BIM技術應用于市政工程設計的現狀與前景

李萬里

（中機中聯工程有限公司，重慶 400039）

李萬里.BIM技術應用于市政工程設計的現狀與前景[J].重慶建筑，2019（7）：29-30.

0 引言

BIM技術是近來市政行業的熱門話題，被公認為是工程設計由手繪進步到CAD繪圖之后的第二次技術變革。本文結合重慶市的實際情況，分析BIM技術在市政工程設計中應用的現狀和存在的問題，探討BIM未來的發展前景。

1 BIM技術在市政工程設計行業應用的現狀

BIM技術是市政工程設計行業的新熱點。近年來，重慶等地有關部門不斷推進BIM技術的落地，其中重慶市建委（現重慶市住房和城鄉建委）2017年發布的《重慶市市政工程初步設計、施工圖設計文件編制技術規定》明確指出，大型道路、橋梁、隧道及三層以上立交，應當采用BIM技術進行初設和施工圖設計。重慶市各大設計院積極響應，成立了BIM工作小組，開展典型項目應用與探索，BIM技術已經成為市政工程設計和審查中必不可少的環節。

然而，各家設計院在實際運營中，卻往往采用的是“工程設計”和“BIM應用”逆向設計的方式：一撥人采用傳統CAD方式進行工程設計，另一拔人再負責倒裝BIM應用，這就造成了設計與BIM“兩張皮”、相互脫節的現象[1]。

為什么在政府部門的大力推廣下，BIM技術依舊停留在方案展示階段，而未能實現正向設計？BIM技術在市政工程設計的應用到底存在哪些問題？本文站在市政設計工作者的角度，闡述個人觀點與認識。

2 BIM技術應用于市政工程設計的限制和障礙

2.1 市政工程環境的限制

市政項目是線性工程，涉及專業、周邊控制因素較多，不像建筑作為獨立項目，一般只涉及其所在地塊，環境相對獨立。這就導致市政工程BIM建模的范圍更大，難度和工作量也隨之增大。目前BIM軟件的智能化程度較低，模型建立的工作量巨大，重慶山地城市的特點讓這一矛盾更加突出。

本文以重慶市大學城復線隧道工程BIM設計為例進行討論。該項目全長5.9km，包含橋隧、道路、擋墻、管線等多個專業；周邊環境復雜，涉及現狀公路、鐵路、隧道、水系、既有管線及建筑物等。BIM模型要準確反映項目本身及其與周邊環境的關系，難度頗大，需要在多個軟件之間來回切換：項目地形、路基路線等內容需運用Civil 3D軟件完成，橋隧等結構工程內容需用Revit完成，管網部分需運用鴻業管立德完成，之后再拼裝成匯總的模型。由于各專業采用不同軟件設計，相互不能進行參數化修改，而市政工程周邊環境可變性較大，容易造成反復修改及各專業版本不一致的情況。

2.2 市政BIM行業標準尚不完善

圖紙是工程界的通用語言。目前，無論是從業人員的思維習慣，還是相關的審批流程，都是基于傳統二維CAD圖紙來進行。而BIM交付的成果卻是信息模型，市政行業的BIM標準尚不完善，不能覆蓋滿足工程設計和審查的需要[2]。

以重慶市的項目審批流程為例，工可、方案設計階段、各專項設計的報建并無BIM設計的要求，仍基于傳統CAD圖紙進行；初設、施工圖階段雖然增加了BIM模型的審查，但由于軟件及設計人員水平的限制，相關標準尚不完善，編制深度僅限于幾何尺寸和重要設計參數等內容，并未對BIM模型各個細節提出全方位、精細化的要求。因而，目前BIM模型的審查更重要是起到輔助看圖的作用，并不能代替傳統二維圖紙的功能。

2.3 BIM推廣帶來的經濟效益有限，缺乏核心競爭力

BIM技術的推廣會引發市政行業設計方式的轉變，在推廣前期會降低工作效率，而購買軟件、人才培訓、設計周期延長等問題，將大大提高設計院的運營成本。難以通過BIM技術的應用來實現創收，導致設計院缺乏推廣的動力。

而市政行業由于項目環境復雜，與建筑行業相比，精細化程度不高，施工過程中也往往會產生較多的設計變更。傳統二維設計圖紙尚且不能完全指導施工，需施工單位根據現場情況進行調整。BIM技術在應用過程中，設計與施工之間更是處于脫節狀態，設計的模型無法在施工階段被利用，需要施工單位根據藍圖重新翻模，更增加了BIM技術在項目全生命周期推廣的難度。

2.4 BIM軟件的不成熟

從以上三點原因可知，BIM技術在市政工程設計中應用的最大障礙是相關軟件的不成熟。目前，各種BIM軟件百家爭鳴，本文結合國際知名的AutocadCivil3D、Bentley和國內鴻業路易等軟件，介紹現有BIM軟件解決方案存在的問題。

2.4.1 現有主流BIM軟件特點的介紹

（1）目前應用最廣的是歐特克Autodesk公司的AutoCAD Civil 3D和Revit，其中Civil 3D是專門針對道路工程軟件包，沒有橋隧、擋墻等構造物的設計功能，需采用Revit進行建模。但Revit針對建筑結構開發，市政項目應用效果較差。

（2）最專業的是奔特力Bentley公司的PowerCivil和Power InRoads。Bentley所采用的microstation內核，三維數據處理能力強大，并且所有軟件均基于該平臺開發，真正做到了“一個平臺，一個模型”。但其缺點為市場普及率低，本地化、智能化不強，需要大量的二次開發。

（3）國產市政BIM軟件中鴻業公司的路易RoadLeader處于領先地位。該軟件基于現有AutoCAD平臺開發，智能化程度高，與現有CAD差異小，建模速度快，容易上手。但存在細節處理不理想、三維能力有限、開發潛力不高的缺點。

2.4.2 現有BIM軟件存在的主要問題

（1）國外軟件本地化、智能化程度不高；操作復雜，建模速度慢

以歐特克和奔特力等為代表的國外軟件，特點均與國內要求不符，智能化程度不高，操作復雜而死板，無法適應國內大規模建設的特點，加之軟件操作界面習慣與傳統CAD不同，導致建模速度慢且不易上手。

（2）部分軟件基于建筑軟件開發，無法適應市政行業的實際情況

目前主流的Revit等軟件基于建筑軟件開發，其理念基于建筑軸線的概念，與市政項目線性樁號的概念不符，無法適應市政行業的實際需求。同屬于歐特克公司的Civil 3D與Revit分屬不同平臺開發，其組合偏離了“一個平臺，一個模型”的宗旨，不利于后期的參數化修改、施工模擬等工作。

（3）輔助出圖等功能弱，不符合行業習慣

BIM軟件輸出的二維圖紙，細節上往往與行業要求不符，并且與AutoCAD無法互通，難以應用CAD進行修改。所以BIM輔助出圖等功能往往成為雞肋，不能指導施工。

（4）各BIM軟件缺乏共享接口，信息傳遞出現錯誤、缺失等現象

目前市場上有數十家BIM軟件供應商，各自在不同領域具有優勢，但被大眾廣泛接受的平臺尚未出現，需要采用不同軟件建模后再進行匯總。但是各家公司相互競爭，互不合作，軟件之間缺乏共享接口，需要大量二次開發才能完成數據的轉換，并且在轉換過程中常伴有數據不完整、缺失等現象[3]。

綜上所述，目前BIM行業尚無像AutoCAD在傳統二維設計中那樣占統治地位的軟件，各家公司各有優勢、缺點，也互不合作，百家爭鳴的局面給BIM行業標準的制定也帶來了一定難度，軟件數據、出圖標準的規范化問題亟需解決。

3 BIM技術在市政工程設計應用中的發展前景

總體而言，重慶市近年來不斷制定和推進BIM技術標準，通過大型項目先行試點的方式，推動BIM技術在市政工程設計應用的落地。然而在目前階段的實施過程中，BIM設計的效率還未能實現預期目標，有待進一步提高。

BIM技術的核心是相關的軟件技術，雖然在短時間內，在工程設計的全過程、全專業實施 BIM技術是不現實的，但是積極探索BIM技術的應用、挖掘 BIM技術應用的價值，是非常必要和迫切的。只有在探索中，相關的軟件技術實現本質性突破，能夠真正提高工程設計的效率時；并且只有當出現如AutoCAD在二維設計中那樣占統治地位的軟件，其余公司圍繞其進行各專業軟件包開發時，才是BIM技術大規模應用的成熟契機。而BIM軟件技術的研發需要一定的周期，不可避免地要經歷大浪淘沙、優勝劣汰的過程[4]。

無論是從行業高度，還是具體到設計企業應用的層面，我們對BIM技術都應當堅持“積極而謹慎”的態度。既要及時跟進相關技術的發展，探索BIM在各專業領域的應用，又不宜對其給予過高、過快的期待。BIM技術不是短時間內將取代傳統CAD的技術革命，也不是沒有前途的龐氏騙局。如今的BIM技術更像是10年前的新能源汽車，各種軟件正如從前的太陽能、氫能等新能源形式，終需其中的關鍵技術取得突破后，才能像現在的電動汽車一樣一統天下。