BIM技術(shù)在提升公路勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量中的應(yīng)用研究

彭建新 張新欣

摘 要： 近年來(lái)，隨著我國(guó)社會(huì)的快速發(fā)展，公路交通網(wǎng)絡(luò)體系不斷完善，人們對(duì)公路的穩(wěn)定性和安全性越來(lái)越重視。公路勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量不僅影響著道路的使用性能，而且影響著車輛的行駛安全。因此，信息化和智能化的BIM建筑信息模型被廣泛應(yīng)用于公路建筑行業(yè)， 通過(guò)公路勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)項(xiàng)目質(zhì)量的提升目的。本文簡(jiǎn)要介紹了公路勘察設(shè)計(jì)BIM技術(shù)，重點(diǎn)分析了BIM技術(shù)在提升公路勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量中的應(yīng)用，以期能為有關(guān)方面的需要提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞： BIM技術(shù)；公路勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量；應(yīng)用研究

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷提升，人們?nèi)找嬷匾暪こ淌┕べ|(zhì)量，公路勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量不僅是工程質(zhì)量的基礎(chǔ)，而且是公路工程建設(shè)的關(guān)鍵，直接影響著公路建設(shè)整體質(zhì)量水平。采用BIM模型，能夠模擬出工程設(shè)計(jì)對(duì)公路勘察設(shè)計(jì)、監(jiān)理、運(yùn)營(yíng)維護(hù)等各階段所產(chǎn)生的影響，使建設(shè)項(xiàng)目各類任務(wù)的質(zhì)量大幅提升，最終達(dá)到提升整個(gè)項(xiàng)目質(zhì)量的目的。

一、公路勘察設(shè)計(jì)BIM技術(shù)的概述

1、公路勘察設(shè)計(jì)BIM技術(shù)的含義

公路項(xiàng)目的施工過(guò)程中，BIM是在公路設(shè)計(jì)階段就開(kāi)始應(yīng)用的，BIM技術(shù)主要通過(guò)對(duì)公路的選線設(shè)計(jì)，施工圖設(shè)計(jì)要求滿足業(yè)主在施工階段對(duì)于工程的要求，借助三維模型的可視化特征與項(xiàng)目管理的利益相適應(yīng)的種種方法，避免在公路周期中反復(fù)重建同一條公路的三維模型，在公路施工過(guò)程中，現(xiàn)階段BIM技術(shù)的成熟度與深度尚不能夠滿足公路施工過(guò)程周期多樣化的特點(diǎn)，但可以采用分級(jí)建模的方式來(lái)盡量滿足不同任務(wù)的用途。

現(xiàn)代公路在空間上呈帶狀分布，可根據(jù)BIM技術(shù)建立多極模型，涵蓋幾何信息，滿足選線設(shè)計(jì)與施工管理要求。BIM技術(shù)應(yīng)當(dāng)根據(jù)路線設(shè)計(jì)中的要求自動(dòng)設(shè)計(jì)三維模型。設(shè)計(jì)與項(xiàng)目地形地質(zhì)充分融合，滿足項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方業(yè)主方的一系列要求，其重點(diǎn)在于對(duì)能夠突出施工過(guò)程中的重要構(gòu)成及特點(diǎn)，對(duì)施工進(jìn)度質(zhì)量成本等有較大的幫助。

2、公路勘察設(shè)計(jì)BIM技術(shù)的特點(diǎn)

BIM技術(shù)具有可視化的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)公路構(gòu)件間互動(dòng)與反饋，形成可視化展示的效果圖報(bào)表，在公路勘察設(shè)計(jì)中做到一定的交通溝流，使各方更直觀的進(jìn)行決策。在公路建設(shè)實(shí)施過(guò)程中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)專業(yè)存在一定的不統(tǒng)一性，各專業(yè)銜接上會(huì)出現(xiàn)偏差，需要負(fù)責(zé)人與各專業(yè)進(jìn)行協(xié)調(diào)；但BIM技術(shù)具有可協(xié)調(diào)性的特點(diǎn)，可以通過(guò)協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)從而避免因協(xié)調(diào)不當(dāng)所出現(xiàn)的問(wèn)題，從而更邊界的確定合理的施工方案。

BIM數(shù)據(jù)有優(yōu)化性強(qiáng)的特點(diǎn)，其公路堪察設(shè)計(jì)提供了可視化等多種展現(xiàn)模式，通過(guò)可視化模型在設(shè)計(jì)階段與項(xiàng)目各方進(jìn)行溝通，并模擬出設(shè)計(jì)對(duì)各階段所產(chǎn)生的影響，公路的時(shí)間空間分布特點(diǎn)來(lái)建立多級(jí)模型，進(jìn)而提高項(xiàng)目設(shè)計(jì)效率。

二、BIM技術(shù)在提升公路勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量中的應(yīng)用分析

1、獲取道路信息

在勘察設(shè)計(jì)階段，根據(jù)實(shí)測(cè)的道路信息，可以建立地形三維模型，利用衛(wèi)星影像完成一定的公路模型的建立，在模型中進(jìn)一步分析。同時(shí)可建立一些地質(zhì)災(zāi)害的模型，通過(guò)模擬地災(zāi)等一系列不可預(yù)見(jiàn)性的災(zāi)害來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)算評(píng)估。這種采集方式獲取的信息有著范圍廣、信息直觀豐富、適用性強(qiáng)等特點(diǎn)，可廣泛適用于路、橋、隧等多領(lǐng)域的勘察設(shè)計(jì)中。

2、三維激光測(cè)量

三維激光測(cè)量，通俗地講就是指用三維的模型為基礎(chǔ)，應(yīng)用到衛(wèi)星定位系統(tǒng)模型預(yù)測(cè)系統(tǒng)及大數(shù)據(jù)所具有的一些基本功能，以激光測(cè)量為手段來(lái)對(duì)公路進(jìn)行一定程度的模擬運(yùn)算，通過(guò)較少的運(yùn)算來(lái)達(dá)到一定的認(rèn)知度。三維激光測(cè)量需要使用衛(wèi)星對(duì)公路進(jìn)行一定的評(píng)判與測(cè)量來(lái)計(jì)算公路的長(zhǎng)度、寬度及是否適合模型所需的一些模板的基本要素。技術(shù)人員需要分析三維激光測(cè)量的成果是否與施工圖紙匹配，從而確定是否可進(jìn)行下一步的工作，如果不匹配，需要根據(jù)結(jié)果進(jìn)行勘察設(shè)計(jì)的調(diào)整，避免造成工程損失。

3、模型的可視化管理

BIM模型擁有豐富的物理模型及幾何信息，因此可采用各種軟件可對(duì)BIM模型進(jìn)行深入開(kāi)發(fā)，在BIM發(fā)展過(guò)程中，通過(guò)分級(jí)模型的管理與開(kāi)發(fā)的方式，可使數(shù)據(jù)信息針對(duì)不同的任務(wù)進(jìn)行可視化管理?？梢暬芾淼淖饔皿w現(xiàn)在可對(duì)重要的路線方案自動(dòng)設(shè)計(jì)生成三維模型，以此來(lái)突出模型的重要部件細(xì)節(jié)特征，增加基礎(chǔ)設(shè)施模型。不同比例的模型在導(dǎo)入后可進(jìn)行三維可視化展示。在詳細(xì)的設(shè)計(jì)流程中，設(shè)計(jì)組人員應(yīng)當(dāng)以不同模型為索引，根據(jù)不同的相應(yīng)地形數(shù)據(jù)獲取路面信息，自動(dòng)提取生成既有路面的車道標(biāo)志，下載的信息直接生成三維地面線，設(shè)計(jì)成果隨時(shí)可以共享并導(dǎo)入到軟件中。以此來(lái)達(dá)到BIM模型的可視化管理。

4、高分辨率衛(wèi)星測(cè)量

利用一定高度的衛(wèi)星對(duì)公路進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及測(cè)量公路設(shè)計(jì)的地形數(shù)據(jù)，這些衛(wèi)星既有路面地表信息采集作用，又具有其它信息采集的作用，以此來(lái)達(dá)到對(duì)公路信息的準(zhǔn)確利用。高分辨率衛(wèi)星測(cè)量可以快速安全地在公路改擴(kuò)建工程中設(shè)置一定的控制點(diǎn)，現(xiàn)有的衛(wèi)星測(cè)量路面高度已經(jīng)能夠達(dá)到一定的程度，已經(jīng)完全可以滿足公路擴(kuò)建施工設(shè)計(jì)的需求。另外，利用野外地質(zhì)勘測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可以采用自動(dòng)化三維建模技術(shù)生成路線，此路線可以和衛(wèi)星系統(tǒng)共同完成對(duì)信息的采集，衛(wèi)星可以創(chuàng)建一定的三維模型，衛(wèi)星測(cè)量可以在獲取三維信息的同時(shí)達(dá)到對(duì)于其它性質(zhì)的進(jìn)一步了解與認(rèn)知，衛(wèi)星系統(tǒng)可以采集化學(xué)的影像來(lái)豐富模型的內(nèi)容，來(lái)達(dá)到對(duì)于公路施工建設(shè)的施工圖紙的進(jìn)一步分析。

5、共享公路模型

公路模型的建立應(yīng)以數(shù)據(jù)為核心，建立三維模型來(lái)達(dá)到數(shù)據(jù)的共享與信息的互相交流，從而使項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)一步的優(yōu)化，在新模型中應(yīng)當(dāng)建立起三維數(shù)據(jù)模型從而來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)流程的優(yōu)化，在相同的硬件和軟件條件下，BIM技術(shù)應(yīng)用效果應(yīng)當(dāng)根據(jù)其現(xiàn)有數(shù)量的情況下，根據(jù)公路工程點(diǎn)多線長(zhǎng)的特點(diǎn)，采用公路模型可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。因此就需要共享公路模型，使公路信息直觀豐富的呈現(xiàn)在設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)其大數(shù)據(jù)信息來(lái)進(jìn)行一定的評(píng)估與測(cè)量，進(jìn)而科學(xué)的分析設(shè)計(jì)出公路施工方案。設(shè)計(jì)人員還應(yīng)考慮到地質(zhì)、生態(tài)選線設(shè)計(jì)出初步的施工方案。

公路模型的共享將是BIM技術(shù)在公路全施工階段不可抵擋的一個(gè)趨勢(shì)，它對(duì)于提升公路勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量有著很大的作用。可促使公路建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)單位主動(dòng)應(yīng)用BIM技術(shù)，只有項(xiàng)目勘察設(shè)計(jì)單位不斷向前端為業(yè)主提供服務(wù)咨詢，才能擴(kuò)大服務(wù)領(lǐng)域和邊界。

產(chǎn)生信息交換價(jià)值，促進(jìn)信息交流。從而使勘察設(shè)計(jì)工程在公路項(xiàng)目全周期中流動(dòng)。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)政策支持和經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)，BIM理念已逐漸深入建筑行業(yè)各單位中。在未來(lái)一段時(shí)間，BIM技術(shù)仍處于發(fā)展階段，為了提升公路勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量，工作人員要進(jìn)一步地推動(dòng)公路勘察設(shè)計(jì)階段BIM應(yīng)用與發(fā)展，針對(duì)工程中所面臨的阻礙因素采取政策引導(dǎo)、激勵(lì)措施等方式逐步解決，真正實(shí)現(xiàn)在公路全生命周期中廣泛應(yīng)用BIM技術(shù)，為未來(lái)公路快速發(fā)展提供必需技術(shù)，促進(jìn)公路建設(shè)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]楊傳堂，BIM技術(shù)在公路發(fā)展過(guò)程中的應(yīng)用與分析[J]，2012（22），31-36.

[2]李彬縣，BIM技術(shù)在提升公路勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量中的應(yīng)用[J]，2011（36），41-51.