新技術(shù)與新方法在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用措施

苑博深 吳連勝

(黑龍江省林業(yè)設(shè)計(jì)研究院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 新技術(shù)與新方法在公路設(shè)計(jì)中的作用

1.1 充分表現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖

隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷發(fā)展，新技術(shù)與新方法在公路設(shè)計(jì)中的作用越來越明顯。與傳統(tǒng)的二維模型相比，通過新技術(shù)與新方法建立專業(yè)的三維數(shù)據(jù)模型，能夠?qū)吩O(shè)計(jì)過程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行更為立體和直觀地展示，從而提高問題發(fā)現(xiàn)的效率，為設(shè)計(jì)人員進(jìn)行公路設(shè)計(jì)圖紙的優(yōu)化和改進(jìn)提供直接的幫助。

1.2 較強(qiáng)的模擬分析能力

新技術(shù)與新方法具有更強(qiáng)的模擬分析能力，在公路設(shè)計(jì)初期階段，能夠根據(jù)設(shè)計(jì)人員的實(shí)際需求，對(duì)后續(xù)及整體的施工設(shè)計(jì)效果進(jìn)行充分展示。同時(shí)，將其中可能發(fā)生的問題進(jìn)行模擬，幫助人員進(jìn)行問題改善和設(shè)計(jì)優(yōu)化提供參考[1]。模擬分析能力能夠幫助公路建設(shè)單位有效地節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，提高對(duì)于整體公路設(shè)計(jì)的掌控力度，促進(jìn)公路建設(shè)作用的充分發(fā)揮。

1.3 較高協(xié)調(diào)性

應(yīng)用新技術(shù)與新方法能夠提高公路設(shè)計(jì)的整體協(xié)調(diào)性。傳統(tǒng)的二維模型不能夠?qū)⒐吩O(shè)計(jì)過程中的問題進(jìn)行充分展示，隨著現(xiàn)代城市化進(jìn)程的快速發(fā)展，人們對(duì)于公路設(shè)計(jì)也提出了更高的要求，其中的存在的問題也越來越復(fù)雜和多樣[2]。尤其針對(duì)一些錯(cuò)綜復(fù)雜的立交公路設(shè)計(jì)和高低起伏公路設(shè)計(jì)，這些公路設(shè)計(jì)涉及對(duì)象和參與方式更加的復(fù)雜，利用新技術(shù)與新方法能夠?qū)⒌缆肥┕じ鞣矫鏀?shù)據(jù)進(jìn)行充分協(xié)調(diào)，提高公路工程建設(shè)的準(zhǔn)確性和效率性。通過立體多維的設(shè)計(jì)模型，使人直觀地感受到公路設(shè)計(jì)效果，促進(jìn)工程順利實(shí)施。

2 現(xiàn)階段新技術(shù)與新方法應(yīng)用于公路設(shè)計(jì)當(dāng)中的基本狀況

2.1 未能在復(fù)雜的工程中發(fā)揮出較大的作用

受我國地理環(huán)境復(fù)雜影響，我國公路設(shè)計(jì)必須與實(shí)際地理環(huán)境等方面因素進(jìn)行充分融合。與其他工程有所不同，公路工程建設(shè)具有明顯的特殊性，涉及的施工范圍和使用對(duì)象較廣。因此在設(shè)計(jì)過程中要充分考慮其各方面影響因素，將新技術(shù)新方法與各項(xiàng)復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地融合。目前，新技術(shù)與新方法在公路設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用還較不成熟，未能發(fā)揮其全部優(yōu)勢作用。

2.2 技術(shù)人才匱乏

雖然新技術(shù)與新方法自身具備明顯的優(yōu)勢，但是目前我國缺乏相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用型人才，使得其良好作用不能充分發(fā)揮。新技術(shù)與新方法在公路設(shè)計(jì)的應(yīng)用過程中，對(duì)于技術(shù)人員的專業(yè)水平要求過高，除了要具備基本的計(jì)算機(jī)操作能力以外，還需要大量的公路設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)[3]。除此之外，我國目前高校公路設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)中對(duì)于實(shí)際公路設(shè)計(jì)的實(shí)踐部分教學(xué)內(nèi)容較少，設(shè)計(jì)人員對(duì)于新技術(shù)與新方法的認(rèn)識(shí)和了解不足，使得新技術(shù)與新方法無法在公路設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)中發(fā)揮作用。

3 公路設(shè)計(jì)新技術(shù)與新方法

3.1 GPS技術(shù)在公路設(shè)計(jì)當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用

GPS技術(shù)目前在我國公路設(shè)計(jì)中得到較為廣泛地應(yīng)用。隨著我國科學(xué)技術(shù)的逐步提提高，GPS技術(shù)的定位效果也更加準(zhǔn)確。由于GPS是利用衛(wèi)星進(jìn)行定位，能夠在公路設(shè)計(jì)中增強(qiáng)結(jié)果的精確度，并且不受環(huán)境等外部因素的影響，具有較高的實(shí)用性。通過GPS技術(shù)能夠幫助建設(shè)工程建立有效地控制網(wǎng)絡(luò)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)不同的建設(shè)工程情況，對(duì)GPS的應(yīng)用方式做出調(diào)整和改變。同時(shí)，GPS技術(shù)還具有定位時(shí)間短的優(yōu)勢，幫助建設(shè)工程單位提高設(shè)計(jì)效率，提供數(shù)據(jù)支持。隨著GPS技術(shù)的不斷優(yōu)化和進(jìn)步，目前GPS不但能夠完成傳統(tǒng)的兩點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)計(jì)，還可以建立三維、四維，六維等多維度的坐標(biāo)系統(tǒng)，并且以圖像、表格等多種形式進(jìn)行表現(xiàn)，使公路設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

3.2 GIS技術(shù)應(yīng)用

GIS技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，包括空間科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、信息科學(xué)、設(shè)計(jì)遙感科學(xué)等，是目前應(yīng)用的較為新興的設(shè)計(jì)技術(shù)，促進(jìn)了設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新化發(fā)展。在公路設(shè)計(jì)中應(yīng)用GIS技術(shù)能夠?qū)υO(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的收集、分析、存儲(chǔ)和管理，幫助工程設(shè)計(jì)人員做出設(shè)計(jì)決策，提供數(shù)據(jù)支持和技術(shù)保障。除此之外，還可以進(jìn)行技術(shù)輔助決策、空間提示、設(shè)計(jì)內(nèi)容預(yù)報(bào)等，提升公路設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和工作效率[4]。GIS技術(shù)在公路設(shè)計(jì)的應(yīng)用過程中，需要與龐大的數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)。因此，設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用過程中要根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需求，對(duì)其數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效存儲(chǔ)。通過GIS技術(shù)完成設(shè)計(jì)更高質(zhì)量、更高效果的達(dá)成。除此之外，GIS技術(shù)在管理工作方面具有便利的優(yōu)勢，能夠減少設(shè)計(jì)工作人員的工作負(fù)擔(dān)，降低公路設(shè)計(jì)的操作難度。

3.3 RS技術(shù)應(yīng)用思路

RS技術(shù)，即遙感技術(shù)，是指通過高空或者外層空間地理電磁波信息對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)一的掃描和攝影，然后將掃描結(jié)果進(jìn)行傳輸和處理，實(shí)現(xiàn)地球表層物質(zhì)與現(xiàn)象遠(yuǎn)距離控測識(shí)別的新型設(shè)計(jì)技術(shù)。在應(yīng)用RS技術(shù)進(jìn)行公路設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意以下幾個(gè)方面：①公路設(shè)計(jì)人員要結(jié)合實(shí)際的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行全面地分析，提高設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的綜合性和精確度。②利用RS技術(shù)能夠構(gòu)建不同的比例設(shè)計(jì)圖，提高設(shè)計(jì)對(duì)象的設(shè)計(jì)視角。工作人員需要注意對(duì)于設(shè)計(jì)對(duì)象多方面視角的遙感設(shè)計(jì)，使其應(yīng)用價(jià)值得到充分發(fā)揮。③RS技術(shù)能夠幫助設(shè)計(jì)人員提高公路設(shè)計(jì)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，在進(jìn)行RS技術(shù)的應(yīng)用過程中，要對(duì)其設(shè)計(jì)錯(cuò)誤進(jìn)行及時(shí)的改正，在后期積極進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，不斷滿足設(shè)計(jì)單位對(duì)于公路設(shè)計(jì)工作的實(shí)際需要，提高建設(shè)工程施工質(zhì)量。

3.4 BIM技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

(1)三維立體化的道路模型。BIM技術(shù)的最顯著特點(diǎn)就是三維立體性，該特點(diǎn)能夠幫助設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行公路設(shè)計(jì)過程中，建立三維立體化的道路模型，增強(qiáng)模型的動(dòng)態(tài)性和可視效果。使其道路模型呈現(xiàn)出更加全面具體的數(shù)據(jù)和問題，增強(qiáng)數(shù)據(jù)之間的交流和溝通，為建設(shè)單位提供更有價(jià)值的信息。(2)道路模型的信息關(guān)聯(lián)性強(qiáng)。在運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行公路設(shè)計(jì)過程中，其呈現(xiàn)出的道路項(xiàng)目模型中的每個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)具有相應(yīng)的關(guān)聯(lián)性。傳統(tǒng)的公路設(shè)計(jì)過程中，工作人員在進(jìn)行數(shù)據(jù)查找和分析過程中，會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間和精力。同時(shí)，查找的數(shù)據(jù)相對(duì)獨(dú)立，嚴(yán)重降低了公路設(shè)計(jì)的效率和準(zhǔn)確性[4]。工作人員在使用BIM技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)查找時(shí)，只需將數(shù)據(jù)輸入到模型中，就會(huì)呈現(xiàn)出與信息相關(guān)的所有數(shù)據(jù)，更加快捷高效。并且，如果工作人員對(duì)BIM模型中的某個(gè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行修改，那么與此信息相關(guān)聯(lián)的所有數(shù)據(jù)都會(huì)進(jìn)行自動(dòng)修改，使得整體公路設(shè)計(jì)建設(shè)過程更加準(zhǔn)確全面和科學(xué)。(3)道路模型的信息更加全面具體。利用BIM技術(shù)建造出的公路設(shè)計(jì)模型信息更加全面具體，模型中包含的數(shù)據(jù)不僅是道路工程建設(shè)所需要的基本數(shù)據(jù)，還包括在公路設(shè)計(jì)過程中相關(guān)建設(shè)單位、施工人員、施工管理過程等各方面的數(shù)據(jù)信息。除此之外，還有在進(jìn)行公路設(shè)計(jì)過程中的幾何信息、道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、公路設(shè)計(jì)安全性、道路施工材料標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)要求等，根據(jù)企業(yè)的不同需求，包括其公路設(shè)計(jì)過程中對(duì)于道路施工質(zhì)量、施工進(jìn)度、施工工藝和整體施工量等要求。這些數(shù)據(jù)信息為設(shè)計(jì)人員提供更加專業(yè)化、全面化的數(shù)據(jù)決策支持，能使其在公路設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題得到及時(shí)有效地解決。(4)立項(xiàng)階段。立項(xiàng)階段在公路設(shè)計(jì)過程中具有重要的意義。首先，BIM技術(shù)能夠幫助工作人員對(duì)公路設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行可行性分析，提高其與實(shí)際建設(shè)效果的匹配性。同時(shí)還能幫助工作人員對(duì)公路設(shè)計(jì)過程中其他可能對(duì)設(shè)計(jì)方案產(chǎn)生影響的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行整理和分析，為后續(xù)整體建設(shè)工程的順利進(jìn)行提供保障[6]。并且BIM技術(shù)提高了公路設(shè)計(jì)立項(xiàng)階段的可視化程度，通過仿真模擬為工作人員提供直觀的設(shè)計(jì)支持，對(duì)于大量的數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)據(jù)論證過程進(jìn)行簡化分析，促進(jìn)整體公路設(shè)計(jì)項(xiàng)目的可行性、規(guī)范性和專業(yè)性。⑤設(shè)計(jì)階段。對(duì)于設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用，當(dāng)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行某個(gè)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的調(diào)整時(shí)，BIM技術(shù)可以進(jìn)行智能化的自動(dòng)調(diào)整，大大節(jié)省設(shè)計(jì)人員人為重新繪制設(shè)計(jì)圖紙的工作時(shí)間，幫助建設(shè)企業(yè)提高資源利用率，降低設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)投入。同時(shí)，BIM技術(shù)龐大的數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)能夠幫助設(shè)計(jì)人員更加快速地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中存在的問題和缺陷，提高設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量和設(shè)計(jì)效率。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著現(xiàn)代化科技的不斷發(fā)展，新技術(shù)與新方法在公路設(shè)計(jì)過程中的作用也越來越明顯。為了不斷提高其應(yīng)用效果，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要提升對(duì)于新技術(shù)與新方法的重視程度，不斷學(xué)習(xí)專業(yè)的應(yīng)用知識(shí)，積極創(chuàng)新和改進(jìn)應(yīng)用過程，促進(jìn)我國公路建設(shè)水平地提高和長期穩(wěn)定發(fā)展。