BIM技术在市政道路中的应用研究

BIM技术在市政道路中的应用研究

王天成

郑州市交通规划勘察设计研究院河南郑州450000

摘要：随着我国市场经济的发展，人们对于城市道路工程的建设有着更高的要求。BIM技术应用于城市道路之中，有着较大的优势，具备较为广阔的应用前景。BIM技术在城市道路设计中的应用，是工程设计领域内的重大进步，在未来的发展过程中，需要加大BIM技术的应用力度，推动我国工程设计的进步和发展。鉴于此，本文主要分析BIM技术在市政道路中的应用。

关键词：BIM技术；市政道路；应用

1、BIM的概念

BIM（BuildingInformationModeling）即建筑信息模型，是以三维数字技术为基础，集成建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。

根据美国国家BIM标准（NBIMS）对BIM的定义，有三个部分内容：

（1）BIM是一个设施（建设项目）物理和功能特性的数字表达；（2）BIM是一个共享的知识资源，是一个分享有关设施的信息，为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程；（3）在项目的不同阶段，不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映七个各自职责的协同作业。

目前BIM技术在建筑工程领域已经有了长足的发展，许多重大建筑工程项目实践中已经应用了BIM技术。而在市政道路工程领域，BIM技术应用的起步较晚，发展速度也相对较慢。出于对工程项目的精细化设计追求及对项目全寿命周期管理的需要，BIM技术是工程领域的重要技术方向。

2、BIM应用在城市道路之中的作用及优势

2.1、充分表达设计意图

BIM技术实现了三维数据信息模型的建立，能够避免传统二维设计方式在设计效果上的不足。BIM技术应用于城市道路设计中时，能够直观地将城市道路设计完工之后的效果图进行描述，人们可以直接观看到道路设计的具体效果。在BIM技术的应用中，BIM技术能够直观地将城市道路的设计意图进行表达。

2.2、模拟分析能力显著

BIM技术能够让人们在大城市道路的设计阶段就直观了解到城市道路工程设计的完工效果，这能够在很大程度上便于设计人员发现道路设计中存在的不足，并据此进行设计方案的论证和调整，这是BIM技术应用于城市道路设计中模拟以及分析能力显著的具体表现。

2.3、具有较高精确协调性

在城市道路工程的设计中，传统二维设计模式虽然能够在道路条件较好的区域发挥有效作用，但是存在适应性较差的特点，当面对道路条件较差，道路存在较大起伏时难以准确地估算道路的工程量，容易导致较大的误差产生，影响城市道路工程的施工建设。而BIM技术则能够通过数据模型中完善和精确的属性数据以及几何数据信息，进行较为精确的工程量确定，在很大程度上便于城市道路工程施工建设的进行。BIM技术具备的较高精确协调性，使BIM技术在城市道路设计中的应用具有广阔的前景。

2.4、多领域协作便捷

城市道路设计工程规模的扩大，导致城市道路设计的难度增加，这对道路设计的协同性提出了更高的要求。传统的二维设计模式大多依靠分图层的复制、粘贴和应用来进行设计工作的合作，对于道路设计的一些细节问题往往存在一定的局限，难以让不同专业和部门的人才以较高的效率完成设计工作，道路设计往往效率较低，出错率较高，需要进行较多的检查和纠错作业。BIM技术应用于城市道路设计中，则能够使多领域的协作更为便捷.

3、BIM技术在市政道路中的应用

3.1、BIM与GIS的结合

地理信息系统（GeographicInformationSystem）又称“地学信息系统”。是某确定位置关于周围地理环境信息的集合。BIM的信息化模型针对的是结构的内部构造信息，而GIS提供建筑物外部的宏观地理环境信息。由于道路工程不同于普通的建筑工程，是个带状线性结构，相关平面设计要做到与环境融合，使道路曲线优美流畅，相关纵断面的设计需要地质条件、高程等因素，所以更需要GIS信息作为补充。将BIM与GIS两者结合起来，可以构建一条道路完整的信息化模型。

3.2、BIM与无人机航测的结合

BIM与无人机结合现在已经逐步应用在实际的道路勘察过程中，其影像资料将作为道路选线的重要参考依据。目前无人机搭载的摄影系统主要为倾斜摄影系统，可以从不同角度对目标进行观测，同时记录观测角度、GPS坐标等信息。通过分航区分阶段测量，获取所需地区的全部三维影像。后期将图像导入smart3Dcapture等软件，生成三维模型，在此基础上，通过人工实地的勘测进行补充，确定初步的选线设计。

3.3、BIM技术虚拟漫游功能的实现

（1）道路的选型优化。道路的设计包括平面设计、纵断面设计以及横截面设计三个方面。将三者结合起来，并且考虑路面排水、视线引导，行车速度、驾驶员操作习惯及心理等因素，综合进行线路优化，通常是道路设计的重点与难点。不同的线形组合将对交通产生不同的效果，所以这一部分的设计必须格外慎重。BIM的漫游功能可以模拟一个较为真实的驾驶情景，以一定速度对设计的道路进行检验校核，通过不同参数的调整，设计出最优的线形。

（2）道路的景观设计。市政道路的景观设计不仅对缓解驾驶疲劳，增加道路安全有重要意义。同时也是一个城市的宣传名片。景观设计包括道路隔离带的设计，两侧绿化植物以及花卉的选择，两侧高层建筑外饰灯光的选择，路灯灯光的设计等。基于BIM技术的虚拟漫游可以模拟不同绿化效果和灯光设计，更有利于真实情景的表达。在此基础上进行实地调研，可以明显加快设计进度，达到令人满意的结果。

（3）道路安全性评估。目前多所高校已经建立了驾驶模拟器系统，可以进行不同程度的道路安全性评估。其中包括纵坡、超高、圆曲线半径、行车间距、行车速度等对道路安全造成的影响。将BIM技术与驾驶模拟系统结合，通过BIM的虚拟漫游功能测试不同路段的驾驶员行为，包括应激反应，心跳、血压、面部表情、眼睛观测位置的变化等，收集这些数据可以作为安全评价的依据。

3.4、强化协同设计操作

BIM技术有着协同性较高的优势，能够在很大程度上避免传统二维设计方式较为复杂的合作方式，使不同领域之间的协同操作更加便捷，有着较高的协同效率与质量。BIM技术在路立得中的具体应用，一方面能够实现设计内部不同领域内设计人员的协同作业，另一方面也能够实现路立得与其他的软件实现协同操作。在不同软件之间的协同方面，BIM技术可以通过LandXML和IFC、FBX、SKP、DWG等数据文件进行，从而实现与不同软件之间的信息数据传输和共享，实现模型数据信息的传递。

总之，在我国城市道路设计行业飞速发展的今天，BIM技术在其中发挥的作用也越来越大，并取得了骄人的成就。与此同时，它的快捷、精准、直观以及高效等优势，也逐渐引起了相关业内人员的广泛关注。在城市道路设计中，BIM技术已经涉及到项目设计的整个过程，从项目的初步设计到之后的施工图设计都有BIM技术的身影。

参考文献：

[1]邱蒙，孙旭，贾莉浩.BIM在市政道路设计中的应用探索[J].城市道桥与防洪，2017，（04）：230-232+252+23.

[2]马艳兵.BIM技术在市政道路设计中的应用浅述[J].中国新技术新产品，2017，（03）：102-103.