BIM 技術在公路設計中的應用

郭 翔

（蘭州路友公路勘察設計有限公司，甘肅 蘭州 730030）

BIM 技術在公路設計中的應用當前還處于需要不斷完善的階段，其在公路設計中的有效應用，為建筑行業提供了有效平臺的同時，也為工程后續更好地節省成本提供了一定支持。因此，針對BIM 具備的多種優勢，需要明確其在公路設計中實際應用作用的同時，按照實際情況制定出有效應用BIM 技術開展公路設計工作的策略。只有這樣才能夠真正通過BIM 技術的有效應用，保證公路設計的科學性、合理性，為獲得更加完善的施工方案提供支持，進而促進整個公路建設行業的積極發展。

1 BIM 技術概述

1.1 BIM 技術基本內涵

BIM 技術是一種基于現代化工程體系構建需求開發出的新型設計軟件，通過將具體的工程數據輸入到軟件中，對工程設計方案進行確定，并且構建出空間模型，為更加準確地對方案實施修改、調整提供支持。該項技術的精髓在于能夠參與整個項目過程，能夠對項目實際建造和后期運營管理持續地發揮作用[1]。

1.2 BIM 技術特點

1.2.1 可視化

BIM 技術的基礎是三維技術，在設計中只需添加對應的幾何信息和非幾何信息，不僅能夠輔助生成報表和三維模型，還可以確保項目設計、建造和運營中的溝通以及決策，都能夠在可視化的情況下進行。

1.2.2 信息化

信息化主要是指發展、培養以計算機為主的智能化工具作為新生產力代表，BIM 本質就是利用信息技術將建筑行業生產效率提高[2]。BIM 技術不僅具備非常良好的信息獲取、傳遞、處理、再生、利用功能，同時在建成后的工程信息并不是孤立存在的，而是一種自上而下、規模龐大、有組織的網絡體系。

1.2.3 協同化

協同化是整個工程應用BIM 技術實現變革的重要基礎，BIM 在工程中的應用，能夠有效改善以往各個行業參與松散的情況，避免大量信息流失。在實際的操作中，可以利用數字信息模型將建設各方協同到一起，在同一個平臺中開展各項工作，為獲得更好的設計效果、提升設計質量提供一定支持。

2 BIM 技術在公路設計中應用具備的優勢

2.1 提升建模效率

在實際的公路設計中應用BIM 軟件，能夠幫助相關設計人員實現對公路相關信息的全面整合，如公路路面、路線和周圍環境等，并且在此基礎上實施可視化建模，將這些信息充分反映出來，為設計出更加合理的公路建設方案提供一定支持。同時，與傳統的CAD 相比，BIM 不再是采用圖紙設計的模式，而是應用立體化的模型，將一些相對比較復雜的三維形態清晰展示出來，并且在三維模型的實際輔助下，設計人員能夠更加直觀地將設計效果體現出來。這樣不僅能夠彌補以往圖紙設計中容易出現的各種錯誤，降低失誤的發生率，還可以在一定程度上提升設計工作的效率。可見，BIM 技術在實際公路設計中的有效應用，能夠實現對傳統二維設計的完善，使設計能夠朝著三維可視化進行有效轉變，這對于提升設計質量和建模效率，有著非常重要的意義。

2.2 保證設計準確

在公路設計中應用的BIM 技術，能夠實現對復合體積算法、平均斷面算法等先進方法的有效利用，進而確保能夠對原地面線、設計線之間的土方實施有效、快速、準確計算。同時，BIM 軟件還可以自動生成土方調配圖標，并且在填挖距離分析中起到一定的作用，進而對土坑、棄土堆的位置，以及土方量移動和具體方向等進行明確，為后續施工更加便利地開展提供一定條件[3]。此外，在應用了BIM技術后，設計人員還能夠利用設計出的模型，對整個工程所需的材料量進行確定，并且將獲得的數據應用到成本分析和控制中，這對于有效提升整個公路工程建設成本、控制水平，有著非常重要的作用。可見，將BIM 技術應用在公路設計中，能夠通過發揮出BIM 技術的優勢，實現對工程量、工程成本等方面的有效明確，能夠為后續控制施工成本、保證施工效果等有著非常重要的作用。

2.3 加強溝通聯系

在傳統的設計中，各個環節設計工作獨立性相對比較強，缺少緊密的聯系，容易造成在具體施工過程中存在各種各樣的矛盾或者沖突。而在實際設計中應用BIM 技術，可以促使設計工作朝著一體化不斷發展，提升工程整體協調性，如設計中可以通過統一化的數據平臺，引導與公路建設相關的各方協同作業，實現數據信息的有效共享。這樣不僅能夠促使不同專業保持緊密的聯系，通過研究制定出最合理的建設方案，同時也可以解決在實際建設中各方存在的沖突，制定出針對性的解決措施，確保工程能夠更加順利地進行。可見，在公路設計階段開始應用BIM 技術，能夠為后續各項工作順利的開展提供支持，為各方溝通提供有效途徑，進而確保工程能夠更加有序的開展。

2.4 優化設計模式

不管是通過何種方式開展公路設計，修改、優化和調整工作是必不可少的一個環節，以往設計中一般是在設計完成后實際施工才能夠發現方案中存在的不足，或者是在審核圖紙階段對圖紙信息進行調整和修改[4]。這種情況會增加設計時間成本和資源，而通過BIM 在公路設計中的有效應用，設計人員可以直接對公路工程三維動態效果實施檢查、對比和分析，將靜態化的設計方案變成動態模型。即使出現需要變更的內容，也可以較為輕松地開展工程量、進度等調整工作。可見，在BIM 技術支持下，工程方案調整工作不再繁瑣，通過簡單的模型操作即可實現對方案的準確調整，以及對調整后方案合理性的驗證，這對于充分利用資源有著非常積極的作用。

3 BIM 技術在公路設計中的應用現狀

當前BIM 技術在實際設計中的應用，主要受到來自以下幾個方面因素的限制。具體來說：一是公路工程自身特點限制，造成BIM 技術應用難度增加。公路工程的特點是工程涉及范圍比較廣泛，施工距離比較長，與建筑類工程相比，需要對周圍環境進行更加仔細的考量，造成施工的難度增加[5]。這種情況造成BIM 技術的應用也會遇到一些問題，與建筑工程中的BIM 技術應用成效相比較差。二是缺少相關技術標準支持，造成應用效果不佳。當前我國的建筑工程中已經開始大量應用BIM 技術，有著非常豐富的經驗，國家對于BIM 技術也開始制定對應的技術標準，通過標準支持，確保了數據的快速導入、格式的統一。但是實際上，公路設計中應用BIM 技術還處于初級階段，不但在經驗上不如建筑工程，并且技術標準上也沒有建設完善。加上公路工程自身的施工特點，造成涉及的信息量過大，這也是造成技術應用標準無法有效確定的一個原因。三是缺少公路設計專業相關功能支持，應用體系不夠完善。BIM 技術是集信息化管理、三維建模等技術為一體的一種全新技術，想要從根本上提升BIM 技術在公路設計中的應用水平，最需要做的就是對配套軟件功能的水平進行提升。但是當前我國在這方面還需要不斷進步，如三維建模相關軟件，我國使用的一些軟件與發達國家相比還存在一定差距，功能上與公路設計要求匹配不全，無法真正起到輔助公路設計工作的作用，嚴重影響了公路設計工作的有效開展。四是缺少專業應用人才，人才資源非常匱乏[6]。BIM 技術作為一種新興技術，得到了國家重視和行業認可，各個院校都開設了對應的專業，旨在培養出更多的人才。但是縱觀當前的BIM 技術人才培養情況，其主要涉及的領域大多為建筑工程領域，對于公路等專業人才的培養意識較差。這就造成BIM 技術應用缺少專業人才的支持，無法保證該項技術能夠被有效地應用在實際設計中，同時也影響了該技術在公路建設行業的積極發展。

4 BIM 技術在公路設計中的有效應用對策

4.1 積極融合多種技術

由于公路工程自身具備的建設工程量大、涉及范圍廣等特點，其在實際應用技術的過程中避免不了會遇到困難，造成BIM 技術無法發揮出實際作用。因此，在設計中可以考慮將BIM 技術與其他有利于設計工作的技術融合在一起應用，按照公路工程的特點，在其他技術的支持下，通過多項技術的高效配合，降低技術應用難度，確保能夠獲得更加合理、科學、全面的設計方案。如可以將BIM 技術與GIS 技術結合在一起應用，一方面通過三維地理信息技術有效解決工程范圍廣泛、工程量大、周圍環境等問題，另一方面利用BIM 技術實現對公路工程方案的合理設計。這種方式對于一些區域范圍廣泛、規模大的工程來說，有著非常高的應用價值。

4.2 制定完善應用標準

想要確保BIM 技術能夠被更好地應用在公路設計中，真正發揮出自身的實際作用，制定出相關標準是非常重要的一個環節，只有加強BIM 標準化體系建設，才能夠為技術的應用和發展提供一定支持[7]。因此，對于公路設計中應用的BIM 技術來說，國家需要給予一定的重視和支持，需要在行業專業人員的支持下，針對技術標準中存在的缺失進行分析和研究，并且針對性地提出完善措施。這樣不僅能夠制定出與公路設計相關的技術應用標準，確保能夠真正發揮出BIM 技術的優勢，同時也可以確保BIM 技術在公路設計中能夠獲得更好的發展空間。如BIM 技術中關于數據信息的格式問題，需要及時對其進行統一，確保能夠在實際應用過程中實現數據信息的快速導入，為獲得更好的數據分析結果和設計效果提供一定支持。

4.3 提高軟件開發效率

軟件是應用BIM 技術的基礎，在軟件的支持下，BIM技術才能夠發揮出應有的作用，為公路設計工作更加有序的開展提供一定支持。因此，當前公路設計相關人員需要積極地結合實際設計需求，對現階段BIM 設計軟件領域存在的問題進行分析，通過與各個軟件開發商積極合作，使其能夠加大公路設計專業軟件的研發工作，加大開發力度[8]。以此保證能夠不斷地對BIM 軟件功能進行完善，簡化實際的設計操作，真正開發出與公路設計工作相適應的軟件，為更加有效地提升設計效率提供一定支持。

4.4 加大人才培養力度

人才是開展設計工作的主體，也是整個設計工作的重要組成部分，人員的個人素質和能力，直接影響到公路設計方案的合理性、技術的應用效果。因此，當前需要對現有的設計人員專業能力和素質進行強化，通過培訓等工作，保證設計人員能夠擁有良好的BIM 技術應用能力，不斷提升設計人員的綜合素質。同時，需要積極培養全新的公路設計人才，并且在培養過程中將BIM 技術的應用作為重點內容，從人才資源層面為BIM 技術在公路設計中的有效應用奠定基礎。

5 結束語

隨著社會的快速發展，公路建設工程的數量不斷增加，對于公路設計的整體質量和效率，都提出了全新的要求。因此，為了確保公路設計工作能夠更加高質量地完成，當前需要在積極應用BIM 技術的基礎上，通過融合多種技術、制定技術標準、開展軟件開發和有效培養人才等途徑，實現對BIM 技術應用體系的完善。以此保證能夠更好地應用BIM 技術，發揮出BIM 技術在公路設計中的優勢，為整個公路設計行業實現更好地發展提供一定支持。