BIM技術在道路系統規劃中的應用
——以株洲楓溪生態城綜合交通規劃為例

范宇杰

（上海市城市建設設計研究總院（集團）有限公司，上海市200125）

1 概述

BIM是BuildingInformationModeling的簡稱，中文名為“建筑信息模型”，指包含建筑物全部信息的電腦模型，模型內的各類數據將在建筑物全生命周期，包括設計、建造、維護、管理等環節發揮作用。BIM是美國公司Autodesk在2002年率先提出，后逐漸擴展到歐美、日本、新加坡等發達國家，2002年后，國內逐漸開始接觸BIM的理念和技術。BIM雖然在國外如火如荼，在國內卻對其認知不夠。簡單地說，BIM是一種需要BIM專業人士用專業的BIM工具提供全新的虛擬設計和建造的專業服務系統工程。正如孫家廣院士所述“BIM是支持工程項目整個生命周期或整個產業鏈的業務模型與數據模型的集合，它不僅只是一項信息化的工作”[1]。

本文以株洲楓溪生態城綜合交通規劃項目為應用實例，運用BIM相關軟件，包括VISUM、CIVIL 3D（簡稱 C3D）、Infroworks（簡稱 AIW）等軟件對該綜合交通規劃中的道路系統規劃內容進行研究，快速得到不同方案的工程數據，從而向決策者快速傳達不同方案的設計意圖及成果，得到最優化的方案，提高工作效率，并為后續工作的開展提供有力的支撐。

2 工程概況

楓溪生態城位于株洲城區東南邊緣，作為蘆淞區“三城一中心”戰略的重要組成部分，空間區位條件良好。楓溪生態城旨在形成“一灣（濱江）、兩港（楓溪新、老港）、五園（楓溪公園、天池公園、伏波公園、商公園和濕地公園）、多組團（丘陵山體及城市干道阻隔）”的空間結構（見圖1、圖2）。

圖 1 蘆淞區“三城一中心”戰略圖

圖 2 株洲“一城一帶一港”格局

結合生態城的建設目標，提出綜合交通規劃交通結構目標：內部出行小汽車不高于25%，公交不低于35%，其他非機動車出行不低于40%。

楓溪生態城背靠湘江、曲尺山和沖天丘陵，加上伏波余脈，從北、東、南三面相圍，形成了“三脈夾兩谷，三面云山一面江”的格局，內部地貌豐富，有江、溪、塘、濕地，有谷、嶺、田、平原。現狀生態城尚未有大規模的開發建設，基本保持了原有的自然生態環境。

3 BIM應用實例

由于BIM相關軟件對計算機處理能力要求較高，考慮到整個楓溪生態城12.9km2的研究區域較大，因此減小研究區域，選取典型區域：由規劃天池路、江灣路、濱江路、新楓溪港組成的圍合區域約0.91km2，對該圍合區域利用BIM技術進行道路系統規劃研究（見圖3）。

圖3 研究區域示意圖

3.1 交通評價

根據《株洲楓溪生態新城控制性詳細規劃及城市設計》中所提出的楓溪生態城基礎路網及道路規模，利用VISUM11.0軟件進行區域交通需求預測，支撐路網容量是否能夠滿足生態城未來的交通出行需求。

如圖4所示，經預測結果分析，規劃路網情況下，至遠期（2030年）生態城路網服務水平良好。

3.2 曲面建模

利用CIVIL3D2013軟件，創建研究區域原始曲面，利用地圖中的散點標高，生成初步曲面，利用C3D軟件自帶的糾錯功能檢查曲面標高[2]，對錯誤高程糾正后，得到用作分析的基礎地形曲面（見圖 5、圖 6）。

3.3 平面設計

圖4 交通需求預測評價

圖5 研究區域基礎曲面圖

圖6 研究區域曲面高程熱力圖

對上位規劃中提出的研究區域路網線位進行檢查發現：濕地四路和天池路相交道路交角小于45°，不滿足規范要求，需進行調整；楓溪路的規劃線位與計劃保留的山體相交，道路線形應避開。圖7為研究區域路網線路糾錯圖。

圖7 研究區域路網線路糾錯圖

基于以上情況，利用C3D軟件中的道路繪制工具，在滿足規范要求的前提下，對不合理線形進行調整，如圖8所示。

圖8 調整后研究區域路網線位

3.4 斷面設計

在斷面設計時，考慮與實際地形的關系，進行道路斷面設計。沿江路緊鄰湘江，在設計時，需考慮一定的景觀功能，因此，將局部路段設計成如圖9、圖10所示的高差斷面，即慢行板塊與機動車板塊不在同一平面，慢行通道更加注重景觀性，利用C3D的橫斷面裝配功能及縱斷面實時調整功能，將機動車道及慢行通道進行不同的橫斷面及縱斷面設計，以實現如圖9、圖10所示的縱、橫斷面設計要求。

圖9 沿江路橫斷面設計（單位：m）

圖10 沿江路縱斷面設計

3.5 豎向規劃

在C3D中對道路豎向的高程點及豎向坡度進行校核，如圖11所示。根據上位規劃《楓溪新城產業研究報告》提出的研究區域道路豎向高程，利用C3D中的要素線功能，將道路中心線轉換成要素線，并將上位規劃中的高程點賦值給要素線，從而利用觀察窗口核查高程點間的坡度是否滿足規范的要求，最終經查驗，所有高程點均符合規范的要求，無需調整。

圖11 研究區域高程點校核

3.6 節點規劃

利用C3D軟件，對交叉口進行精細化渠化規劃設計，避免了以往交叉口忽略渠化設計而造成的后期用地局限，交叉口處展寬道路紅線，提前預留交叉口渠化拓展的空間，為后續設計提供支持。圖12為濕地西路-天池路交叉口規劃設計。

圖12 濕地西路-天池路交叉口規劃設計

3.7 三維漫游

為了更直觀地展示研究區域的規劃路網與區域控詳規中所提城市設計的關系，利用AIW軟件，將C3D中完成的模型轉換導入AIW軟件，結合谷歌地圖，使曲面與地圖貼合，使之形成更為形象直觀的地形曲面。利用AIW軟件的模型庫，以城市設計為基礎增加相關地塊及建筑，并通過AIW軟件進行三維漫游錄像（見圖13）。

4 特點總結

基于以上實例的應用分析體驗，與傳統手段相比，通過BIM技術進行類似的道路系統規劃，不僅能夠提高工作效率，同時能夠保證規劃的科學性、準確性、和延續性。表1為BIM手段與傳統手段在設計中的比較。

圖13 研究區域AIW設計

5 結語

BIM設計是設計行業的發展趨勢。Civil3D具有直觀、精確、高效等優點；VISUM能夠通過計算機代替人工實現大量繁瑣的計算，從而完成交通需求預測仿真的工作；AIW能夠直觀便捷地在三維環境下建立實景模型。在當今對設計成果要求越來越高的今天，設計周期越來越短的工作環境下，BIM技術在保證準確性的前提下極大地提高了設計工作者的效率。

盡管BIM設計有著諸多優勢，但是目前對計算機處理器要求較高、軟件本身較不穩定、軟件間兼容性及軟件功能的整合等問題，依然是急需解決和完善的問題。

表 1BIM手段與傳統手段在設計中的比較

參考文獻：

[1]郭洪江,淺議BIM在公路設計中的應用 [J].黑龍江交通科技，2011（9）：314-316.

[2]郭陽洋.Civil3D軟件在場地平整設計中的應用[J].中國市政工程,2013（4）：60-63.