت والأنظمة قبل نحو أسبوعين من الأعمال، كما ساعدت محاكاة إنشائية للعمل بأكمله على تجنّب المفاجآت في الموقع.
أمثلة من حول العالم
نفّذت مؤسسات أخرى حول العالم بعضاً من أكثر مشاريع البنية التحتية تقدّماً، وهي حالات مرجعية دولية تُظهر إلى أين يقود هذا النهج. وتُعدّ المملكة المتحدة من أكثر الدول اهتماماً بهذا المجال.
Crossrail (Elizabeth Line) في لندن
اعتمد مشروع Crossrail في لندن، وهو من أكبر مشاريع البنية التحتية للنقل في أوروبا، نهج BIM شاملاً لإدارة مشروع ضخم بقيمة 18 مليار جنيه إسترليني. ودمج النظام بيانات أكثر من 25 مقاولاً رئيسياً في مصدر موحّد للمعلومات يعتمد عليه المشروع بأكمله. وكانت النتائج:
- خفض مدة التنفيذ بنسبة 20%؛
- تحسين السلامة بنسبة 30% مع تراجع الحوادث؛
- ضبط أكثر فاعلية للتكاليف.
ويُستخدم التوأم الرقمي لمشروع Crossrail اليوم في إدارة التشغيل، بما يضمن صيانة البنية التحتية على النحو الأمثل طوال دورة حياتها.
High Speed 2 (HS2) في المملكة المتحدة
يبني مشروع High Speed 2، خط السكك الحديدية الجديد عالي السرعة في المملكة المتحدة، واحدة من أكثر منظومات BIM تقدّماً في مشاريع البنية التحتية للنقل. ويدمج النظام النماذج الرقمية للبنية التحتية بأكملها مع البيانات البيئية والاجتماعية والاقتصادية، لينشئ توأماً رقمياً شاملاً للمشروع. وكانت النتائج:
- خفض البصمة الكربونية بنسبة 20%؛
- تحسين اندماج البنية التحتية في محيطها؛
- زيادة ملحوظة في قبول الجمهور للمشروع.
كما يُستخدم التوأم الرقمي لمشروع HS2 لمحاكاة الأثر الاجتماعي والاقتصادي للبنية التحتية، وتوجيه القرارات الاستراتيجية طويلة الأمد.
الإطار التنظيمي في إيطاليا
كان المرسوم الوزاري 560/2017 المرجع السابق لاستخدام BIM في الأشغال العامة الإيطالية، بجدول زمني تدريجي. ومنذ 1 يناير 2025 أصبحت القاعدة هي المادة 43 من المرسوم التشريعي 36/2023: تكون BIM إلزامية للأشغال الجديدة والتدخلات في الأشغال القائمة التي تتجاوز تكلفة أشغالها التقديرية مليوني يورو. وتُستثنى أعمال الصيانة ما لم يكن الأصل قد سُلِّم بتقنية BIM. ويحدّد الملحق I.9 متطلبات الجهات المتعاقدة، ومنها دفتر متطلبات المعلومات (capitolato informativo) وبيئة البيانات المشتركة (CDE).
ولهذا أثر عملي على مالكي البنية التحتية: فالنماذج التي تُسلَّم اليوم للخطوط والجسور الجديدة يجب أن تبقى محدَّثة في التدخلات اللاحقة. ويشرح دليلنا عن إلزامية BIM الحدود والاستثناءات والأحكام الانتقالية.
وعلى المستوى الدولي، يُعدّ EN ISO 19650 المرجع لإدارة المعلومات، فيما يوسّع IFC 4.3 الصيغة المفتوحة لتشمل الجسور والطرق والسكك الحديدية والموانئ.
كيف تحققون أقصى استفادة من BIM في البنية التحتية
- نمذجوا في مرحلة المناقصة. ففيها يكون لخيارات التصميم أكبر أثر على التكلفة.
- اتفقوا على تقسيم النموذج على امتداد المسار. يجب أن تكون نقاط الكيلومترات (chainages) ورموز المنشآت موحّدة في النماذج والبرنامج الزمني وخطة التكاليف.
- اربطوا نموذج 4D بفترات الإغلاق والتحويلات. في الشبكات العاملة يتحدّد البرنامج بالوقت المتاح للعمل، لا بطريقة العمل وحدها.
- امسحوا المنشآت القائمة. في مشاريع التطوير والتوسعة يجنّبكم Scan to BIM للأصل القائم التصميمَ على بيانات خاطئة.
- خطّطوا للتسليم إلى مرحلة التشغيل. يحتاج الفحص والصيانة إلى رموز المنشآت وبيانات المكوّنات منذ اليوم الأول.
ما تقدّمه BIMON في البنية التحتية
نعمل مع المقاولين وشركات الهندسة من المناقصة حتى التنفيذ: نماذج المسار، ودعم التصميم، و4D و5D، وإدارة التداخلات، وإدارة BIM في الفرق متعددة التخصصات. وفي الموقع نضيف خدمة رصد موقع العمل لإبقاء النموذج متوافقاً مع تقدّم الأعمال. وإذا كنتم تسعّرون مناقصة بنية تحتية، فنموذج المسار هو أسرع طريقة للتحقق مما تسعّرونه.
