基于BIM的公路勘察設(shè)計(jì)與實(shí)踐

司維平

摘? 要：中國(guó)當(dāng)前高速公路勘察設(shè)計(jì)行業(yè)，越來(lái)越重視引入新技術(shù)，提高現(xiàn)行工作模式效率和完成質(zhì)量，并將技術(shù)引入勘察設(shè)計(jì)工作中，能夠有效提升工作效率，壓縮勘察設(shè)計(jì)所需時(shí)間周期，并在準(zhǔn)確性、協(xié)同性、拓展性上都具有相應(yīng)優(yōu)勢(shì)。該文結(jié)合筆者實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，將BIM在公路勘察設(shè)計(jì)過(guò)程中的實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行介紹和分析，并在未來(lái)的工作過(guò)程中能夠持續(xù)提升BIM在公路勘察設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)? 勘察設(shè)計(jì)? 公路工程? 勘察實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)：U412 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）07（b）-0072-03

Design and Practice of Highway Survey Based on BIM

SI Weiping

（Qinghai Province Engineering Consulting Center， Xining， Qinghai Province， 810001 China）

Abstract： At present， China's expressway survey and design industry pays more and more attention to introducing new technology， improving the efficiency and quality of the current work mode， and introducing technology into the survey and design work can effectively improve the work efficiency， reduce the time period required for survey and design， and have corresponding advantages in accuracy， synergy and expansibility. Combined with the author's practical work experience， this paper introduces and analyzes the practical contents of BIM in the process of highway survey and design， and can continuously improve BIM application in highway survey and design in the future work process.

Key Words： BIM technology; Survey and design; Highway engineering; Survey practice

當(dāng)前我國(guó)公路工程的建設(shè)及實(shí)踐證明能夠有效帶動(dòng)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高區(qū)域資源整合能力，而公路工程跨越的地區(qū)，范圍廣，不同地區(qū)的自然環(huán)境特點(diǎn)，會(huì)影響到最終設(shè)計(jì)方案，所以在進(jìn)行公路工程建設(shè)初期需要進(jìn)行時(shí)間很長(zhǎng)的實(shí)地勘察工作，以確保能得到當(dāng)?shù)氐膶?shí)際數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)落實(shí)反映到設(shè)計(jì)中。經(jīng)過(guò)數(shù)10年的發(fā)展，尤其是在進(jìn)入新時(shí)期以來(lái)，工作效率成為了決定同行企業(yè)之間競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。隨著行業(yè)發(fā)展，企業(yè)越來(lái)越看重新技術(shù)在改變?cè)泄ぷ髂Ｊ缴习l(fā)揮的效果，在公路勘察設(shè)計(jì)過(guò)程中引入BIM技術(shù)，可以提高整個(gè)設(shè)計(jì)的信息化智能化，并且保障最終完成的準(zhǔn)確性，在公路工程建設(shè)行業(yè)已經(jīng)有了多次使用的經(jīng)驗(yàn)，未來(lái)也會(huì)是公路工程勘察設(shè)計(jì)工作的重要參與方。

1? BIM技術(shù)在公路工程勘察設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)揮的作用

公路工程可以通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立真實(shí)模型完成虛擬施工和項(xiàng)目，運(yùn)維管理使原本在施工之后才能呈現(xiàn)出的狀態(tài)和問(wèn)題能夠提前被設(shè)計(jì)人員發(fā)覺(jué)，人員通過(guò)改進(jìn)這一部分內(nèi)容能夠使得設(shè)計(jì)方案更加完善成熟，而且BIM技術(shù)使用的標(biāo)準(zhǔn)化模型信息能夠在平臺(tái)進(jìn)行共享，可以由多個(gè)人員進(jìn)行云平臺(tái)操作，大幅度提升了設(shè)計(jì)工作的效率，不同專(zhuān)業(yè)人員只需負(fù)責(zé)自己對(duì)口的專(zhuān)業(yè)部分，將完成的數(shù)據(jù)共享到模型信息中，就可以同步完成一個(gè)大型施工建設(shè)項(xiàng)目的模型設(shè)計(jì)工作，工作人員之間的信息共享交流效果會(huì)更好，并且專(zhuān)業(yè)性也得到了兼顧，能夠在保證專(zhuān)業(yè)性、準(zhǔn)確性的同時(shí)切實(shí)確保工作效率的提升和整個(gè)設(shè)計(jì)周期的減少。

2? 公路BIM三維模型建模分析

2.1 建模要求

將BIM技術(shù)引入公路工程建設(shè)過(guò)程中，為了達(dá)到最好的效果，最好是全壽命周期都采用利用技術(shù)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)、管理，在勘察設(shè)計(jì)階段，建立BIM的高速公路三維模型能夠適應(yīng)于選線出色施工圖要求，并滿足未來(lái)業(yè)主在施工運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)管理階段對(duì)可視化管理的BIM應(yīng)用。為保證建模的真實(shí)性，設(shè)計(jì)人員必須到現(xiàn)場(chǎng)，借助專(zhuān)業(yè)儀器收集當(dāng)?shù)氐臏?zhǔn)確信息，將這些信息真實(shí)準(zhǔn)確地錄入模型系統(tǒng)中，是模型建立完成之后能夠最大程度地反映真實(shí)情況。當(dāng)前受到BIM應(yīng)用成熟度和應(yīng)用深度的限制，在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員還無(wú)法建立一個(gè)能夠滿足公路全生命周期全部多樣化用途的理想三維模型，但是工作人員在實(shí)際工作中可以通過(guò)分級(jí)建模的方式盡量滿足不同任務(wù)的用途，按照公路設(shè)計(jì)項(xiàng)目在空間上的分布特點(diǎn)，根據(jù)BIM模型的應(yīng)用任務(wù)建立多級(jí)別模型，涵蓋模型的主要幾何參數(shù)和屬性參數(shù)，盡可能健全完善模型內(nèi)容。

（1）滿足詳細(xì)設(shè)計(jì)溝通需求。由于BIM模型建立是由參數(shù)支撐的，所有的參數(shù)都能夠在平臺(tái)進(jìn)行共享公開(kāi)，所有參數(shù)都能夠在設(shè)計(jì)完成之后中途進(jìn)行優(yōu)化修改，根據(jù)路線方案的實(shí)際情況自動(dòng)生成中等細(xì)節(jié)程度的三維模型，對(duì)其大致外觀和主要功能部件進(jìn)行呈現(xiàn)，模型中具體的外觀和細(xì)節(jié)是源于標(biāo)準(zhǔn)的公路設(shè)計(jì)三維模型庫(kù)，能夠真實(shí)準(zhǔn)確地反映公路建設(shè)完成之后的實(shí)際效果，構(gòu)成模型的所有參數(shù)在后期設(shè)計(jì)過(guò)程中都能夠隨時(shí)進(jìn)行修改并且修改步驟簡(jiǎn)單，運(yùn)算快捷，能夠?qū)崿F(xiàn)快速變更、快速重建的使用要求，并且能夠與項(xiàng)目的第一只三維模型和地形三維模型進(jìn)行無(wú)縫融合，讓參與施工建設(shè)的各方能夠在同一平臺(tái)上將自己所掌握的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行交流整合，使設(shè)計(jì)方案能夠兼顧多方需求，在數(shù)據(jù)來(lái)源上有所保障，同時(shí)各方在定稿之前，都能夠?qū)⒆约旱慕ㄗh和掌握的信息，通過(guò)在三維模型上進(jìn)行展示和變更，來(lái)進(jìn)行溝通交流，讓最終的成型設(shè)計(jì)方案能夠更符合各方的要求。不需要在由相關(guān)方工作人員單獨(dú)約見(jiàn)對(duì)部分信息進(jìn)行討論，大幅度提升的信息交流的效率，并且交流的成果借助快速重建的功能，能夠及時(shí)有效地上傳到三維模型中，防止出現(xiàn)遺漏或拉長(zhǎng)設(shè)計(jì)周期。

（2）對(duì)于重點(diǎn)地區(qū)可以增加模型建設(shè)的細(xì)節(jié)，對(duì)于一些重點(diǎn)區(qū)域，例如，隧道橋梁，可以由設(shè)計(jì)人員建立專(zhuān)門(mén)的微觀三維模型，突出構(gòu)造物的主要部件細(xì)節(jié)特點(diǎn)，增加交通工程的設(shè)施模型，滿足設(shè)計(jì)及后期施工指導(dǎo)進(jìn)度控制成本，把控多種任務(wù)的需求。

（3）多任務(wù)用途的模型屬性需求，除了基礎(chǔ)的三維模型幾何信息之外，為了使三維模型能夠更加直觀真實(shí)地反映實(shí)際情況，在模型信息中還需要添入屬性信息，屬性信息包括路面鋪裝的具體工藝選用材料，護(hù)欄的具體參數(shù)。這些信息的加入能夠使模型更加完善，真實(shí)并運(yùn)用到后續(xù)的施工管理階段，使整個(gè)公路設(shè)計(jì)施工運(yùn)營(yíng)都能夠在同一套模型基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)提取和使用。

2.2 數(shù)據(jù)建模方法

當(dāng)前公路工程勘察設(shè)計(jì)項(xiàng)目主要分為新建公路和改擴(kuò)建公路。勘測(cè)對(duì)象一般是當(dāng)?shù)氐膶?shí)際地形和改擴(kuò)建工程中既有橋梁隧道道路的構(gòu)造物數(shù)據(jù)信息。雖然在當(dāng)前技術(shù)限制下想要建立一個(gè)滿足后期BIM應(yīng)用全部需求的三維模型較為困難，但是從業(yè)人員仍然可以分級(jí)建模的方式來(lái)完成各施工過(guò)程間的模型使用需求，盡可能減少重復(fù)建模的情況，保證模型信息能夠延續(xù)使用，減少在建模過(guò)程中需要投入的時(shí)間避免由于頻繁變更而導(dǎo)致模型信息前后沖突的情況出現(xiàn)。

公路BIM模型主要是源于測(cè)量人員和設(shè)計(jì)人員的實(shí)地勘測(cè)即公路三維模型庫(kù)中的相應(yīng)信息，利用現(xiàn)有的勘測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)CAD技術(shù)，建立公路走廊帶的三維模型。而關(guān)于地形信息的采集，當(dāng)前可以使用的方式很多，例如，高分辨率的衛(wèi)星測(cè)量、航空攝影測(cè)量、三維激光測(cè)量，都能夠高效進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集和整理任務(wù)，大幅度縮減了信息采集所需要投入的時(shí)間。除此之外，對(duì)于低空對(duì)地測(cè)量，目前設(shè)計(jì)人員也可以采用直升機(jī)、無(wú)人機(jī)等方式進(jìn)行。在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員往往會(huì)將多種信息采集方式相結(jié)合，對(duì)不同地區(qū)不同數(shù)據(jù)特點(diǎn)的信息分類(lèi)進(jìn)行采集，選擇最適合的采集方式，完成信息獲取最大程度地還原公路所處地區(qū)的實(shí)際自然參數(shù)，確保建模準(zhǔn)確。

3? 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)應(yīng)用到公路勘察設(shè)計(jì)中能夠很好地發(fā)揮其可視化協(xié)同，讓負(fù)責(zé)不同領(lǐng)域?qū)I(yè)設(shè)計(jì)工作的人員，在同一套模型上進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)，提高整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的效率，減少設(shè)計(jì)手續(xù)時(shí)間，并在準(zhǔn)確性、真實(shí)性上有所保證通過(guò)使用更加先進(jìn)的數(shù)據(jù)提取方式，是設(shè)計(jì)勘察人員在前期數(shù)據(jù)收集時(shí)，能夠減少很多不必要的時(shí)間，讓其有更多的精力和時(shí)間，能夠留在后期的方案設(shè)計(jì)和模型建立中完善模型信息數(shù)據(jù)。

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