道路工程設(shè)計(jì)發(fā)展與BIM技術(shù)應(yīng)用

張維建 夏姍姍

(國(guó)家林業(yè)局昆明勘察設(shè)計(jì)院，云南昆明 650000)

1 背景

道路在滿足通行的基本功能基礎(chǔ)上，隨著社會(huì)發(fā)展、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，承載了越來(lái)越多的功能。城市道路的地下天然氣管道、給水管道、排水管道伴行;公路以人為本服務(wù)功能更加突出，休息區(qū)、服務(wù)區(qū)、觀景臺(tái)的設(shè)置在長(zhǎng)途公路中越來(lái)越完善。道路承載的內(nèi)涵，有交通運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)、科學(xué)技術(shù)傳遞、人文思想傳播等等［1］。

縱觀道路建設(shè)發(fā)展史，筑路材料從早期的砂石、木材等自然界存在的天然物資到現(xiàn)在的瀝青混凝土、鋼材等加工材料，勘察設(shè)計(jì)手段從早期的經(jīng)驗(yàn)傳授到儀器勘探、精密測(cè)量，繪圖工具從手工繪圖到計(jì)算機(jī)輔助繪圖，建設(shè)施工手段從早期的人力畜力施工到大量采用機(jī)械施工，都是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定水平的必然結(jié)果。

從最早的只能通行的路到能走車，再到要求安全經(jīng)濟(jì)美觀，是適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要的。生產(chǎn)力提高了，生產(chǎn)者的勞動(dòng)技能，勞動(dòng)對(duì)象，勞動(dòng)工具都隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而不斷更新。從僅靠經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)、手工制圖，到計(jì)算機(jī)輔助繪圖，都是適應(yīng)當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)力發(fā)展水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)需要的?？萍及l(fā)展帶來(lái)的技術(shù)變革，可視化與量化分析，內(nèi)業(yè)工作模式升級(jí)，實(shí)景建模，提前量化工程實(shí)體，構(gòu)思、計(jì)算，設(shè)計(jì)繪圖?，F(xiàn)在的BIM平臺(tái)，同樣也是生產(chǎn)力發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物，是適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的必然需要。

2 發(fā)展

道路工程涉及的專業(yè)繁多，形成了各專業(yè)間分工合作及互相協(xié)調(diào)的特點(diǎn)，幾十年來(lái)沒(méi)有因?yàn)橛?jì)算工具的發(fā)展和應(yīng)用軟件升級(jí)而改變;現(xiàn)在特有的道路工程管理方式也將會(huì)因?yàn)锽IM方式的積極采用而發(fā)生變化。將個(gè)人完成任務(wù)與信息模型技術(shù)結(jié)合，設(shè)立任務(wù)信息模型，現(xiàn)有的技術(shù)人員轉(zhuǎn)型至BIM團(tuán)隊(duì)［2］。

現(xiàn)今，道路工程建設(shè)各階段的專業(yè)應(yīng)用軟件基礎(chǔ)很好，在已有的專業(yè)功能、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范集成、軟件架構(gòu)以及操作習(xí)慣上，進(jìn)行BIM能力改造提升，形成任務(wù)信息模型應(yīng)用軟件。

工程建設(shè)數(shù)字計(jì)算及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展可分為三個(gè)歷程，即人工時(shí)代、鍵盤時(shí)代和集成時(shí)代。在人工時(shí)代，從算盤、計(jì)算尺到計(jì)算器，依靠計(jì)算工具幫助工程技術(shù)人員提高工作質(zhì)量與效率;在鍵盤時(shí)代，從計(jì)算機(jī)輔助繪圖、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)到三維數(shù)字軟件，依靠人的思維固化于計(jì)算機(jī)中的軟件幫助工程技術(shù)人員提高工作質(zhì)量與效率;目前我們將在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)不斷提升的同時(shí)，利用BIM理念、軟件平臺(tái)，集合道路工程建設(shè)各階段工程技術(shù)人員的任務(wù)分工，提高工作質(zhì)量與效率，努力實(shí)現(xiàn)集成時(shí)代。

BIM平臺(tái)作為一種生產(chǎn)工具、勞動(dòng)資料，服務(wù)并促進(jìn)生產(chǎn)力的發(fā)展。生產(chǎn)工具從側(cè)面反映生產(chǎn)力水平。勞動(dòng)資料作為構(gòu)成生產(chǎn)力的基本要素，是社會(huì)發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力基礎(chǔ)。

建筑信息模型(Building Information Modeling)或者建筑信息管理(Building Information Management)是以建筑工程項(xiàng)目的各項(xiàng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，建立起三維的建筑模型，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。它具有信息完備性、信息關(guān)聯(lián)性、信息一致性、可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性八大特點(diǎn)。將建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位等項(xiàng)目參與方在同一平臺(tái)上，共享同一建筑信息模型。利于項(xiàng)目可視化、精細(xì)化建造［2］。

在建設(shè)工程及設(shè)施全生命期內(nèi)，對(duì)其物理和功能特性進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)，并依此設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)的過(guò)程和結(jié)果的總稱。可劃分為策劃與規(guī)劃、勘察與設(shè)計(jì)、施工與監(jiān)理、運(yùn)行與維護(hù)、改造與拆除五個(gè)階段［2］。

3 BIM的優(yōu)勢(shì)

與現(xiàn)在廣泛使用的繪圖方式相比，BIM具備的方式方法優(yōu)勢(shì)更明顯。信息模型中包含多種數(shù)字形式，道路工程建設(shè)者可以從這個(gè)建筑信息模型中提取需要的數(shù)據(jù)，既可指導(dǎo)技術(shù)工作開(kāi)展又能將相應(yīng)工作的信息反饋到模型中，這種機(jī)制能在最大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)資源合理運(yùn)用［3］。

BIM技術(shù)主旨是在工程設(shè)計(jì)建造管理維護(hù)全壽命周期使用的工具，基于參數(shù)、特性等屬性整合成初始模型，在道路工程全壽命周期過(guò)程中進(jìn)行運(yùn)算、模擬和完善，使工程技術(shù)人員對(duì)各種信息作出合理的理解和應(yīng)對(duì)，為參建各方提供協(xié)同工作的平臺(tái)和數(shù)據(jù)，在控制質(zhì)量、成本、進(jìn)度和安全等方面提供新的方法。

4 結(jié)語(yǔ)

生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系是生產(chǎn)方式的不可分割的兩個(gè)方面。生產(chǎn)力決定生產(chǎn)關(guān)系，同時(shí)，生產(chǎn)力反作用于生產(chǎn)關(guān)系。因此，工程人員應(yīng)主動(dòng)的學(xué)習(xí)應(yīng)用BIM平臺(tái)，適應(yīng)生產(chǎn)力提高的趨勢(shì)。BIM技術(shù)將來(lái)是更多于三維的模型信息呈現(xiàn)，更及時(shí)的避免災(zāi)難，提前發(fā)現(xiàn)規(guī)劃、設(shè)計(jì)的缺陷。對(duì)于第四維、第五維等更多維度信息，可以是歷史過(guò)往的道路工程地理、天氣、人文、生態(tài)環(huán)境等信息，可以是未來(lái)的道路工程地理、天氣、人文、生態(tài)環(huán)境等信息。貫穿在道路工程整個(gè)生命周期中，使設(shè)計(jì)、建造，維護(hù)等大量信息保存在BIM中，得以重復(fù)、便捷地使用。培養(yǎng)一大批既懂得科技和管理，還懂得經(jīng)營(yíng)的復(fù)合型人才。

道路，一個(gè)實(shí)體;BIM一個(gè)通過(guò)計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)現(xiàn)的虛擬平臺(tái)，更好的實(shí)現(xiàn)道路承載的實(shí)體功能。通過(guò)BIM平臺(tái)，工程人員使用先進(jìn)的勞動(dòng)工具，提高道路工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)管理效率，促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展。