BIM技术在公路设计中的应用展望

BIM技术在公路设计中的应用展望

张成萍

核工业西南勘察设计研究院有限公司四川成都610000

摘要：近年来，随着我国交通运输行业的飞速发展和城市化建设的不断推进，人们对于交通运输行业的规划设计以及建造管理模式有了更高的要求，传统的模式已经无法适应新形势的发展和需求，因此，在我国基础设施的建设和发展中，越来越多的新型技术得到应用。BIM技术就是在众多的信息技术中逐渐发展和应用起来的一项新兴技术.

关键词：BIM技术；公路设计；应用展望

1BIM技术在公路设计中应用推广的优势

1.1可视化建模

利用软件将公路设计中的路线信息、路面信息、周边景观信息等通过整合，建立一个可视化的3D信息模型，解决传统的CAD图纸无法表达复杂的三维形态的问题。借助三维模型，直观的显示设计成果，快速准确的查找图纸中的“错漏碰缺”，减少设计失误，使常规的二维设计提升为三维可视化设计，可大幅度地提升设计质量和设计效率

1.2精确的工程量计算与分析

利用复合体积算法或平均断面算法，快速地计算原地面线和设计线之间的土方量。还可以通过软件自动生成土方调配图表，用以分析适合的填挖距离，以此确定缺土坑和弃土堆的大概位置，和要移动的土方量和移动方向。并且还可以从公路模型中提取工程材料数量，进行项目成本及时分析控制

1.3多领域协同作业

摆脱传统公路设计中相互独立的局面，解决平、纵、横设计分离的问题，提供一体化设计平台。同时让各项目参与方能够在统一的数据平台之下共同作业，达成数据共享，实现了不同专业间的协同和信息传递功能，提高相互之间的沟通协调能力。

1.4优化性

设计是反复修改、优化调整的过程。传统的公路设计中稍有变更就要修改各种图纸相关信息，耗费了大量时间。应用BIM技术，在设计过程中可实时查看道路的三维动态效果，使静态设计提升为动态设计，随时查看多种设计方案，通过比较选出最优方案。进行设计变更时也能随设计方案的改变，自动调整工程量，施工进度等，实现更合理的安排工程资源

1.5模拟性

通过设定相关参数，实现在计算机上的驾驶模拟，让设计人员对线形、坡度、景观等有更直观的感受，做到“所见即所得”，对于不合理的地方及时调整，提高设计质量。在施工阶段还可通过施工模拟直观的反映施工流程，优化各道工序，进行施工进度的管理。

2面临困难

2.1行业特点

不管是建筑设计还是机械设计，其设计对象都比较集中，与背景环境间的交互行为简单，标准化程度高，设计者可以把更多的精力集中在方案设计及模型构建之中。而公路工程设计对象是一条几十甚至上百公里长的道路，拥有路基、桥梁、涵洞、隧道、天桥、交叉等特点完全不同的组成因素，与地质、村镇、道路等周边环境的交互极为复杂，同时标准化程度较低，如何将众多的因素在BIM系统中有机的结合起来是设计者面临的难题。

2.2应用特点

公路项目BIM系统的应用对象较为复杂，从决策投资，到施工监理，再到使用管理，乃至养护维修，各对象需求的信息内容不同、层次不同，对BIM系统的认识、接受程度也不相同，这也是公路行业设计者存在的顾虑。

2.3软件落后

现有的国外BIM软件的本土化程度都还不高，国内还没有能够成熟运用于公路设计的BIM软件。同时，一条公路工程的设计需要使用设计、计算、绘图等多个不同的软件，这些软件专业化程度很高，数据接口各不相同，难以整合到一个大的BIM系统之中。

2.4人才制约

一条公路的BIM系统即是一个综合的信息化工程，从设计、计算到信息存储、调用、维护，再到应用阶段的终端用户，整套系统的开发、建设需要一个成熟的团队协同工作，不是传统的公路设计人员使用个人电脑就可以完成的。

2.5保密要求

地形图是公路工程的设计中不可缺少的资料，也是BIM系统中不可缺少的组成部分。公路工程设计所需的各种大、小比例尺的地形图多为涉密资料，设计成果如何安全的发布，也是设计者需要考虑的问题。

3BIM技术在公路设计过程中的应用

3.1BIM技术在立项阶段的应用

在公路工程的立项准备阶段，就需要对公路工程进行可行性的研究，相关工作人员需要提出项目可行性的论证，并且提出公路工程线路的走向、施工的方案以及主要技术标准等，并且进行公路施工的前期准备工作。因此在公路工程前期的立项阶段，相关技术人员可以利用BIM技术集成地理信息系统的三维可视化模型，从而更加立体的反映公路工程的设计。在利用BIM技术进行模型的建立时，需要事先将公路所在区域的路网信息，社会经济以及地理环境等基础数据进行收集和整理，然后利用整理好的数据资料进行路网三维模型的建立。在此期间，还要对公路工程的交通量进行模拟和预测，确定公路建设的必要性以及公路建设的标准，在提出初期的公路设计线路之后，可以利用GIS进行空间分析，明确公路线路的走向。

3.2BIM技术在外业期间的应用

在公路工程的设计阶段，外业工作主要包括公路工程的勘察作业，公路设计勘察中包括初步勘察和详细勘查两个阶段。利用BIM技术呈现的公路立体三维模型，可以分析和建立需要进行专业外业勘测数据的中央数据库。通常情况下，公路设计的外业工作主要包括地形地物的勘察、横断面数据的勘察、公路所处地质环境的勘查以及桥涵水文资料的勘察等。另外管理人员需要对外业工作中的各项流程进行规范和细化，从而提高各专业工作之间数据共享的效率。并且技术人员需要对勘察的数据进行实时的录入，编辑以及整理，然后将整理完成之后的数据结果采集到BIM模型当中，技术人员会结合实际采集录入的数据资料来对模型进行进一步的整合和改进，从而进一步的优化公路设计，提高公路设计的质量。

3.3BIM技术在设计阶段的应用

公路设计阶段是整个公路工程建设过程中的核心阶段，相关的技术人员在公路设计阶段需要利用BIM模型对施工图进行初步的设计，并且各专业之间需要进行数据的整合以及信息的沟通来完成公路工程施工图的设计。在设计阶段，利用BIM模型进行公路工程的设计可以实时的更改施工图的数据信息，并且，工作人员在完成公路横断面图、纵断面图以及土石方调运的标注之后，利用BIM技术就可以结合标注的数据信息来进行模型的整合。并且，BIM技术具有可出图像性，工作人员在模型中根据公路线路的走向完成图纸之后，就可以利用BIM技术快速完成施工图的生成。如果模型中的数据发生变动，则生成的施工图纸也会进行关联性的更新，并且还可以根据工程建设的需要生成具有针对性的重要地图和图例。

总结：随着公路行业的不断发展和市场竞争的日益加剧，公路工程设计也应该有更高的要求。虽然国内BIM技术的开发尚不成熟，仍然存在一些问题，但是随着国家相关政策的不断出台和引导，作为相关企业应当及早转变企业发展战略，加快BIM技术的研究，为未来的市场提供保障。

参考文献：

[1]郭洪江.浅议BIM在公路设计中的应用[J].黑龙江交通科技，2011（9）.

[2]周豪.BIM在城市道路设计中的应用研究[D].南京林业大学，2015.

[3]周春波.BIM技术在建筑施工中的应用研究[J].青岛理工大学学报，2013（1）.