BIM 技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

郭 翔

（蘭州路友公路勘察設(shè)計(jì)有限公司，甘肅 蘭州 730030）

BIM 技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用當(dāng)前還處于需要不斷完善的階段，其在公路設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用，為建筑行業(yè)提供了有效平臺(tái)的同時(shí)，也為工程后續(xù)更好地節(jié)省成本提供了一定支持。因此，針對(duì)BIM 具備的多種優(yōu)勢，需要明確其在公路設(shè)計(jì)中實(shí)際應(yīng)用作用的同時(shí)，按照實(shí)際情況制定出有效應(yīng)用BIM 技術(shù)開展公路設(shè)計(jì)工作的策略。只有這樣才能夠真正通過BIM 技術(shù)的有效應(yīng)用，保證公路設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性，為獲得更加完善的施工方案提供支持，進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)公路建設(shè)行業(yè)的積極發(fā)展。

1 BIM 技術(shù)概述

1.1 BIM 技術(shù)基本內(nèi)涵

BIM 技術(shù)是一種基于現(xiàn)代化工程體系構(gòu)建需求開發(fā)出的新型設(shè)計(jì)軟件，通過將具體的工程數(shù)據(jù)輸入到軟件中，對(duì)工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行確定，并且構(gòu)建出空間模型，為更加準(zhǔn)確地對(duì)方案實(shí)施修改、調(diào)整提供支持。該項(xiàng)技術(shù)的精髓在于能夠參與整個(gè)項(xiàng)目過程，能夠?qū)?xiàng)目實(shí)際建造和后期運(yùn)營管理持續(xù)地發(fā)揮作用[1]。

1.2 BIM 技術(shù)特點(diǎn)

1.2.1 可視化

BIM 技術(shù)的基礎(chǔ)是三維技術(shù)，在設(shè)計(jì)中只需添加對(duì)應(yīng)的幾何信息和非幾何信息，不僅能夠輔助生成報(bào)表和三維模型，還可以確保項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營中的溝通以及決策，都能夠在可視化的情況下進(jìn)行。

1.2.2 信息化

信息化主要是指發(fā)展、培養(yǎng)以計(jì)算機(jī)為主的智能化工具作為新生產(chǎn)力代表，BIM 本質(zhì)就是利用信息技術(shù)將建筑行業(yè)生產(chǎn)效率提高[2]。BIM 技術(shù)不僅具備非常良好的信息獲取、傳遞、處理、再生、利用功能，同時(shí)在建成后的工程信息并不是孤立存在的，而是一種自上而下、規(guī)模龐大、有組織的網(wǎng)絡(luò)體系。

1.2.3 協(xié)同化

協(xié)同化是整個(gè)工程應(yīng)用BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)變革的重要基礎(chǔ)，BIM 在工程中的應(yīng)用，能夠有效改善以往各個(gè)行業(yè)參與松散的情況，避免大量信息流失。在實(shí)際的操作中，可以利用數(shù)字信息模型將建設(shè)各方協(xié)同到一起，在同一個(gè)平臺(tái)中開展各項(xiàng)工作，為獲得更好的設(shè)計(jì)效果、提升設(shè)計(jì)質(zhì)量提供一定支持。

2 BIM 技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中應(yīng)用具備的優(yōu)勢

2.1 提升建模效率

在實(shí)際的公路設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM 軟件，能夠幫助相關(guān)設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)對(duì)公路相關(guān)信息的全面整合，如公路路面、路線和周圍環(huán)境等，并且在此基礎(chǔ)上實(shí)施可視化建模，將這些信息充分反映出來，為設(shè)計(jì)出更加合理的公路建設(shè)方案提供一定支持。同時(shí)，與傳統(tǒng)的CAD 相比，BIM 不再是采用圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的模式，而是應(yīng)用立體化的模型，將一些相對(duì)比較復(fù)雜的三維形態(tài)清晰展示出來，并且在三維模型的實(shí)際輔助下，設(shè)計(jì)人員能夠更加直觀地將設(shè)計(jì)效果體現(xiàn)出來。這樣不僅能夠彌補(bǔ)以往圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的各種錯(cuò)誤，降低失誤的發(fā)生率，還可以在一定程度上提升設(shè)計(jì)工作的效率?？梢?，BIM 技術(shù)在實(shí)際公路設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)的完善，使設(shè)計(jì)能夠朝著三維可視化進(jìn)行有效轉(zhuǎn)變，這對(duì)于提升設(shè)計(jì)質(zhì)量和建模效率，有著非常重要的意義。

2.2 保證設(shè)計(jì)準(zhǔn)確

在公路設(shè)計(jì)中應(yīng)用的BIM 技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)復(fù)合體積算法、平均斷面算法等先進(jìn)方法的有效利用，進(jìn)而確保能夠?qū)υ孛婢€、設(shè)計(jì)線之間的土方實(shí)施有效、快速、準(zhǔn)確計(jì)算。同時(shí)，BIM 軟件還可以自動(dòng)生成土方調(diào)配圖標(biāo)，并且在填挖距離分析中起到一定的作用，進(jìn)而對(duì)土坑、棄土堆的位置，以及土方量移動(dòng)和具體方向等進(jìn)行明確，為后續(xù)施工更加便利地開展提供一定條件[3]。此外，在應(yīng)用了BIM技術(shù)后，設(shè)計(jì)人員還能夠利用設(shè)計(jì)出的模型，對(duì)整個(gè)工程所需的材料量進(jìn)行確定，并且將獲得的數(shù)據(jù)應(yīng)用到成本分析和控制中，這對(duì)于有效提升整個(gè)公路工程建設(shè)成本、控制水平，有著非常重要的作用?？梢?，將BIM 技術(shù)應(yīng)用在公路設(shè)計(jì)中，能夠通過發(fā)揮出BIM 技術(shù)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程量、工程成本等方面的有效明確，能夠?yàn)楹罄m(xù)控制施工成本、保證施工效果等有著非常重要的作用。

2.3 加強(qiáng)溝通聯(lián)系

在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)工作獨(dú)立性相對(duì)比較強(qiáng)，缺少緊密的聯(lián)系，容易造成在具體施工過程中存在各種各樣的矛盾或者沖突。而在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM 技術(shù)，可以促使設(shè)計(jì)工作朝著一體化不斷發(fā)展，提升工程整體協(xié)調(diào)性，如設(shè)計(jì)中可以通過統(tǒng)一化的數(shù)據(jù)平臺(tái)，引導(dǎo)與公路建設(shè)相關(guān)的各方協(xié)同作業(yè)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效共享。這樣不僅能夠促使不同專業(yè)保持緊密的聯(lián)系，通過研究制定出最合理的建設(shè)方案，同時(shí)也可以解決在實(shí)際建設(shè)中各方存在的沖突，制定出針對(duì)性的解決措施，確保工程能夠更加順利地進(jìn)行?？梢姡诠吩O(shè)計(jì)階段開始應(yīng)用BIM 技術(shù)，能夠?yàn)楹罄m(xù)各項(xiàng)工作順利的開展提供支持，為各方溝通提供有效途徑，進(jìn)而確保工程能夠更加有序的開展。

2.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)模式

不管是通過何種方式開展公路設(shè)計(jì)，修改、優(yōu)化和調(diào)整工作是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，以往設(shè)計(jì)中一般是在設(shè)計(jì)完成后實(shí)際施工才能夠發(fā)現(xiàn)方案中存在的不足，或者是在審核圖紙階段對(duì)圖紙信息進(jìn)行調(diào)整和修改[4]。這種情況會(huì)增加設(shè)計(jì)時(shí)間成本和資源，而通過BIM 在公路設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用，設(shè)計(jì)人員可以直接對(duì)公路工程三維動(dòng)態(tài)效果實(shí)施檢查、對(duì)比和分析，將靜態(tài)化的設(shè)計(jì)方案變成動(dòng)態(tài)模型。即使出現(xiàn)需要變更的內(nèi)容，也可以較為輕松地開展工程量、進(jìn)度等調(diào)整工作?？梢?，在BIM 技術(shù)支持下，工程方案調(diào)整工作不再繁瑣，通過簡單的模型操作即可實(shí)現(xiàn)對(duì)方案的準(zhǔn)確調(diào)整，以及對(duì)調(diào)整后方案合理性的驗(yàn)證，這對(duì)于充分利用資源有著非常積極的作用。

3 BIM 技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前BIM 技術(shù)在實(shí)際設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，主要受到來自以下幾個(gè)方面因素的限制。具體來說：一是公路工程自身特點(diǎn)限制，造成BIM 技術(shù)應(yīng)用難度增加。公路工程的特點(diǎn)是工程涉及范圍比較廣泛，施工距離比較長，與建筑類工程相比，需要對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行更加仔細(xì)的考量，造成施工的難度增加[5]。這種情況造成BIM 技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)遇到一些問題，與建筑工程中的BIM 技術(shù)應(yīng)用成效相比較差。二是缺少相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)支持，造成應(yīng)用效果不佳。當(dāng)前我國的建筑工程中已經(jīng)開始大量應(yīng)用BIM 技術(shù)，有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn)，國家對(duì)于BIM 技術(shù)也開始制定對(duì)應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過標(biāo)準(zhǔn)支持，確保了數(shù)據(jù)的快速導(dǎo)入、格式的統(tǒng)一。但是實(shí)際上，公路設(shè)計(jì)中應(yīng)用BIM 技術(shù)還處于初級(jí)階段，不但在經(jīng)驗(yàn)上不如建筑工程，并且技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上也沒有建設(shè)完善。加上公路工程自身的施工特點(diǎn)，造成涉及的信息量過大，這也是造成技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)無法有效確定的一個(gè)原因。三是缺少公路設(shè)計(jì)專業(yè)相關(guān)功能支持，應(yīng)用體系不夠完善。BIM 技術(shù)是集信息化管理、三維建模等技術(shù)為一體的一種全新技術(shù)，想要從根本上提升BIM 技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用水平，最需要做的就是對(duì)配套軟件功能的水平進(jìn)行提升。但是當(dāng)前我國在這方面還需要不斷進(jìn)步，如三維建模相關(guān)軟件，我國使用的一些軟件與發(fā)達(dá)國家相比還存在一定差距，功能上與公路設(shè)計(jì)要求匹配不全，無法真正起到輔助公路設(shè)計(jì)工作的作用，嚴(yán)重影響了公路設(shè)計(jì)工作的有效開展。四是缺少專業(yè)應(yīng)用人才，人才資源非常匱乏[6]。BIM 技術(shù)作為一種新興技術(shù)，得到了國家重視和行業(yè)認(rèn)可，各個(gè)院校都開設(shè)了對(duì)應(yīng)的專業(yè)，旨在培養(yǎng)出更多的人才。但是縱觀當(dāng)前的BIM 技術(shù)人才培養(yǎng)情況，其主要涉及的領(lǐng)域大多為建筑工程領(lǐng)域，對(duì)于公路等專業(yè)人才的培養(yǎng)意識(shí)較差。這就造成BIM 技術(shù)應(yīng)用缺少專業(yè)人才的支持，無法保證該項(xiàng)技術(shù)能夠被有效地應(yīng)用在實(shí)際設(shè)計(jì)中，同時(shí)也影響了該技術(shù)在公路建設(shè)行業(yè)的積極發(fā)展。

4 BIM 技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用對(duì)策

4.1 積極融合多種技術(shù)

由于公路工程自身具備的建設(shè)工程量大、涉及范圍廣等特點(diǎn)，其在實(shí)際應(yīng)用技術(shù)的過程中避免不了會(huì)遇到困難，造成BIM 技術(shù)無法發(fā)揮出實(shí)際作用。因此，在設(shè)計(jì)中可以考慮將BIM 技術(shù)與其他有利于設(shè)計(jì)工作的技術(shù)融合在一起應(yīng)用，按照公路工程的特點(diǎn)，在其他技術(shù)的支持下，通過多項(xiàng)技術(shù)的高效配合，降低技術(shù)應(yīng)用難度，確保能夠獲得更加合理、科學(xué)、全面的設(shè)計(jì)方案。如可以將BIM 技術(shù)與GIS 技術(shù)結(jié)合在一起應(yīng)用，一方面通過三維地理信息技術(shù)有效解決工程范圍廣泛、工程量大、周圍環(huán)境等問題，另一方面利用BIM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)公路工程方案的合理設(shè)計(jì)。這種方式對(duì)于一些區(qū)域范圍廣泛、規(guī)模大的工程來說，有著非常高的應(yīng)用價(jià)值。

4.2 制定完善應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

想要確保BIM 技術(shù)能夠被更好地應(yīng)用在公路設(shè)計(jì)中，真正發(fā)揮出自身的實(shí)際作用，制定出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，只有加強(qiáng)BIM 標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)，才能夠?yàn)榧夹g(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供一定支持[7]。因此，對(duì)于公路設(shè)計(jì)中應(yīng)用的BIM 技術(shù)來說，國家需要給予一定的重視和支持，需要在行業(yè)專業(yè)人員的支持下，針對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中存在的缺失進(jìn)行分析和研究，并且針對(duì)性地提出完善措施。這樣不僅能夠制定出與公路設(shè)計(jì)相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，確保能夠真正發(fā)揮出BIM 技術(shù)的優(yōu)勢，同時(shí)也可以確保BIM 技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中能夠獲得更好的發(fā)展空間。如BIM 技術(shù)中關(guān)于數(shù)據(jù)信息的格式問題，需要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一，確保能夠在實(shí)際應(yīng)用過程中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的快速導(dǎo)入，為獲得更好的數(shù)據(jù)分析結(jié)果和設(shè)計(jì)效果提供一定支持。

4.3 提高軟件開發(fā)效率

軟件是應(yīng)用BIM 技術(shù)的基礎(chǔ)，在軟件的支持下，BIM技術(shù)才能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用，為公路設(shè)計(jì)工作更加有序的開展提供一定支持。因此，當(dāng)前公路設(shè)計(jì)相關(guān)人員需要積極地結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)需求，對(duì)現(xiàn)階段BIM 設(shè)計(jì)軟件領(lǐng)域存在的問題進(jìn)行分析，通過與各個(gè)軟件開發(fā)商積極合作，使其能夠加大公路設(shè)計(jì)專業(yè)軟件的研發(fā)工作，加大開發(fā)力度[8]。以此保證能夠不斷地對(duì)BIM 軟件功能進(jìn)行完善，簡化實(shí)際的設(shè)計(jì)操作，真正開發(fā)出與公路設(shè)計(jì)工作相適應(yīng)的軟件，為更加有效地提升設(shè)計(jì)效率提供一定支持。

4.4 加大人才培養(yǎng)力度

人才是開展設(shè)計(jì)工作的主體，也是整個(gè)設(shè)計(jì)工作的重要組成部分，人員的個(gè)人素質(zhì)和能力，直接影響到公路設(shè)計(jì)方案的合理性、技術(shù)的應(yīng)用效果。因此，當(dāng)前需要對(duì)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)人員專業(yè)能力和素質(zhì)進(jìn)行強(qiáng)化，通過培訓(xùn)等工作，保證設(shè)計(jì)人員能夠擁有良好的BIM 技術(shù)應(yīng)用能力，不斷提升設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)。同時(shí)，需要積極培養(yǎng)全新的公路設(shè)計(jì)人才，并且在培養(yǎng)過程中將BIM 技術(shù)的應(yīng)用作為重點(diǎn)內(nèi)容，從人才資源層面為BIM 技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，公路建設(shè)工程的數(shù)量不斷增加，對(duì)于公路設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量和效率，都提出了全新的要求。因此，為了確保公路設(shè)計(jì)工作能夠更加高質(zhì)量地完成，當(dāng)前需要在積極應(yīng)用BIM 技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過融合多種技術(shù)、制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、開展軟件開發(fā)和有效培養(yǎng)人才等途徑，實(shí)現(xiàn)對(duì)BIM 技術(shù)應(yīng)用體系的完善。以此保證能夠更好地應(yīng)用BIM 技術(shù)，發(fā)揮出BIM 技術(shù)在公路設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢，為整個(gè)公路設(shè)計(jì)行業(yè)實(shí)現(xiàn)更好地發(fā)展提供一定支持。