BIM在道路設計中的應用

李榮華

摘要：闡述BIM（建筑信息模型）技術在市政道路中的應用。以城市道路及道路下方管網規劃為研究對象，通過對各種道路、管線、橋梁等已知構筑物進行統一信息化數據庫處理，以已知數據庫為基礎進行相關道路、管道等的協同設計，從而優化道路與管道網絡布置與設計，節約成本，提高設計效率。

關鍵詞：BIM；城市道路；管網規劃；協同設計

1 概念

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM）是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，通過數字信息仿真模擬建構筑物所具有真實信息。

BIM技術是一種應用于工程設計、建造、運營管理的數據化工具，通過參數模型整合各種項目的相關信息，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，使工程技術人員對各種建筑信息做出正確理解和高效應對，為設計團隊以及包括建設運營單位在內的各方建設主體提供協同工作的基礎，在提高生產效率、節約成本和縮短工期方面發揮重要作用。

2 BIM的特點

BIM技術具有可視化、協調性、模擬性、優化型和可出圖性五大特點：

1）可視化——可視化即“所見所得”的形式，將以往的線條式的構件形成一種三維的立體實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表的生成，更重要的是使得項目設計、建造、運營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態下進行。

2）協調性——BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期對各專業的碰撞問題進行協調，生成協調數據，并將其提供出來。

3）模擬性——模擬性并不是只能模擬設計出的建筑物模型，還可以模擬不能夠在真實世界中進行操作的事物。如在設計階段的節能模擬、日照模擬等，在招投標和施工階段施工的組織設計模擬實際施工，后期運營階段可以模擬日常緊急情況的處理方式的模擬等。

4）優化性——設計、施工、運營的過程就是一個不斷優化的過程，優化受信息、復雜程度和時間的制約，BIM模型提供了建筑物的實際存在的信息，包括幾何信息、物理信息、規則信息，提供了對復雜項目進行優化的前提和工具。

5）可出圖性——BIM通過對建筑物進行了可視化展示、協調、模擬、優化以后，提供多樣設計圖紙。

目前，建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM）已成熟應用于建筑設計領域，我們近年來嘗試將其應用于市政工程中，取得了相當的成果和應用經驗。

3 BIM的應用現狀

BIM 技術首先應用于建筑領域，現在已經擴充到幾乎所有領域：建筑設計、機械制造、工程施工等。BIM 技術最終應用于市政設計領域也將是大勢所趨，城市道路與管網規劃是其中的重要應用。由于當前技術的應用尚不成熟，道路、管道等市政專業經常由相關部門各行其道，溝通不暢，在實際中造成道路經常被開挖，管線經常被挖斷等，造成巨大經濟損失及群眾生活不便。利用BIM 技術，通過對各類道路、橋梁、建筑、管線等進行統一信息化處理，以市政規劃數據庫為設計基礎進行相關道路、管道設計布線，就可避免錯誤發生，提高設計及經濟效率。同時，規劃設計從平面走向三維成為必然的發展趨勢。借助BIM 技術贏得行業內競爭的先機，把握BIM 應用的技術優勢，將在未來得到更大的利益。

BIM 是面向過程的，有利于實現推進設計單位“全過程”的服務。目前市政工程項目規模越來越大，設計難度也大大提高。各專業更加細化，對各專業的協同、溝通的要求也日益提高。BIM 另一個顯著的優勢是其強大的分析及模擬功能。在設計階段就能直觀地看到工程建成后的三維效果，可以在此基礎上進行設計調整、方案論證。虛擬的構筑物模型中包含大量的設計信息，通過導入相關分析軟件，就能得到相應的線網分析、線路碰撞檢查結果，增加了設計的協調、協同能力，避免不同專業“打架”，提高了設計的安全性，也方便了在既有道路、管道或其他建筑物的基礎上規劃其他市政項目

4 操作步驟

按照模型的操作流程，在已知工程底圖基礎上進行道路管線的繪制及調整，道路、管道的基本協同規劃操作步驟如下：

（1）導入信息，從市政部門獲取相關規劃區域的已知構筑物設計圖紙；提取既有構筑物信息并輸入數據庫，實現模型信息化處理。

（2）在顯示已有構筑物的平臺上繪制道路、管線，同時設定新建構筑物的材料、尺寸、標

高等相關屬性。

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

（4）調用碰撞檢查工具獲取碰撞檢測結果。檢測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整，哪些位置可以不進行處理。

（5）拖動繪制的管道或道路，對產生碰撞的位置進行調整，包括水平方向和豎直（標高）方向的調整。

（6）調整后查看材料表窗口，匯總相關材料費用，獲取工程造價；若超預算，重復步驟（4），重新調整。

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

（8）獲取最優規劃方案，出相應平面規劃圖、施工圖、材料表等。

5 BIM在道路設計中的應用實例

6 結語

隨著計算機技術的迅猛發展，道路設計已由原來的紙上設計到現在完全CAD電子化可視化設計并出圖，今年來隨著建筑信息模型（BIM）技術的發展和在工程領域中的應用，正在給道路設計帶來一場全所未有的變革。隨著大數據時代的來臨，道路設計領域的數字化將勢不可擋，也是時代的需要，道路領域數字化將會給工程設計帶來極大方便，也會給道路的養護和管理帶來極大方便，整個城市的道路系統和管網系統都實現數字化、可視化后在調取工程資料時將帶來極大便捷，也能給出更有效、更有針對性的解決方案。