BIM技術(shù)應(yīng)用于市政工程設(shè)計的現(xiàn)狀與前景

李萬里

（中機(jī)中聯(lián)工程有限公司，重慶 400039）

李萬里.BIM技術(shù)應(yīng)用于市政工程設(shè)計的現(xiàn)狀與前景[J].重慶建筑，2019（7）：29-30.

0 引言

BIM技術(shù)是近來市政行業(yè)的熱門話題，被公認(rèn)為是工程設(shè)計由手繪進(jìn)步到CAD繪圖之后的第二次技術(shù)變革。本文結(jié)合重慶市的實際情況，分析BIM技術(shù)在市政工程設(shè)計中應(yīng)用的現(xiàn)狀和存在的問題，探討B(tài)IM未來的發(fā)展前景。

1 BIM技術(shù)在市政工程設(shè)計行業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)狀

BIM技術(shù)是市政工程設(shè)計行業(yè)的新熱點(diǎn)。近年來，重慶等地有關(guān)部門不斷推進(jìn)BIM技術(shù)的落地，其中重慶市建委（現(xiàn)重慶市住房和城鄉(xiāng)建委）2017年發(fā)布的《重慶市市政工程初步設(shè)計、施工圖設(shè)計文件編制技術(shù)規(guī)定》明確指出，大型道路、橋梁、隧道及三層以上立交，應(yīng)當(dāng)采用BIM技術(shù)進(jìn)行初設(shè)和施工圖設(shè)計。重慶市各大設(shè)計院積極響應(yīng)，成立了BIM工作小組，開展典型項目應(yīng)用與探索，BIM技術(shù)已經(jīng)成為市政工程設(shè)計和審查中必不可少的環(huán)節(jié)。

然而，各家設(shè)計院在實際運(yùn)營中，卻往往采用的是“工程設(shè)計”和“BIM應(yīng)用”逆向設(shè)計的方式：一撥人采用傳統(tǒng)CAD方式進(jìn)行工程設(shè)計，另一拔人再負(fù)責(zé)倒裝BIM應(yīng)用，這就造成了設(shè)計與BIM“兩張皮”、相互脫節(jié)的現(xiàn)象[1]。

為什么在政府部門的大力推廣下，BIM技術(shù)依舊停留在方案展示階段，而未能實現(xiàn)正向設(shè)計？BIM技術(shù)在市政工程設(shè)計的應(yīng)用到底存在哪些問題？本文站在市政設(shè)計工作者的角度，闡述個人觀點(diǎn)與認(rèn)識。

2 BIM技術(shù)應(yīng)用于市政工程設(shè)計的限制和障礙

2.1 市政工程環(huán)境的限制

市政項目是線性工程，涉及專業(yè)、周邊控制因素較多，不像建筑作為獨(dú)立項目，一般只涉及其所在地塊，環(huán)境相對獨(dú)立。這就導(dǎo)致市政工程BIM建模的范圍更大，難度和工作量也隨之增大。目前BIM軟件的智能化程度較低，模型建立的工作量巨大，重慶山地城市的特點(diǎn)讓這一矛盾更加突出。

本文以重慶市大學(xué)城復(fù)線隧道工程BIM設(shè)計為例進(jìn)行討論。該項目全長5.9km，包含橋隧、道路、擋墻、管線等多個專業(yè)；周邊環(huán)境復(fù)雜，涉及現(xiàn)狀公路、鐵路、隧道、水系、既有管線及建筑物等。BIM模型要準(zhǔn)確反映項目本身及其與周邊環(huán)境的關(guān)系，難度頗大，需要在多個軟件之間來回切換：項目地形、路基路線等內(nèi)容需運(yùn)用Civil 3D軟件完成，橋隧等結(jié)構(gòu)工程內(nèi)容需用Revit完成，管網(wǎng)部分需運(yùn)用鴻業(yè)管立德完成，之后再拼裝成匯總的模型。由于各專業(yè)采用不同軟件設(shè)計，相互不能進(jìn)行參數(shù)化修改，而市政工程周邊環(huán)境可變性較大，容易造成反復(fù)修改及各專業(yè)版本不一致的情況。

2.2 市政BIM行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚不完善

圖紙是工程界的通用語言。目前，無論是從業(yè)人員的思維習(xí)慣，還是相關(guān)的審批流程，都是基于傳統(tǒng)二維CAD圖紙來進(jìn)行。而BIM交付的成果卻是信息模型，市政行業(yè)的BIM標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，不能覆蓋滿足工程設(shè)計和審查的需要[2]。

以重慶市的項目審批流程為例，工可、方案設(shè)計階段、各專項設(shè)計的報建并無BIM設(shè)計的要求，仍基于傳統(tǒng)CAD圖紙進(jìn)行；初設(shè)、施工圖階段雖然增加了BIM模型的審查，但由于軟件及設(shè)計人員水平的限制，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚不完善，編制深度僅限于幾何尺寸和重要設(shè)計參數(shù)等內(nèi)容，并未對BIM模型各個細(xì)節(jié)提出全方位、精細(xì)化的要求。因而，目前BIM模型的審查更重要是起到輔助看圖的作用，并不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)二維圖紙的功能。

2.3 BIM推廣帶來的經(jīng)濟(jì)效益有限，缺乏核心競爭力

BIM技術(shù)的推廣會引發(fā)市政行業(yè)設(shè)計方式的轉(zhuǎn)變，在推廣前期會降低工作效率，而購買軟件、人才培訓(xùn)、設(shè)計周期延長等問題，將大大提高設(shè)計院的運(yùn)營成本。難以通過BIM技術(shù)的應(yīng)用來實現(xiàn)創(chuàng)收，導(dǎo)致設(shè)計院缺乏推廣的動力。

而市政行業(yè)由于項目環(huán)境復(fù)雜，與建筑行業(yè)相比，精細(xì)化程度不高，施工過程中也往往會產(chǎn)生較多的設(shè)計變更。傳統(tǒng)二維設(shè)計圖紙尚且不能完全指導(dǎo)施工，需施工單位根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整。BIM技術(shù)在應(yīng)用過程中，設(shè)計與施工之間更是處于脫節(jié)狀態(tài)，設(shè)計的模型無法在施工階段被利用，需要施工單位根據(jù)藍(lán)圖重新翻模，更增加了BIM技術(shù)在項目全生命周期推廣的難度。

2.4 BIM軟件的不成熟

從以上三點(diǎn)原因可知，BIM技術(shù)在市政工程設(shè)計中應(yīng)用的最大障礙是相關(guān)軟件的不成熟。目前，各種BIM軟件百家爭鳴，本文結(jié)合國際知名的AutocadCivil3D、Bentley和國內(nèi)鴻業(yè)路易等軟件，介紹現(xiàn)有BIM軟件解決方案存在的問題。

2.4.1 現(xiàn)有主流BIM軟件特點(diǎn)的介紹

（1）目前應(yīng)用最廣的是歐特克Autodesk公司的AutoCAD Civil 3D和Revit，其中Civil 3D是專門針對道路工程軟件包，沒有橋隧、擋墻等構(gòu)造物的設(shè)計功能，需采用Revit進(jìn)行建模。但Revit針對建筑結(jié)構(gòu)開發(fā)，市政項目應(yīng)用效果較差。

（2）最專業(yè)的是奔特力Bentley公司的PowerCivil和Power InRoads。Bentley所采用的microstation內(nèi)核，三維數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)大，并且所有軟件均基于該平臺開發(fā)，真正做到了“一個平臺，一個模型”。但其缺點(diǎn)為市場普及率低，本地化、智能化不強(qiáng)，需要大量的二次開發(fā)。

（3）國產(chǎn)市政BIM軟件中鴻業(yè)公司的路易RoadLeader處于領(lǐng)先地位。該軟件基于現(xiàn)有AutoCAD平臺開發(fā)，智能化程度高，與現(xiàn)有CAD差異小，建模速度快，容易上手。但存在細(xì)節(jié)處理不理想、三維能力有限、開發(fā)潛力不高的缺點(diǎn)。

2.4.2 現(xiàn)有BIM軟件存在的主要問題

（1）國外軟件本地化、智能化程度不高；操作復(fù)雜，建模速度慢

以歐特克和奔特力等為代表的國外軟件，特點(diǎn)均與國內(nèi)要求不符，智能化程度不高，操作復(fù)雜而死板，無法適應(yīng)國內(nèi)大規(guī)模建設(shè)的特點(diǎn)，加之軟件操作界面習(xí)慣與傳統(tǒng)CAD不同，導(dǎo)致建模速度慢且不易上手。

（2）部分軟件基于建筑軟件開發(fā)，無法適應(yīng)市政行業(yè)的實際情況

目前主流的Revit等軟件基于建筑軟件開發(fā)，其理念基于建筑軸線的概念，與市政項目線性樁號的概念不符，無法適應(yīng)市政行業(yè)的實際需求。同屬于歐特克公司的Civil 3D與Revit分屬不同平臺開發(fā)，其組合偏離了“一個平臺，一個模型”的宗旨，不利于后期的參數(shù)化修改、施工模擬等工作。

（3）輔助出圖等功能弱，不符合行業(yè)習(xí)慣

BIM軟件輸出的二維圖紙，細(xì)節(jié)上往往與行業(yè)要求不符，并且與AutoCAD無法互通，難以應(yīng)用CAD進(jìn)行修改。所以BIM輔助出圖等功能往往成為雞肋，不能指導(dǎo)施工。

（4）各BIM軟件缺乏共享接口，信息傳遞出現(xiàn)錯誤、缺失等現(xiàn)象

目前市場上有數(shù)十家BIM軟件供應(yīng)商，各自在不同領(lǐng)域具有優(yōu)勢，但被大眾廣泛接受的平臺尚未出現(xiàn)，需要采用不同軟件建模后再進(jìn)行匯總。但是各家公司相互競爭，互不合作，軟件之間缺乏共享接口，需要大量二次開發(fā)才能完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并且在轉(zhuǎn)換過程中常伴有數(shù)據(jù)不完整、缺失等現(xiàn)象[3]。

綜上所述，目前BIM行業(yè)尚無像AutoCAD在傳統(tǒng)二維設(shè)計中那樣占統(tǒng)治地位的軟件，各家公司各有優(yōu)勢、缺點(diǎn)，也互不合作，百家爭鳴的局面給BIM行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定也帶來了一定難度，軟件數(shù)據(jù)、出圖標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范化問題亟需解決。

3 BIM技術(shù)在市政工程設(shè)計應(yīng)用中的發(fā)展前景

總體而言，重慶市近年來不斷制定和推進(jìn)BIM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過大型項目先行試點(diǎn)的方式，推動BIM技術(shù)在市政工程設(shè)計應(yīng)用的落地。然而在目前階段的實施過程中，BIM設(shè)計的效率還未能實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，有待進(jìn)一步提高。

BIM技術(shù)的核心是相關(guān)的軟件技術(shù)，雖然在短時間內(nèi)，在工程設(shè)計的全過程、全專業(yè)實施 BIM技術(shù)是不現(xiàn)實的，但是積極探索BIM技術(shù)的應(yīng)用、挖掘 BIM技術(shù)應(yīng)用的價值，是非常必要和迫切的。只有在探索中，相關(guān)的軟件技術(shù)實現(xiàn)本質(zhì)性突破，能夠真正提高工程設(shè)計的效率時；并且只有當(dāng)出現(xiàn)如AutoCAD在二維設(shè)計中那樣占統(tǒng)治地位的軟件，其余公司圍繞其進(jìn)行各專業(yè)軟件包開發(fā)時，才是BIM技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的成熟契機(jī)。而BIM軟件技術(shù)的研發(fā)需要一定的周期，不可避免地要經(jīng)歷大浪淘沙、優(yōu)勝劣汰的過程[4]。

無論是從行業(yè)高度，還是具體到設(shè)計企業(yè)應(yīng)用的層面，我們對BIM技術(shù)都應(yīng)當(dāng)堅持“積極而謹(jǐn)慎”的態(tài)度。既要及時跟進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，探索BIM在各專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，又不宜對其給予過高、過快的期待。BIM技術(shù)不是短時間內(nèi)將取代傳統(tǒng)CAD的技術(shù)革命，也不是沒有前途的龐氏騙局。如今的BIM技術(shù)更像是10年前的新能源汽車，各種軟件正如從前的太陽能、氫能等新能源形式，終需其中的關(guān)鍵技術(shù)取得突破后，才能像現(xiàn)在的電動汽車一樣一統(tǒng)天下。