BIM在道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

李榮華

摘要：闡述BIM（建筑信息模型）技術(shù)在市政道路中的應(yīng)用。以城市道路及道路下方管網(wǎng)規(guī)劃為研究對(duì)象，通過對(duì)各種道路、管線、橋梁等已知構(gòu)筑物進(jìn)行統(tǒng)一信息化數(shù)據(jù)庫處理，以已知數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)進(jìn)行相關(guān)道路、管道等的協(xié)同設(shè)計(jì)，從而優(yōu)化道路與管道網(wǎng)絡(luò)布置與設(shè)計(jì)，節(jié)約成本，提高設(shè)計(jì)效率。

關(guān)鍵詞：BIM；城市道路；管網(wǎng)規(guī)劃；協(xié)同設(shè)計(jì)

1 概念

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡(jiǎn)稱BIM）是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為模型的基礎(chǔ)，通過數(shù)字信息仿真模擬建構(gòu)筑物所具有真實(shí)信息。

BIM技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)管理的數(shù)據(jù)化工具，通過參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、運(yùn)行和維護(hù)的全生命周期過程中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對(duì)各種建筑信息做出正確理解和高效應(yīng)對(duì)，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及包括建設(shè)運(yùn)營(yíng)單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。

2 BIM的特點(diǎn)

BIM技術(shù)具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化型和可出圖性五大特點(diǎn)：

1）可視化——可視化即“所見所得”的形式，將以往的線條式的構(gòu)件形成一種三維的立體實(shí)物圖形展示在人們的面前，不僅可以用來作為效果圖的展示及報(bào)表的生成，更重要的是使得項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行。

2）協(xié)調(diào)性——BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期對(duì)各專業(yè)的碰撞問題進(jìn)行協(xié)調(diào)，生成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，并將其提供出來。

3）模擬性——模擬性并不是只能模擬設(shè)計(jì)出的建筑物模型，還可以模擬不能夠在真實(shí)世界中進(jìn)行操作的事物。如在設(shè)計(jì)階段的節(jié)能模擬、日照模擬等，在招投標(biāo)和施工階段施工的組織設(shè)計(jì)模擬實(shí)際施工，后期運(yùn)營(yíng)階段可以模擬日常緊急情況的處理方式的模擬等。

4）優(yōu)化性——設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的過程就是一個(gè)不斷優(yōu)化的過程，優(yōu)化受信息、復(fù)雜程度和時(shí)間的制約，BIM模型提供了建筑物的實(shí)際存在的信息，包括幾何信息、物理信息、規(guī)則信息，提供了對(duì)復(fù)雜項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化的前提和工具。

5）可出圖性——BIM通過對(duì)建筑物進(jìn)行了可視化展示、協(xié)調(diào)、模擬、優(yōu)化以后，提供多樣設(shè)計(jì)圖紙。

目前，建筑信息模型（Building Information Modeling，簡(jiǎn)稱BIM）已成熟應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，我們近年來嘗試將其應(yīng)用于市政工程中，取得了相當(dāng)?shù)某晒蛻?yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

3 BIM的應(yīng)用現(xiàn)狀

BIM 技術(shù)首先應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，現(xiàn)在已經(jīng)擴(kuò)充到幾乎所有領(lǐng)域：建筑設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、工程施工等。BIM 技術(shù)最終應(yīng)用于市政設(shè)計(jì)領(lǐng)域也將是大勢(shì)所趨，城市道路與管網(wǎng)規(guī)劃是其中的重要應(yīng)用。由于當(dāng)前技術(shù)的應(yīng)用尚不成熟，道路、管道等市政專業(yè)經(jīng)常由相關(guān)部門各行其道，溝通不暢，在實(shí)際中造成道路經(jīng)常被開挖，管線經(jīng)常被挖斷等，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失及群眾生活不便。利用BIM 技術(shù)，通過對(duì)各類道路、橋梁、建筑、管線等進(jìn)行統(tǒng)一信息化處理，以市政規(guī)劃數(shù)據(jù)庫為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)進(jìn)行相關(guān)道路、管道設(shè)計(jì)布線，就可避免錯(cuò)誤發(fā)生，提高設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)效率。同時(shí)，規(guī)劃設(shè)計(jì)從平面走向三維成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。借助BIM 技術(shù)贏得行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)的先機(jī)，把握BIM 應(yīng)用的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將在未來得到更大的利益。

BIM 是面向過程的，有利于實(shí)現(xiàn)推進(jìn)設(shè)計(jì)單位“全過程”的服務(wù)。目前市政工程項(xiàng)目規(guī)模越來越大，設(shè)計(jì)難度也大大提高。各專業(yè)更加細(xì)化，對(duì)各專業(yè)的協(xié)同、溝通的要求也日益提高。BIM 另一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)是其強(qiáng)大的分析及模擬功能。在設(shè)計(jì)階段就能直觀地看到工程建成后的三維效果，可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)調(diào)整、方案論證。虛擬的構(gòu)筑物模型中包含大量的設(shè)計(jì)信息，通過導(dǎo)入相關(guān)分析軟件，就能得到相應(yīng)的線網(wǎng)分析、線路碰撞檢查結(jié)果，增加了設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)、協(xié)同能力，避免不同專業(yè)“打架”，提高了設(shè)計(jì)的安全性，也方便了在既有道路、管道或其他建筑物的基礎(chǔ)上規(guī)劃其他市政項(xiàng)目

4 操作步驟

按照模型的操作流程，在已知工程底圖基礎(chǔ)上進(jìn)行道路管線的繪制及調(diào)整，道路、管道的基本協(xié)同規(guī)劃操作步驟如下：

（1）導(dǎo)入信息，從市政部門獲取相關(guān)規(guī)劃區(qū)域的已知構(gòu)筑物設(shè)計(jì)圖紙；提取既有構(gòu)筑物信息并輸入數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)模型信息化處理。

（2）在顯示已有構(gòu)筑物的平臺(tái)上繪制道路、管線，同時(shí)設(shè)定新建構(gòu)筑物的材料、尺寸、標(biāo)

高等相關(guān)屬性。

（3）進(jìn)行位置檢查，包括新繪制構(gòu)件與原有構(gòu)件、新構(gòu)件之間的碰撞檢測(cè)，在平面和三維立體條件下轉(zhuǎn)換查看。

（4）調(diào)用碰撞檢查工具獲取碰撞檢測(cè)結(jié)果。檢測(cè)列表中按不同顏色顯示硬碰撞、軟碰撞及接近碰撞的管道信息；清楚知道哪些位置必須調(diào)整，哪些位置可以不進(jìn)行處理。

（5）拖動(dòng)繪制的管道或道路，對(duì)產(chǎn)生碰撞的位置進(jìn)行調(diào)整，包括水平方向和豎直（標(biāo)高）方向的調(diào)整。

（6）調(diào)整后查看材料表窗口，匯總相關(guān)材料費(fèi)用，獲取工程造價(jià)；若超預(yù)算，重復(fù)步驟（4），重新調(diào)整。

（7）查看空間位置，根據(jù)施工條件選取施工方式，檢查現(xiàn)有施工條件是否可以正常施工；若條件受限，重復(fù)步驟（4），重新調(diào)整。

（8）獲取最優(yōu)規(guī)劃方案，出相應(yīng)平面規(guī)劃圖、施工圖、材料表等。

5 BIM在道路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例

6 結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，道路設(shè)計(jì)已由原來的紙上設(shè)計(jì)到現(xiàn)在完全CAD電子化可視化設(shè)計(jì)并出圖，今年來隨著建筑信息模型（BIM）技術(shù)的發(fā)展和在工程領(lǐng)域中的應(yīng)用，正在給道路設(shè)計(jì)帶來一場(chǎng)全所未有的變革。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，道路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的數(shù)字化將勢(shì)不可擋，也是時(shí)代的需要，道路領(lǐng)域數(shù)字化將會(huì)給工程設(shè)計(jì)帶來極大方便，也會(huì)給道路的養(yǎng)護(hù)和管理帶來極大方便，整個(gè)城市的道路系統(tǒng)和管網(wǎng)系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、可視化后在調(diào)取工程資料時(shí)將帶來極大便捷，也能給出更有效、更有針對(duì)性的解決方案。