BIM技術(shù)在城市道路接入設計中的應用

楊 亮，尹錦明，姜 毅

（1.泰州市公路管理處，江蘇 泰州225300；2.南京理工大學泰州科技學院，江蘇 泰州225300）

0 引言

根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，2018年我國發(fā)生交通事故244937起，交通事故死亡人數(shù)達63194人。根據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，2016年，道路交通傷害造成了140萬人死亡，其中約3/4（74%）為男性成年和未成年人，成為全球十大死亡原因之一。交通安全事關(guān)百姓生活的方方面面，因此，交通安全成為社會關(guān)注的熱點。交叉口是多向交通匯交的節(jié)點，是道路交通事故的高發(fā)地，約40%的交通事故發(fā)生在交叉口[1]。因此，做好交叉口的交通安全設計事關(guān)整個道路交通的安全。

接著，就是在保證道路網(wǎng)交通流通行能力、運行速度、行車安全的同時,給周圍土地使用和土地開發(fā)提供出入口[2]。一條道路接入另一條道路時，多向交通在此交匯，即會產(chǎn)生交叉口，交通流變得紊亂，安全性就會降低，國外學者早就關(guān)注到這一問題，有專門的接入管理，應用較多的是美國的《Access Management Manual》，以交通安全與效率為主要目標，對接入進行管理，控制土地，進行接入口的設計、交通渠化[3-4]。

風險源識別與分析是接入管理的前提。在設計階段，風險源主要有：線形、間距、視距、交叉角度、交通管理等[5]。做好風險源識別的基礎是獲得道路接入的原始信息，BIM技術(shù)以其在可視化、信息化等方面的優(yōu)勢，克服了傳統(tǒng)的二維表現(xiàn)形式的缺點，受到了越來越多的重視，尤其是在房屋建筑領(lǐng)域，技術(shù)日趨成熟。但是，將BIM技術(shù)應用于道路接入分析少有報導。現(xiàn)將BIM技術(shù)應用于道路接入分析，為道路接入分析提供新的技術(shù)支持。

1 BIM技術(shù)輔助接入分析的技術(shù)路線

目前，BIM技術(shù)在場地三維建模、基礎設施三維設計、三維表現(xiàn)方面有比較成熟的解決方案。建立場地的三維模型是進行接入分析的基礎，目前，常用的場地三維模型建立的方法有：（1）通過傳統(tǒng)測量方法（全站儀法或衛(wèi)星定位測量法），獲得測區(qū)若干點的三維坐標，采用軟件建立三維場地模型。（2）采用三維激光掃描儀，獲取測區(qū)的密集點云，利用點云建立三維場地模型。（3）采用無人機傾斜攝影，從多個角度拍攝測區(qū)的照片，通過軟件構(gòu)建區(qū)域的三維模型。無人機傾斜攝影法可以得到測區(qū)真實的紋理信息，使場地信息詳細、直觀。因此，擬采用無人機傾斜攝影的方法建立場地三維模型。在場地三維模型的基礎上，可以分析現(xiàn)有道路的交通組織，擬定接入方案，進而進行三維設計?；A設施的三維設計常用的有鴻業(yè)、Bentley和Autodesk等公司的相關(guān)軟件。鴻業(yè)公司開發(fā)的道路三維設計軟件——路易，操作簡便、靈活，更符合國內(nèi)設計行業(yè)的需要，并且軟件有渲染功能，能夠集成傾斜攝影模型，方便設計方案展示與成果交付。其具體的技術(shù)路線見圖1所示。

2 工程應用

圖1 技術(shù)路線圖

泰州市東風快速路是泰州市區(qū)快速路網(wǎng)規(guī)劃中的重要組成部分。建成通車后，方便了市民的出行同時，也加速了周邊土地開發(fā)的速度。根據(jù)規(guī)劃，東風快速路西側(cè)的海河路需要接入快速路。目前，海河路已經(jīng)完工，為順利實施海河路的接入，做好接入分析與設計，減少因接入引起的隱患，擬采用BIM技術(shù)進行接入分析與設計。

2.1 構(gòu)建原始場地模型

根據(jù)項目需要，首先采用無人機采集接入處的場地信息，分別按照正射影像和三維模型的構(gòu)建需要進行航線規(guī)劃。執(zhí)行完拍攝任務后，利用照片生產(chǎn)出正射影像、密集點云、三維模型，以滿足后續(xù)分析與設計的需要，成果見圖2~圖4所示。

圖2 正射影像

圖3 數(shù)字地面模型

圖4 三維實景模型

2.2 接入口現(xiàn)狀分析

根據(jù)接入口現(xiàn)狀的場地模型，擬接入道路——海河路已經(jīng)施工完成，橫斷面寬30m，橫斷面包括人行道2×3.5m，綠化帶2×1.5m，非機動車道2×3m，機動車道14m。東風快速輔路為雙車道，每車道寬3.5m。交叉口處，海河路進口道為單右轉(zhuǎn)車道，車道寬3.75m，海河路的出口為雙車道，每車道寬3.5m。交叉口南側(cè)約36m處，有一施工臨時道路接入口。經(jīng)過模型分析，當前交叉口處交通設施還不完善，主要問題包括：（1）輔路右側(cè)綠化帶沒有開口，不能滿足海河路的接入；（2）海河路出口為雙車道，銜接輔路的單車道，渠化不合理；（3）輔路雙車道之間為虛線分隔，渠化不合理；（4）施工臨時道路接入口距離海河路交叉口太近；（5）缺少必要的信息提示設施。

2.3 接入口改進設計

通過對場地模型的詳細分析，設計師、評審專家提出了如下改進方案：

（1）優(yōu)化海河路出口，通過渠化設計，將雙車道變?yōu)閱诬嚨溃嚨缹挾仍O計為4m。

（2）輔路上距離交叉口110m處，設置交叉口提示標志，使右轉(zhuǎn)車輛提前進入最右側(cè)車道，輔路上雙車道間的虛線改為實線，實線長120m。

（3）輔路右側(cè)綠化帶增設兩個出口，出口長12m，滿足車輛駛?cè)牒婉偝觯P(guān)閉施工臨時道路的接入口。

（4）交叉口處增加導向線、非機動車道提示，增加交叉口提示標牌、人行道提示標牌等交通設施。

根據(jù)上述建議，改善設計見圖5和圖6所示。由模型可直觀地分析該接入點處渠化、交通設施情況，方便專家和公眾對該接入點進行評估。同時，還進行了交通流的模擬，展示設計成果，如圖7所示。

圖5 海河路視角下接入設計方案模擬圖

圖6 東風路視角下接入設計方案模擬圖

3 結(jié) 語

道路接入點處，交通流發(fā)生變化，容易產(chǎn)生交通事故。利用BIM技術(shù)可以直觀地展示場地現(xiàn)狀，分析接入需求。開展接入點處的三維設計，直觀地展示了設計成果，方便進行成果評估。下一步將BIM設計成果導入交通分析軟件，評估通行效率、凈空需求，將能進一步體現(xiàn)BIM技術(shù)的優(yōu)勢。相信隨著BIM技術(shù)的發(fā)展，基于三維模型和數(shù)據(jù)的分析將會越來越完善，BIM技術(shù)將促進交通事業(yè)更好地發(fā)展。