BIM技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

趙旭

（中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100010)

0 引言

BIM 技術(shù)是當(dāng)前一種全新的工程，施工技術(shù)主要是以三維的數(shù)字技術(shù)作為基礎(chǔ)，能夠?qū)⒔ㄖこ添?xiàng)目的各個階段信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的整合。可以實(shí)現(xiàn)各個環(huán)節(jié)之間的數(shù)據(jù)共享，也可以提高工程建設(shè)的效率和質(zhì)量。將BIM 技術(shù)應(yīng)用于工程建設(shè)之后，可以有效地提高市場競爭力，可以實(shí)現(xiàn)多層次的施工管理和可視化的管理模擬，全面推動行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。

1 BIM 技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 可視性

BIM 技術(shù)之所以在公路工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)橄鄬τ谄渌募夹g(shù)而言，BIM 技術(shù)具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢。較明顯的應(yīng)用優(yōu)勢是可視性，在傳統(tǒng)的公路設(shè)計(jì)中，相關(guān)施工人員要想清楚的了解工程施工單位的基本情況和路面線路的基本情況，就需要通過人工的方式對工程施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際測量、繪制相關(guān)的圖紙。這種操作方式不僅需要較多投入人工成本和經(jīng)濟(jì)成本，還會導(dǎo)致整體的時效性相對較差?；谶@種情況，相關(guān)人員應(yīng)該不斷進(jìn)行了解和找尋一種更加便捷、高效的先進(jìn)技術(shù)，如果能夠通過一種可視化的模擬創(chuàng)建，讓施工人員通過模型了解工程項(xiàng)目的基本情況，就可以切實(shí)解決這一問題。相對于傳統(tǒng)的公路圖紙?jiān)O(shè)計(jì)模式而言，BIM 技術(shù)的設(shè)計(jì)技術(shù)能夠?qū)こ淌┕ぶ械幕厩闆r進(jìn)行直觀的反應(yīng)，也可以利用智能化和自動化的技術(shù)，構(gòu)建復(fù)雜的三維模型圖。參照三維模型圖之后，設(shè)計(jì)人員可以更加清楚直觀地了解到自己的設(shè)計(jì)成果和實(shí)際的設(shè)計(jì)情況。而且能夠更加直觀的找出傳統(tǒng)圖紙，施工建設(shè)中可以降低出錯率。將BIM 技術(shù)應(yīng)用于工作設(shè)計(jì)之后，能夠真正實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)和現(xiàn)代結(jié)合的轉(zhuǎn)變，可以有效地提高公路的施工質(zhì)量和建設(shè)質(zhì)量，提高工程的施工時效性。

1.2 確定性

在實(shí)際進(jìn)行公路建設(shè)和施工設(shè)計(jì)的過程中，充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的作用能夠得到相對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和資料信息，而且利用BIM 技術(shù)進(jìn)行數(shù)值和資料計(jì)算的過程中，能夠?qū)こ痰母鱾€環(huán)節(jié)和具體的施工情況進(jìn)行系統(tǒng)、全面的把握。了解工程施工的體積和橫縱的斷面，對這些環(huán)節(jié)中所涉及的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)配和計(jì)算。可以充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的作用對具體的工程量進(jìn)行核實(shí)計(jì)算，從而為后續(xù)的材料采購和設(shè)備采購提供一定的參考。在實(shí)際進(jìn)行挖坑的過程中，要對距離進(jìn)行仔細(xì)的核算，分析具體的距離和模式。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中也應(yīng)該充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的作用，相關(guān)人員要根據(jù)模型進(jìn)行系統(tǒng)的分析，提取施工的材料。加大項(xiàng)目的應(yīng)用力度，分析控制模式和發(fā)展模式，全面提高公路建設(shè)過程中施工效果，盡可能降低施工的成本消耗。對于施工企業(yè)而言，降低施工過程中的成本消耗，可以給企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到更加理想的施工建設(shè)效果。相關(guān)設(shè)計(jì)人員還可以借助BIM技術(shù)生成的模型，對施工材料進(jìn)行系統(tǒng)的提取，分析施工的基本內(nèi)容和基本細(xì)節(jié)，能夠?yàn)楹罄m(xù)的施工建設(shè)提供一定的參考依據(jù)。

1.3 優(yōu)化性

從當(dāng)前我國公路設(shè)計(jì)的實(shí)際情況來看，很多環(huán)節(jié)中依舊存在一些問題，這些問題如果不能得到系統(tǒng)的整改就會影響整個工程項(xiàng)目的建設(shè)和發(fā)展。所以相關(guān)設(shè)計(jì)人員在這一過程中，應(yīng)該基于當(dāng)前公路設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行系統(tǒng)的分析，設(shè)計(jì)的模式和內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和修改。在傳統(tǒng)的公路設(shè)計(jì)中，如果需要對方案和內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整的話，就需要針對與內(nèi)容相關(guān)的所有圖紙和信息進(jìn)行系統(tǒng)的修改。要進(jìn)行系統(tǒng)的修改，不僅會增加整體的時間，還會投入更多的人力和資金。但是如果利用BIM 技術(shù)進(jìn)行問題修改的話，相關(guān)人員就可以通過直觀的三維圖對公路設(shè)計(jì)過程中存在的問題進(jìn)行查看和調(diào)整，找出具體的問題點(diǎn)之后再進(jìn)行變更，這樣能夠有效地加強(qiáng)整體的調(diào)整效果。而且可以通過三維視圖的模式快速的進(jìn)行反映，找出需要修改的點(diǎn)，及時進(jìn)行修改。

1.4 共同性

在傳統(tǒng)的公路設(shè)計(jì)模式背景下，相關(guān)人員需要對工程的各個環(huán)節(jié)和各個細(xì)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，而且各個環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用工作模式大都是單一的，這些模式之間缺乏一定的聯(lián)系。正是由于這種情況導(dǎo)致在實(shí)際進(jìn)行工程應(yīng)用和建設(shè)的過程中出現(xiàn)了一些矛盾。在現(xiàn)代化的公路建設(shè)和施工技術(shù)使用的過程中，充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的作用，可以讓建設(shè)的模式呈現(xiàn)多元化的特點(diǎn)，改變之前傳統(tǒng)單一的設(shè)計(jì)模式，使整體的設(shè)計(jì)成為共同性和系統(tǒng)性。在實(shí)際進(jìn)行公路應(yīng)用設(shè)計(jì)的過程中，可以充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的作用，搭建統(tǒng)一完善的系統(tǒng)平臺，讓各個環(huán)節(jié)的工作者和施工人員都能夠通過平臺進(jìn)行及時的溝通和交流，了解作業(yè)中存在的一些問題，切實(shí)做好技術(shù)交底工作。對公路項(xiàng)目建設(shè)過程中所涉及的各類數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行共享分析，各個環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)人員能夠在同一個工作過程中保持聯(lián)系。導(dǎo)出工程設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中存在的一些問題，針對這些問題進(jìn)行系統(tǒng)的討論和解決，可以從根本上避免出現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用過程中的沖突情況，也能夠保證整體的施工速度和施工進(jìn)度，保證工程建設(shè)能夠在預(yù)期的工期內(nèi)完成。

2 BIM 技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

BIM 技術(shù)其實(shí)就是信息建模的建造技術(shù)，主要是根據(jù)建筑工程項(xiàng)目的基本情況和相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，建立起一個相對完善的系統(tǒng)模型，然后根據(jù)現(xiàn)有的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)建筑物的基本情況進(jìn)行模擬建造。借助智能化和自動化的技術(shù)之后能夠真實(shí)的展現(xiàn)出建筑物的實(shí)際情況[1]。BIM 技術(shù)可以看作是對工程基本特征和功能的一種數(shù)字化的表現(xiàn)，可以看作是一種表現(xiàn)方式，也可以看作是一種技術(shù)模式。從21世紀(jì)初我國就開始采用這種技術(shù)，從當(dāng)前的實(shí)際情況來看，BIM 技術(shù)在我國建筑工程行業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛，應(yīng)用BIM 技術(shù)之后有效地提高了整體的工程建設(shè)效果和建設(shè)質(zhì)量，也推動了整個工程行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。BIM 技術(shù)的應(yīng)用還提高了工程管理的效率，而且減少了施工建設(shè)過程中人力、物力的成本支出，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 BIM 技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)

對于公路設(shè)計(jì)發(fā)展而言，BIM 技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，首先較明顯的是將其應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)中。對于公路的建設(shè)和發(fā)展而言，設(shè)計(jì)階段是基礎(chǔ)階段，也是非常重要的階段。如果在設(shè)計(jì)階段沒有做好相關(guān)的工程工作的話，可能會導(dǎo)致后續(xù)施工建設(shè)過程中出現(xiàn)一些問題，甚至?xí)?dǎo)致整個工程項(xiàng)目的失敗。所以相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該要意識到構(gòu)成設(shè)計(jì)的重要性，充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的作用，真正將其應(yīng)用于工程的設(shè)計(jì)領(lǐng)域中。進(jìn)行公路設(shè)計(jì)主要分為初稿設(shè)計(jì)和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，在各個設(shè)計(jì)期間和環(huán)節(jié)中，都涉及大量的信息研究和信息探究。為了實(shí)現(xiàn)各個環(huán)節(jié)之間的有效連接和貫通，應(yīng)該對大量的信息進(jìn)行研究，研究的過程中需要借助BIM 技術(shù)的作用，加大BIM 技術(shù)設(shè)計(jì)力度。建立初步的模型，完成相關(guān)的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)斷面圖和實(shí)際施工圖的結(jié)合。還應(yīng)該仔細(xì)分析模型中所包含的一些信息，要生成最終的施工圖紙，在實(shí)際使用BIM 技術(shù)的過程中，如果BIM 技術(shù)模型中的信息有所改動，那么相關(guān)的圖紙也會進(jìn)行相應(yīng)的更新。

3.2 應(yīng)用于項(xiàng)目初期

在進(jìn)行公路建造的過程中，前期需要做好系統(tǒng)的準(zhǔn)備工作，了解工程項(xiàng)目前期的制作內(nèi)容和工作模式。除了嚴(yán)格按照相關(guān)的計(jì)劃內(nèi)容開展項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作之外，還應(yīng)該切實(shí)做好充足的準(zhǔn)備工作，了解工程項(xiàng)目的研究內(nèi)容和研究模式，要對項(xiàng)目的可行度進(jìn)行系統(tǒng)的論證。明確工程的具體發(fā)展方向和發(fā)展走向，明確后續(xù)工程建設(shè)過程中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，還要了解基本的方案內(nèi)容。在實(shí)際進(jìn)行公路工程建造的過程中要加大BIM 技術(shù)的應(yīng)用力度，首先應(yīng)該搜集建筑工程中所涉及的各類數(shù)據(jù)信息和資料，了解到基本的數(shù)據(jù)之后，要建立一個相對完善的地形模擬圖，而且應(yīng)該對當(dāng)?shù)氐能嚵髁窟M(jìn)行系統(tǒng)的預(yù)測。分析公路建設(shè)的必要性以及當(dāng)前國內(nèi)公路發(fā)展情況的基本定位和基本方向，要明確公路建設(shè)的基本功能性。只有了解基本的應(yīng)用功能和應(yīng)用模式之后，才能夠充分發(fā)揮公路建造項(xiàng)目的質(zhì)量和效果。

3.3 應(yīng)用于工程外業(yè)

對于公路設(shè)計(jì)工作而言，在進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工作業(yè)的過程中，應(yīng)該要了解幾個方面的內(nèi)容，首先應(yīng)該根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)研和分析。要明確基本的公路勘測方法，在實(shí)際進(jìn)行工程勘測的過程中，如果采用傳統(tǒng)的勘測方法，會耗費(fèi)大量的人力和物力，也會給整個工程的施工和建設(shè)帶來一定的不利之處。開始采用BIM 技術(shù)之后就可以有效地緩解這一問題，利用BIM 技術(shù)進(jìn)行操作之后，不僅能夠根據(jù)公路的基本情況進(jìn)行信息模擬和模型的創(chuàng)造，也能夠?qū)Ω鞣N數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的整合，將其整合歸納成一個完整的數(shù)據(jù)庫[2]。在BIM 技術(shù)過程中可以積極引入智能化和自動化的技術(shù)，對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化的掃描。還可以充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的操作優(yōu)勢，在實(shí)際應(yīng)用BIM 技術(shù)進(jìn)行操作的過程中，應(yīng)該對行業(yè)內(nèi)外的各種工作流程進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)范和把握，才能為后續(xù)的施工和建設(shè)奠定一定的基礎(chǔ)，給相關(guān)施工人員帶來更多的信息價(jià)值和參考價(jià)值。

4 BIM 技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用發(fā)展展望

4.1 培養(yǎng)人才

將BIM 技術(shù)應(yīng)用于公路建設(shè)和施工之后，相關(guān)人員和相關(guān)部門應(yīng)該從整體行業(yè)的發(fā)展趨勢出發(fā)，了解公路在施工和建設(shè)過程中存在的一些問題。從當(dāng)前學(xué)校方面的發(fā)展情況來看，很多學(xué)校在發(fā)展的過程中都開設(shè)了有關(guān)BIM 技術(shù)的研究課程。但是這種院校大多是?？圃盒?，而且整體的專業(yè)教學(xué)模式和教學(xué)方法依舊有待提升。從我國整體的發(fā)展情況來看，一些建筑類的專業(yè)院校在實(shí)際進(jìn)行建設(shè)和發(fā)展的過程中并沒有開設(shè)相關(guān)的課程。為了能夠?qū)崿F(xiàn)所有學(xué)生的共同進(jìn)步與發(fā)展建筑類的專科學(xué)校，應(yīng)該基于當(dāng)前建筑工程行業(yè)和公路建設(shè)施工發(fā)展的實(shí)際情況進(jìn)行分析，要積極引進(jìn)現(xiàn)代化的專業(yè)技術(shù)和教學(xué)模式，真正開設(shè)有關(guān)BIM 技術(shù)的相關(guān)課程。開設(shè)相關(guān)課程的過程中還應(yīng)該加大對BIM 技術(shù)的技術(shù)應(yīng)用，了解人才培養(yǎng)的主要內(nèi)容和主要要求，開展系統(tǒng)的專業(yè)人才培養(yǎng)工作之后，能夠達(dá)到更加理想的建設(shè)效果。

4.2 推動項(xiàng)目建設(shè)

將BIM 技術(shù)應(yīng)用于公路建設(shè)施工之后，雖然可以取得相對理想的建設(shè)效果，但是在這一過程中的成本投入是非常高的[3]。相關(guān)人員和施工單位不僅要投入較多的經(jīng)濟(jì)成本，還需要投入較多的精力和人力資源成本。所以在實(shí)際使用的過程中，應(yīng)該要考慮施工單位和當(dāng)?shù)氐膶?shí)際經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，要從全方位的角度出發(fā)，權(quán)衡利弊，進(jìn)行系統(tǒng)的研究和分析。項(xiàng)目的啟動人應(yīng)該要了解BIM 技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用方式，根據(jù)收益承擔(dān)的相關(guān)原則，啟動人應(yīng)該要承擔(dān)最初的成本支出。要將獲得的資金和收入按照一定的比例下發(fā)給下方的其他項(xiàng)目的合伙人，在這一過程中也應(yīng)該要抓住相關(guān)的機(jī)會，積極的參與到BIM 技術(shù)的工程建設(shè)中，要全面推進(jìn)BIM 技術(shù)的具體發(fā)展，充分發(fā)揮BIM 技術(shù)的作用和價(jià)值。還應(yīng)該考慮BIM 技術(shù)工程建設(shè)過程中存在的一些問題，要對這些問題進(jìn)行系統(tǒng)的分析，了解BIM 技術(shù)在建筑行業(yè)中的實(shí)際發(fā)展情況。了解當(dāng)前建筑行業(yè)發(fā)展的實(shí)際趨勢，從整體出發(fā)全面促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。

4.3 了解法律法規(guī)

將BIM 技術(shù)應(yīng)用于公路建設(shè)施工的過程中，對于BIM 技術(shù)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人和啟動人有一定的要求。首先應(yīng)該要嚴(yán)格遵守PM，DB，Bot 等不同種類項(xiàng)目的基本運(yùn)作原理和要求，應(yīng)該考慮在不同模式下的標(biāo)準(zhǔn)合同文本內(nèi)容。要考慮BIM 技術(shù)的具體應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用方式，在實(shí)際應(yīng)用的過程中可能會因?yàn)槟Ｐ秃蛿?shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致后續(xù)出現(xiàn)爭論和賠償?shù)那闆r。所以相關(guān)人員應(yīng)該嚴(yán)格遵守相關(guān)的法律規(guī)定和要求，對相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的研究和把握。了解問題出現(xiàn)之后的解決原則和規(guī)定，嚴(yán)格按照法律依據(jù)和歸屬權(quán)進(jìn)行分析，必須切實(shí)做好BIM 技術(shù)的歸屬權(quán)法律規(guī)定和把握工作。

4.4 完善BIM 技術(shù)軟件

從當(dāng)前我國的實(shí)際經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況和科學(xué)技術(shù)發(fā)展情況來看，雖然出現(xiàn)了一些現(xiàn)代化的技術(shù)和軟件，但是整體的研發(fā)程度依舊有待提升。因此我們在實(shí)際使用BIM 技術(shù)的過程中，除了要充分發(fā)揮現(xiàn)有的價(jià)值之外，還應(yīng)該在此基礎(chǔ)上不斷進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化。從我國對于軟件的研發(fā)程度和實(shí)際的研發(fā)結(jié)果來看，技術(shù)層面上依舊與先進(jìn)的發(fā)達(dá)國家存在一定的差距。為了切實(shí)解決這一問題，相關(guān)軟件開發(fā)公司和技術(shù)人員應(yīng)該基于當(dāng)前行情發(fā)展的實(shí)際情況進(jìn)行分析，要切實(shí)做好軟件的研發(fā)和創(chuàng)新工作[4]。技術(shù)人員應(yīng)該充分借助BIM 技術(shù)的規(guī)定和要求，加大對BIM 技術(shù)軟件的完善速度和完善模式。了解當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況，應(yīng)該在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)行大力的創(chuàng)新和優(yōu)化。分析當(dāng)前國內(nèi)市場的實(shí)際發(fā)展情況，要占領(lǐng)更多的國內(nèi)市場和國際市場。

5 結(jié)語

伴隨當(dāng)前公路技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相關(guān)單位在進(jìn)行公路施工和建設(shè)的過程中，應(yīng)該提出更加明確的要求。從我國建筑工程行業(yè)發(fā)展的情況來看，各大行業(yè)和相關(guān)單位不斷加大對BIM 技術(shù)的應(yīng)用力度，使得BIM 技術(shù)在使用的過程中模式更加成熟，但是從當(dāng)前BIM 技術(shù)的發(fā)展情況來看，依舊存在一些問題，這些問題和難點(diǎn)需要及時進(jìn)行解決。施工單位和技術(shù)人員應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的思維觀念，對這些問題進(jìn)行及時的指導(dǎo)和處理，加大軟件的研發(fā)力度和創(chuàng)新力度，全面推進(jìn)整個行業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。