BIM技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與思考

韓紅青 許華章

（湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北武漢市 430079）

BIM技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與思考

韓紅青 許華章

（湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖北武漢市 430079）

近年來(lái)，隨著我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)的飛速發(fā)展和城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，人們對(duì)于交通運(yùn)輸行業(yè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)以及建造管理模式有了更高的要求，傳統(tǒng)的模式已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)新形勢(shì)的發(fā)展和需求，因此在我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和發(fā)展中，越來(lái)越多的新型技術(shù)得到應(yīng)用。BIM技術(shù)就是在眾多的信息技術(shù)中逐漸發(fā)展和應(yīng)用起來(lái)的一項(xiàng)新興技術(shù)。BIM技術(shù)是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱，是工程技術(shù)中的一項(xiàng)全新的技術(shù)手段，可以根據(jù)工程建設(shè)項(xiàng)目的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息監(jiān)理相應(yīng)的模型，并且通過(guò)信息模型的建立來(lái)真實(shí)反映建筑工程的使用信息。本文就主要針對(duì)BIM技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用做相應(yīng)的分析和研究。

BIM技術(shù)；公路設(shè)計(jì)；應(yīng)用思考

引言：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展促進(jìn)了我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，并且對(duì)于建設(shè)項(xiàng)目的各項(xiàng)要求都逐漸提高，建設(shè)項(xiàng)目需要具有一定的科學(xué)合理性，在項(xiàng)目難度不斷增加的同時(shí)還要盡可能的降低工程的造價(jià)，并且后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理難度也在不斷地上升等。在這種情況下就需要通過(guò)創(chuàng)新和改進(jìn)科學(xué)技術(shù)來(lái)滿足現(xiàn)代工程的發(fā)展需求。BIM技術(shù)可以通過(guò)信息模型的建立對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行仿真模擬，從而呈現(xiàn)三維數(shù)字化的立體效果，使得企業(yè)的勘察設(shè)計(jì)過(guò)程更加的準(zhǔn)確、高效。并且，BIM技術(shù)還可以對(duì)建設(shè)工程的運(yùn)行狀態(tài)以及性能進(jìn)行全方位的可視化模擬，縮短項(xiàng)目周期，降低工程的成本，極大地優(yōu)化工程質(zhì)量。

一、BIM技術(shù)的概念和應(yīng)用現(xiàn)狀

1、BIM技術(shù)的概念

BIM技術(shù)是建筑信息模型的簡(jiǎn)稱，其主要的技術(shù)原理就是根據(jù)建筑工程中的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字模型的建立，這種建筑模型相當(dāng)于一級(jí)的仿真模擬，因此可以反映出建筑工程的真實(shí)狀態(tài)。目前來(lái)說(shuō)，BIM技術(shù)處于技術(shù)發(fā)展時(shí)期，并且廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，由于其包含地理信息系統(tǒng)以及幾何學(xué)等方面的技術(shù)，所以交通工程的建設(shè)也離不開BIM技術(shù)的應(yīng)用。BIM技術(shù)能夠反映出建設(shè)工程的運(yùn)行狀態(tài)以及生命周期，并且具有可視化、模擬性、協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性以及可出圖形五個(gè)特點(diǎn)。（1）可視化在公路工程的設(shè)計(jì)和施工中起著非常重要的作用，在進(jìn)行公路工程的設(shè)計(jì)和施工時(shí)所要涉及的方面很多，BIM技術(shù)的可視化剛好可以將公路的設(shè)計(jì)全方位的展現(xiàn)出來(lái)，讓設(shè)計(jì)人員可以直觀的感受到公路工程的整體性能和質(zhì)量。（2）模擬性是BIM技術(shù)較為特殊的性質(zhì)，在公路設(shè)計(jì)中不僅可以將具體的模型模擬出來(lái)，還可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)在虛擬空間中進(jìn)行建筑工程的模擬操作，為研究設(shè)計(jì)人員提供更加真實(shí)的效果。（3）協(xié)調(diào)性主要是在公路設(shè)計(jì)中促進(jìn)各項(xiàng)工作的協(xié)調(diào)配合，從而使得工程的設(shè)計(jì)和施工更加的高效。（4）優(yōu)化性即在公路設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，不斷地進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)，從而得出最佳的設(shè)計(jì)方案。（5）可出圖形是指BIM技術(shù)可以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行圖紙的加工，其中包括公路設(shè)計(jì)的方案圖紙以及零部件的加工圖紙等，利用BIM技術(shù)可以畫出各種需求的圖紙，從而滿足工程建設(shè)的要求。

2、BIM技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國(guó)引入BIM技術(shù)之后，就迅速的在建筑、機(jī)電以及機(jī)械領(lǐng)域得到發(fā)展，很多的大型建筑工程都會(huì)利用BIM技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目的管理。并且，相關(guān)部門還明確要求甲級(jí)勘察設(shè)計(jì)單位以及特一級(jí)施工企業(yè)需要逐漸的實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)與企業(yè)管理進(jìn)行一體化的集成，從而有效的提高企業(yè)的發(fā)展效率，除此之外，政府部門也在不斷地推出一些列的措施來(lái)促進(jìn)BIM技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以說(shuō)是我國(guó)設(shè)計(jì)行業(yè)的一次技術(shù)革命，BIM技術(shù)的創(chuàng)新并不僅僅是指工具的創(chuàng)新，其更加偏重的是思維模式和設(shè)計(jì)方法的更新。因此，BIM技術(shù)將不斷地在設(shè)計(jì)領(lǐng)域進(jìn)行發(fā)展。

二、BIM 技術(shù)在公路設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問題及解決措施

1、公路工程自身的限制問題

公路工程屬于線性工程，其最大的特點(diǎn)就是點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣，分布的區(qū)域較大。因此在進(jìn)行公路工程的施工設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮的因素非常多，其中最主要的就是公路所處地區(qū)地理環(huán)境以及地質(zhì)條件的因素。由于BIM技術(shù)在公路設(shè)計(jì)的應(yīng)用中還存在一定的技術(shù)限制，且公路設(shè)計(jì)中的很多單位工程較為復(fù)雜，BIM技術(shù)對(duì)于公路隧道、橋梁或者涵洞的設(shè)計(jì)還有待提高。

對(duì)于公路工程自身的限制問題而言，其最有效的解決措施就是不斷的進(jìn)行BIM技術(shù)應(yīng)用范圍的改進(jìn)和創(chuàng)新，從而使其可以靈活地運(yùn)用在公路項(xiàng)目中較為復(fù)雜的單位工程的設(shè)計(jì)。并且在一般的公路設(shè)計(jì)中，要不斷的嘗試BIM技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，并且在應(yīng)用的過(guò)程中不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能夠有效地促進(jìn)BIM技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和發(fā)展。

2、缺乏相對(duì)專業(yè)的軟件

BIM技術(shù)的使用需要依靠專業(yè)的軟件和信息技術(shù)，然后才能將生成的數(shù)字模型在電腦上進(jìn)行演示，要想將BIM技術(shù)運(yùn)用在各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，就需要研發(fā)更加專業(yè)的運(yùn)行軟件來(lái)對(duì)其進(jìn)行技術(shù)支持。但是，目前我國(guó)所使用的BIM技術(shù)相關(guān)軟件是由國(guó)外開發(fā)的，國(guó)內(nèi)對(duì)于BIM軟件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)還存在一定的差距。由于BIM技術(shù)應(yīng)用軟件的專業(yè)要求較高，因此在進(jìn)行公路設(shè)計(jì)時(shí)很難將相關(guān)的軟件整合到BIM系統(tǒng)中，這也給公路工程的設(shè)計(jì)造成了一定的困難。

對(duì)于BIM技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中缺乏相對(duì)專業(yè)的軟件問題，需要相關(guān)的技術(shù)人員根據(jù)我國(guó)公路設(shè)計(jì)工程實(shí)際的應(yīng)用特點(diǎn)來(lái)開發(fā)更多的專業(yè)技術(shù)軟件，并且公路設(shè)計(jì)人員還可以根據(jù)公路的實(shí)際需求對(duì)相關(guān)的軟件進(jìn)行二次開發(fā)，從而滿足BIM技術(shù)對(duì)于應(yīng)用軟件的要求。另外，應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)技術(shù)專家進(jìn)行我國(guó)BIM系統(tǒng)軟件的開發(fā)，加強(qiáng)BIM技術(shù)的漢化，并根據(jù)我國(guó)公路工程建設(shè)的需要設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單、功能齊全的BIM設(shè)計(jì)軟件，逐漸地完成軟件的整合，并形成開放式軟件形式，從而滿足公路設(shè)計(jì)的要求。

3、缺乏專業(yè)的技術(shù)人員

BIM技術(shù)作為工程建設(shè)技術(shù)中一項(xiàng)全新的技術(shù)，在進(jìn)行建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中對(duì)工作人員具有較高的技術(shù)水平要求，技術(shù)人員需要掌握BIM技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中所需要的信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)操作，并且要根據(jù)不同的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行模型的建立。但是，在公路設(shè)計(jì)領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用中，專業(yè)技術(shù)人員成為其面臨的主要問題。

想要解決專業(yè)技術(shù)人員缺乏的問題，就需要相關(guān)的企業(yè)進(jìn)行BIM技術(shù)人員的專業(yè)培訓(xùn)，并且要設(shè)立BIM技術(shù)的考核和評(píng)價(jià)系統(tǒng)，從而促使技術(shù)人員進(jìn)行自我能力的提升。除此之外，為了給各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域選拔BIM技術(shù)應(yīng)用的專業(yè)人才和高級(jí)管理人員，相關(guān)部門已經(jīng)成立了BIM技能的等級(jí)考試，從而有效的為各個(gè)行業(yè)甄選專業(yè)技術(shù)人才，從根本上解決BIM技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中專業(yè)技術(shù)人員缺乏的問題。

三、BIM技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、BIM技術(shù)在立項(xiàng)階段的應(yīng)用

在公路工程的立項(xiàng)準(zhǔn)備階段，就需要對(duì)公路工程進(jìn)行可行性的研究，相關(guān)工作人員需要提出項(xiàng)目可行性的論證，并且提出工公路工程線路的走向、施工的方案以及主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，并且進(jìn)行公路施工的前期準(zhǔn)備工作。因此在公路工程前期的立項(xiàng)階段，相關(guān)技術(shù)人員可以利用BIM技術(shù)集成地理信息系統(tǒng)的三維可視化模型，從而更加立體的反映公路工程的設(shè)計(jì)。在利用BIM技術(shù)進(jìn)行模型的建立時(shí)，需要事先將公路所在區(qū)域的路網(wǎng)信息，社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及地理環(huán)境等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理，然后利用整理好的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行路網(wǎng)三維模型的建立。在此期間，還要對(duì)公路工程的交通量進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)，確定公路建設(shè)的必要性以及公路建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，在提出初期的公路設(shè)計(jì)線路之后，可以利用GIS進(jìn)行空間分析，明確公路線路的走向。

2、BIM技術(shù)在外業(yè)期間的應(yīng)用

在公路工程的設(shè)計(jì)階段，外業(yè)工作主要包括公路工程的勘察作業(yè)，公路設(shè)計(jì)勘察中包括初步勘察和詳細(xì)勘查兩個(gè)階段。利用BIM技術(shù)呈現(xiàn)的公路立體三維模型，可以分析和建立需要進(jìn)行專業(yè)外業(yè)勘測(cè)數(shù)據(jù)的中央數(shù)據(jù)庫(kù)。通常情況下，公路設(shè)計(jì)的外業(yè)工作主要包括地形地物的勘察、橫斷面數(shù)據(jù)的勘察、公路所處地質(zhì)環(huán)境的勘查以及橋涵水文資料的勘察等。另外管理人員需要對(duì)外業(yè)工作中的各項(xiàng)流程進(jìn)行規(guī)范和細(xì)化，從而提高各專業(yè)工作之間數(shù)據(jù)共享的效率。并且技術(shù)人員需要對(duì)勘察的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的錄入，編輯以及整理，然后將整理完成之后的數(shù)據(jù)結(jié)果采集到BIM模型當(dāng)中，技術(shù)人員會(huì)結(jié)合實(shí)際采集錄入的數(shù)據(jù)資料來(lái)對(duì)模型進(jìn)行進(jìn)一步的整合和改進(jìn)，從而進(jìn)一步的優(yōu)化公路設(shè)計(jì)，提高公路設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

3、BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

公路設(shè)計(jì)階段是整個(gè)公路工程建設(shè)過(guò)程中的核心階段，相關(guān)的技術(shù)人員在公路設(shè)計(jì)階段需要利用BIM模型對(duì)施工圖進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)，并且各專業(yè)之間需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的整合以及信息的溝通來(lái)完成公路工程施工圖的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)階段，利用BIM模型進(jìn)行公路工程的設(shè)計(jì)可以實(shí)時(shí)的更改施工圖的數(shù)據(jù)信息，并且，工作人員在完成公路設(shè)計(jì)橫斷面圖、縱斷面圖以及土方施工圖的標(biāo)注之后，利用BIM技術(shù)就可以結(jié)合標(biāo)注的數(shù)據(jù)信息來(lái)進(jìn)行模型的整合。并且，BIM技術(shù)具有可出圖像性，工作人員在模型中根據(jù)公路線路的走向完成圖紙之后，就可以利用BIM技術(shù)快速完成施工圖的生成。如果模型中的數(shù)據(jù)發(fā)生變動(dòng)，則生成的施工圖紙也會(huì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性的更新，并且還可以根據(jù)工程建設(shè)的需要生成具有針對(duì)性的重要地圖和圖例。

結(jié)束語(yǔ)：隨著我國(guó)公路交通運(yùn)輸行業(yè)的不斷發(fā)展，公路設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用也在不斷地推廣。BIM技術(shù)具有可視化的優(yōu)勢(shì)，技術(shù)人員可以通過(guò)BIM技術(shù)機(jī)那里公路工程的數(shù)字信息模型，模擬真實(shí)的公路設(shè)計(jì)，并根據(jù)公路工程實(shí)際施工的環(huán)境進(jìn)行合理的調(diào)整和改進(jìn)。另外，在公路工程的設(shè)計(jì)中利用BIM技術(shù)可以對(duì)勘察設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行控制，同時(shí)還可以給公路工程的數(shù)字化施工以及后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理提供更加科學(xué)和廣泛的數(shù)據(jù)支持。因此，在公路工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)中合理的運(yùn)用BIM技術(shù)技術(shù)可以有效的解決公路工程建設(shè)遇到的各種問題，為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)提供保障。

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