淺談BIM技術在市政道路設計中的應用

李展杰

摘 要：隨著我國城市化進程的不斷加快，市政道路作為城市主要設施，其功能及服務被廣泛關注。而市政道路設計建設的質量的好壞直接影響到城市的發展。本文對BIM技術在市政道路設計中的應用進行了探討。

關鍵詞：BIM技術；市政道路；設計；應用

一、BIM

BIM（Building information modeling/Building information model）是指建筑信息建模/建筑信息模型，是以建筑工程項目的各項相關信息數據作為模型的基礎，進行建筑模型的建立，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。它具有可視化，協調性，模擬性，優化性和可出圖性五大特點。當今工程BIM應用中不再只局限于建筑工程本身，而是把BIM技術當作一種理念引申到市政道路工程。

二、BIM應用與市政道路設計的優勢

1、明確表達設計意圖

傳統二維設計方式因為要把復雜的三維空間展平到二維空間中，所以不可避免導致一些數據的丟失，使設計成果不能明確表達設計意圖，甚至出現多意性理解。

BIM方式的設計成果因為是一個三維數字化的信息模型，就是工程完成后應該成為的樣子，所以真實地表達了設計意圖。并且子模型和屬性劃分得越細，設計意圖就表達得越充分和唯一。另外，BIM工具的一大特性就是能很容易設計自定義參數組件，所以能描述清楚非常復雜的問題。

這個問題在越復雜的工程中表現得越突出，也正因如此。復雜度更高的高端機械制造業、建筑業更早地關注了該問題，并使用了類似的解決方案。以前道路工程因為三維空間復雜度相對較低，并且各工程之間的相似性很大，以至于業主、設計、施工、監理各方能夠靠經驗進行理解，問題不大。但隨著社會發展，城市范圍內高架互通之類的復雜工程越來越多（它們也更能體現設計院的核心價值），創造性工程會越來越多，給排水工程也出現了越來越多的異性復雜構造物，傳統二維設計手段也就力不從心了。

2、強大的分析和模擬能力

這是BIM的一大顯著優勢，因為設計階段就能直觀看到工程完成后的樣子，可以在此基礎上進行方案論證和調整。對于設計人員來說，有問題可以及時發現；對于業主來說，和心理預期有偏差也能及時知道，這樣就可以把問題消滅在萌芽階段。在傳統二維設計模式中，對于復雜工程往往需要三維建模以明確表達設計意圖，這個過程是手工的且代價大時效性差，并且方案調整后需要重新進行。而在BIM模式中，設計成果就包含三維模型，設計調整則同時調整三維模型，自動而高效。

另外因為BIM模型包含了豐富的信息，能為專業的分析模擬提供盡可能多的數據支撐，從未得到精確的結論，使方案論證、施工交底等變得高效。

3、提高協同能力

隨著目前市政工程項目規模越來越大，設計難度越來越高，設計內容越來越細，三兩個人完成一個項目已不現實，這就需要多專業人緊密協作。這樣的協作不只是不同專業之間的，同一專業內部也需要，這就要求使用設計工具必須有協同能力，而這也正是BIM的強項。

在傳統二維設計模式中，不同設計人員之間的協作主要靠分圖層拷貝粘貼或引用實現，也有部分院經歷了協同設計系統，但多是采用類似的上述方式實現，只不過是把圖形或文件集中存儲到服務器上并加以權限控制罷了。采用這種方式通常只能解決較低層次的協同問題，對于更精細的協同力不從心。例如，需要把一條路的每段邊坡、每個平交口、每座互通立交分給不同的人去做。在傳統二維模式中，這些高耦合的工作往往很難并行，因為作為主要設計成果的平面圖由很多相互關聯的線條和文字組成，僅僅把所有人的成果合并起來就是非常困難和易錯的。

在BIM解決方案中，這個問題迎刃而解。因為基于BIM的設計過程可以看作是對信息模型的搭建過程，這個模型有很多子模型（如Brevity的“族”）組成，這些子模型之內高內聚，之間低耦合，并且子模型之間的耦合是明確的（即某個子模型會影響到哪些其他子模型是明確的），所以很容易合并，并且能立即發現沖突情況。因為子模型之間的低耦合性，它們可以分配給不同的人負責設計，從而實現協同。

除了設計單位內的協同，采用BIM還能實現不同社會分工部門之間的大協同，從而達到最好的綜合社會效益，這里不再展開。

三、BIM在鴻業市政軟件中的應用

鴻業科技從2008年開始啟動BIM產品線建設，在建筑領域，在REVIT平臺上推出了涵蓋建筑、給排水、暖通、電氣等專業的設計軟件；在市政領域，推出了道路設計軟件立得，以及排水、燃氣、熱力、電力電信管線設計系統管立得。這些全新產品開發過程中BIM理念得以充分貫徹，并融合了鴻業科技二十多年工程設計件軟開發經驗，面向中國客戶、完全適應中國本地化設計習慣。下面以路立得為例簡要進行說明。

1、設計過程即3D信息模型搭建過程

在路立得中，道路模型被細分成了幾十種子模型，有些子模型又由更精細的子模型組成，例如橋梁又由主梁、蓋梁、墩、系梁、承臺、樁等十多種子模型組成。設計成果中細至每個邊坡、每個橋墩都是不同的子模型，在設計過程中對這些子模型進行設計和搭建，并且可以隨時再調整參數。

2、符合國內習慣

國外BIM軟件在國內使用的一大阻力是設計習慣不同，路立得融入了傳統設計模式，把多數建模操作融入到設計流程中，特別是對于簡單項目，設計流程和傳統完全相同。

國外BIM軟件在國內使用的另一大阻力是不能提供符合國內習慣的出圖，路立得充分考慮了這個問題，提供完全符合國內習慣的平面分圖、縱斷設計圖、道路用地圖、高程數據圖、超高加寬圖、橫斷面圖等，以及多種標注和各種表類。

3、協同支持

因為BIM理念的貫徹，軟件中充分考慮了協同處理，一方面是同一軟件內部不同設計人員之間的協同，另一方面是和其他軟件的協同。

在軟件內部協同上，不同的設計人員可以同時設計不同的子模型，最后通過數據文件或導入導出合并模型。并且目前基于數據庫存儲和協同的工作也已經起步，完成后將提供基于離線和在線兩種模式的協同設計方法。

在和其他軟件協同方面，目前主要通過LandXML和FBX、SKP、DWG等數據文件進行，可以和Autodesk Civil3D、InfraWorks、3dMax，以及Google Skyetchup等軟件交換信息和模型數據。和公司其他軟件的協同則更充分，例如管立得軟件可以直接從路立得的模型中得到每根管子、每個井所在的道路板塊位置和高程等數據，最終的設計模型也可以合并起來。

結 語：我國城市建設目前還飛速發展期，還在走短平快的路，精工慢活的創造性項目占比重還比較小，所以表面上看對BIM的需求還不是很迫切。但隨著城市發展由量向質的轉變，再加上項目基數大，需要的精品項目會越來越多，對BIM的需求會越來越大。

BIM是設計理念的一次飛躍，正在引發工程設計領域的又一次革命，雖然暫時會有一些阻力，但設計走向BIM是必然趨勢，作為相關方要把握住這個機會。

參考文獻：

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