基于BIM的道路指路標志設計研究與應用

程 昱 琿

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，四川 成都 610072)

0 前 言

道路BIM(Building Information Modeling)技術是一種應用于道路工程設計、施工、管理的三維數據化工具。隨著道路工程行業(yè)的快速發(fā)展，道路BIM技術被廣泛應用于道路設計、施工、管理等階段，通過對道路的數據化、信息化模型整合，在道路設計、施工和管理的全過程中進行數據信息共享和傳遞，為道路建設者提供協(xié)同工作的基礎。

指路標志設計的目的是為道路使用者提供準確、有效的道路信息，便于在交通運行中通過指路標志的指引實現(xiàn)順利通行的目的，確保交通安全和順暢。傳統(tǒng)指路標志設計主要通過國家規(guī)范標準和當地的設計導則進行設計，因此，往往各地區(qū)的指路標志都不盡相同。本文結合道路BIM技術，從指路標志設計的角度出發(fā)，研究市政道路指路標志設計的方法，規(guī)范指路標志設計，最終達到形成標準化指路標志設計的目的。

1 設計研究

道路交通標志按作用可分為主標志和輔助標志兩大類，其中，主標志包括禁令標志、警告標志、指路標志、指示標志、旅游區(qū)標志、作業(yè)區(qū)標志、告示標志；輔助標志是在主標志無法完整表達或指示其內容時，為維護行車安全與交通順暢而設置的標志。本次設計研究主要針對指路標志設計。

1.1 指路標志版面信息

指路標志是向道路用戶傳遞道路方向、地點和距離，或提供與之相交道路、著名地點、服務區(qū)等信息的標志。指路標志的版面布置是有限的，應信息明確、簡潔美觀。由于駕駛人員在短暫的時間內對信息的接受能力有限，本次研究在規(guī)范標準的前提下，對指路標志版面信息做了一定的取舍，總結了指路標志版面包含的幾類信息。

(1)到達道路信息：表示當前路口左右兩個方向相交道路的道路名。

(2)近前方信息：指直行后第一個與燈控交叉口相接的道路名；左右轉向后的主次干路名或第一個與燈控交叉口相接的道路名；沒有主次干路燈控路口相接的，可使用支路名稱。

(3)遠前方信息：指示直行方向遠端重要信息。遠前方信息包括快速路、主干路、可轉換立交橋、可到達的高速公路、重要地名或遠端可到達道路。遠前方信息的選取應確保指路信息的連續(xù)性。

(4)當下一個可轉換燈控路口左右方向道路名稱不同，且交叉路口兩側道路等級不同時，優(yōu)先選取等級高的一側道路路名。

(5)當交叉路口兩側道路等級相同時，可優(yōu)先選取前方右側道路名稱，也可根據交通主管部門對交通流的分配來進行選取。

1.2 指路標志版面規(guī)格

目前，大多數地區(qū)的指路標志版面規(guī)格不一，版面信息繁多，導致其道路指示功能發(fā)揮不足，也給指路標志的設計者和生產者帶來諸多不便。在現(xiàn)行相關規(guī)范標準和地方交通設施導則的基礎上，根據指路標志版面信息篩選原則，結合指路標志常用規(guī)格尺寸，總結了本文研究的指路標志版面規(guī)格和文字大小(見表1)。

表1 指路標志版面規(guī)格

1.3 指路標志版面設計

根據上文所述的指路標志版面信息和規(guī)格尺寸，在道路BIM軟件中進行指路標志的專項定制設計。

本文通過在道路BIM軟件中建立指路標志的標準數據庫，設計出符合國內大多數地區(qū)使用的通用型指路標志標準圖，在規(guī)范指路標志設計的同時，提高設計效率。交通設施設計者在進行指路標志設計時，可直接調用本文建立的通用型指路標志標準數據庫，在數據庫中添加道路信息即可生成相應的指路標志圖。

本文主要采用鴻業(yè)BIM系列軟件建立的標準數據庫，介紹如何在鴻業(yè)BIM系列軟件中建立指路標志標準數據庫和專項定制設計。

(1)確定指路標志版面信息和規(guī)格尺寸，對道路信息進行篩選。例如，當兩主干路相交時，指路標志版面信息主要有近前方道路、遠前方道路、左轉道路、右轉道路、左轉后可到達道路、右轉后可到達道路等，主干路通過表1選取版面規(guī)格為：500 cm×350 cm(見圖1～2)。

(2)編輯標志樣式。在鴻業(yè)BIM系列軟件中輸入標志尺寸及倒角，選擇銀膜類型，確定襯邊和邊框寬度及顏色；指路標志的底紋和襯邊采用藍色，標志邊框采用白色。

(3)添加標志組件。添加標志組件是指路標志設計的核心，標志組件主要包含文字、數字、指路箭頭等，不同樣式的組件所表達的含義不同，各類標志組件皆可通過鴻業(yè)BIM軟件的創(chuàng)建標志組件功能進行標志組件的定制設計。

圖1 十字交叉口指路標志版面及規(guī)格 圖2 丁字交叉口指路標志版面及規(guī)格

本文設計的通用型指路標志，主要通過創(chuàng)建標志組件功能對指路箭頭和方向指示組件進行了定制設計，十字交叉口與丁字交叉口的指路箭頭樣式和可到達道路信息皆不一致時，需采用不同的標志組件。根據指路標志版面規(guī)格與標志組件樣式，本文共設計了12種不同規(guī)格樣式的指路標志，設計的標志可直接作為通用型指路標志用于城市主干路、次干路和支路，其中4種如圖3～6所示。

在鴻業(yè)BIM軟件中，可直接根據設計的指路標志生成標志版面大樣圖，用于指導指路標志生產和施工。

1.4 指路標志結構設計

指路標志結構分為單柱式、懸臂式和門架式結構。本文設計的通用型指路標志主要用于市政道路，指路標志的結構推薦采用單懸臂式標志結構。

指路標志版面采用3 mm鋁合金板，立柱和橫梁采用不銹鋼無縫鋼管，基礎采用C30鋼筋混凝土結構；立柱與基礎通過法蘭盤用螺栓連接，立柱與法蘭盤焊接，基礎內預埋地腳螺栓，連接設計如圖7所示。

圖3 丁字交叉口300 cm×210 cm指路標志 圖4十字交叉口500 cm×350 cm指路標志

圖5 丁字交叉口400 cm×280 cm指路標志 圖6 丁字交叉口500 cm×350 cm指路標志

圖7 標志基礎結構連接設計

在鴻業(yè)BIM軟件中，對設計的指路標志立面、立柱、橫梁、橫梁法蘭、橫梁加勁肋、底座法蘭盤、底座加勁肋、地腳螺栓和基礎等按相關規(guī)范標準進行了一一驗算，皆滿足規(guī)范標準。在鴻業(yè)BIM軟件中，可直接根據設計的指路標志結構生成指路標志的結構和基礎大樣圖，用于指導指路標志生產和施工。

2 設計應用

通過本文研究，設計的指路標志可直接導入道路BIM模型中，與道路其他模型進行協(xié)同設計。在鴻業(yè)BIM軟件中調用指路標志數據庫文件，將數據庫中的平面標志圖形通過交通設施轉換三維功能，把設計的指路標志轉換成三維圖形，并結合交通標線以及道路相關模型進行三維仿真模擬。設計的指路標志在BIM模型中的三維仿真模擬如圖8～9所示。

3 結 論

本文基于道路BIM技術，研究設計出了一套完整的市政道路通用型指路標志，設計者在交通標志設計過程中，可直接運用本文設計的通用型指路標志，在規(guī)范標準化標志設計的同時，提高設計效率。針對不同地區(qū)的道路，可根據本文介紹的指路標志專項定制設計方法，建立符合當地的指路標志數據庫，用于指路標志設計。通過本文介紹的指路標志設計方法，設計的指路標志可與道路BIM模型進行協(xié)同設計，直接用于道路BIM模型的三維仿真模擬，展示指路標志在道路BIM模型中的應用及其真實效果。本文研究的指路標志設計方法和應用不僅適用于指路標志，也適用于其他交通指示標志。