基于BIM技術的數字化道路設計課程探索研究

哈 娜

(遼寧省交通高等專科學校道橋系 遼寧 110122)

一、研究現狀及意義

BIM技術最早起源于美國。隨著BIM技術的應用與推廣，國內也逐漸開始進行BIM的相關研究。2017年12月，《交通運輸部辦公廳關于推進公路水運工程BIM技術應用的指導意見》中指出，建筑信息模型(Building Information Modeling(以下簡稱BIM)技術是基于現代信息技術和計算機技術發展融合而成的建筑信息應用技術，利用數字技術存儲和傳遞建筑結構和構造特征，并以3D模式直觀表述，實現工程設計、施工、養護、運營管理信息傳遞共享和工作協同，促進工程建設項目全程信息化。在此背景下，我校利用BIM技術在道路建設實踐過程中的明顯優勢，將其應用于道路設計數字化課程教學中。它不僅能夠促進現代化教學手段的應用，同時也為BIM技術拓寬了應用方向。具體體現在以下幾個方面：

第一，教學設計內容可視化；

第二，教學內容設計深化和創新；

第三，增強學生實踐應用能力。

綜上所述，我校以BIM技術現階段在道路建設方面的實踐應用為基礎，結合道路設計課程的特點，構建數字化教學課程設計體系。這為高職院校道路設計教學指明了新的方向，也為學生在道路設計方面的學習奠定了實踐基礎。

二、研究內容及目標

我校應用BIM技術開展數字化道路設計課程研究，具體內容如下：

(一)地形處理模塊。應用BIM技術進行道路地形處理模塊教學，教師以二維地形為基礎，應用軟件操作指導學生進行模型創建、編輯等，可以使學生掌握不同方法創建地形模型、編輯地形模型的各種屬性以及掌握處理地形的一般方法。

(二)道路平面設計模塊。首先，教師應用BIM技術道橋軟件，結合實際道路設計工程案例，指導學生進行道路的平面設計；其次，在道路設計標準規范的基礎上，教師再應用軟件對學生進行主線的車道邊線、路肩線、環道、匝道等內容的教學，引導學生完成平面線的創建和編輯，使學生掌握導入數據方法、平面線創建工具以及各種修改編輯工具的操作與應用。[1]

(三)豎曲線設計模塊。教師應用案例教學數據構建豎曲線設計模塊，可以使學生完成主干道路線、交叉口路線以及立交交通樞紐(匝道、環道和入口道路)路線等內容的創建。在教學過程中，教師要讓學生掌握縱斷線幾何數據導入方法、豎曲線創建工具操作以及豎曲線修改編輯工具的操作，從而完成豎曲線設計模塊的教學。

(四)橫斷面設計模塊。教師應用BIM技術道橋軟件進行橫斷面設計模塊教學，可以通過介紹多種橫斷構件組裝方式，讓學生了解橫斷模板的約束和各種橫斷構件形式，從而創建橫斷構件，并增加約束條件，完成橫斷面設計模塊教學。

(五)三維路廊創建模塊。在之前模塊創建的基礎上，教師要進行廊道模塊創建教學。在工程案例的基礎上，教師要熟悉路廊導入、創建、超高加寬、剪切等內容的教學，使學生掌握廊道創建的步驟、操作方法等，從而完成道路設計內容的教學。

(六)動畫漫游設計模塊。在創建的道路設計模型基礎上，教師應用BIM技術相關軟件，讓學生開展自學、互助學習模式，對整個道路模型進行導入、渲染、動畫設計等匯總。

我校以道路設計人才為培養目標，以提升數字化教學為重要任務，推進BIM技術在道路設計課程中的應用與實踐，具體如下：

第一，以BIM技術為載體，數字化教學為基礎，綜合高職院校道橋專業的發展趨勢，提升學生的專業技能。同時，我校以雙高子項目道橋與城市軌道BIM實訓中心建設為背景，對BIM技術的數字化道路設計課程體系進行研究。

第二，通過開發數字化道路設計課程體系，將數字化教學運用于實訓培訓基地中BIM技術道路設計的教學管理。這樣能夠促使學生逐步完成學習任務，讓學生在保證高質量、高水平完成課程教學任務的基礎上，能夠應用BIM技術進行道路設計實踐學習。[2]

三、技術路線

第一步：資料整理及軟件操作學習，包括文獻綜述和研究的理論基礎。

第二步：采用模塊化設計BIM技術道路設計數字化教學內容。

第三步：進行道路設計數字化教學的實踐應用，以道橋系BIM研究中心為依托，組織系里各專業學習好、感興趣的15名學生進行具體實踐教學。

第四步：整理教學資料，形成數字化教學資源，匯編成講義，以備后續教學應用。

四、特色與創新

我校在雙高子項目“道橋與城市軌道BIM實訓中心建設”的基礎上，應用BIM技術道橋軟件Bentley，構建道路設計數字化教學資源。其創新之處主要體現在以下幾個方面：

第一，堅持融合創新。將BIM技術的創造性和領先性用于道路設計數字化教學中，形成數字化教學資源為廣大師生服務，課題融合先進技術的現代化教學手段；

第二，開發具有道橋專業特點的BIM道路設計數字化教學資源，分析其應用實踐教學效果，為高職教育信息化發展和BIM在路橋專業的應用開拓更為廣泛的發展空間；

第三，構建模塊化道路設計教學體系。我們分析道路設計內容展開模塊化教學設計，結合BIM技術，使模塊分解具備參數的特點，更加有利于課程的整體學習。

五、總結

我校在道路設計課程中應用BIM技術，不僅能夠實現教學內容的可視化，還增強了學生的應用實踐能力，儲備了數字化教學資源。同時也為企業輸送高質量人才奠定了堅實的基礎。