BIM在道路设计中的应用

李荣华

摘要：阐述BIM（建筑信息模型）技术在市政道路中的应用。以城市道路及道路下方管网规划为研究对象，通过对各种道路、管线、桥梁等已知构筑物进行统一信息化数据库处理，以已知数据库为基础进行相关道路、管道等的协同设计，从而优化道路与管道网络布置与设计，节约成本，提高设计效率。

关键词：BIM；城市道路；管网规划；协同设计

1 概念

建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，通过数字信息仿真模拟建构筑物所具有真实信息。

BIM技术是一种应用于工程设计、建造、运营管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息做出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建设运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。

2 BIM的特点

BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、优化型和可出图性五大特点：

1）可视化——可视化即“所见所得”的形式，将以往的线条式的构件形成一种三维的立体实物图形展示在人们的面前，不仅可以用来作为效果图的展示及报表的生成，更重要的是使得项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可視化的状态下进行。

2）协调性——BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，并将其提供出来。

3）模拟性——模拟性并不是只能模拟设计出的建筑物模型，还可以模拟不能够在真实世界中进行操作的事物。如在设计阶段的节能模拟、日照模拟等，在招投标和施工阶段施工的组织设计模拟实际施工，后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟等。

4）优化性——设计、施工、运营的过程就是一个不断优化的过程，优化受信息、复杂程度和时间的制约，BIM模型提供了建筑物的实际存在的信息，包括几何信息、物理信息、规则信息，提供了对复杂项目进行优化的前提和工具。

5）可出图性——BIM通过对建筑物进行了可视化展示、协调、模拟、优化以后，提供多样设计图纸。

目前，建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）已成熟应用于建筑设计领域，我们近年来尝试将其应用于市政工程中，取得了相当的成果和应用经验。

3 BIM的应用现状

BIM 技术首先应用于建筑领域，现在已经扩充到几乎所有领域：建筑设计、机械制造、工程施工等。BIM 技术最终应用于市政设计领域也将是大势所趋，城市道路与管网规划是其中的重要应用。由于当前技术的应用尚不成熟，道路、管道等市政专业经常由相关部门各行其道，沟通不畅，在实际中造成道路经常被开挖，管线经常被挖断等，造成巨大经济损失及群众生活不便。利用BIM 技术，通过对各类道路、桥梁、建筑、管线等进行统一信息化处理，以市政规划数据库为设计基础进行相关道路、管道设计布线，就可避免错误发生，提高设计及经济效率。同时，规划设计从平面走向三维成为必然的发展趋势。借助BIM 技术赢得行业内竞争的先机，把握BIM 应用的技术优势，将在未来得到更大的利益。

BIM 是面向过程的，有利于实现推进设计单位“全过程”的服务。目前市政工程项目规模越来越大，设计难度也大大提高。各专业更加细化，对各专业的协同、沟通的要求也日益提高。BIM 另一个显著的优势是其强大的分析及模拟功能。在设计阶段就能直观地看到工程建成后的三维效果，可以在此基础上进行设计调整、方案论证。虚拟的构筑物模型中包含大量的设计信息，通过导入相关分析软件，就能得到相应的线网分析、线路碰撞检查结果，增加了设计的协调、协同能力，避免不同专业“打架”，提高了设计的安全性，也方便了在既有道路、管道或其他建筑物的基础上规划其他市政项目

4 操作步骤

按照模型的操作流程，在已知工程底图基础上进行道路管线的绘制及调整，道路、管道的基本协同规划操作步骤如下：

（1）导入信息，从市政部门获取相关规划区域的已知构筑物设计图纸；提取既有构筑物信息并输入数据库，实现模型信息化处理。

（2）在显示已有构筑物的平台上绘制道路、管线，同时设定新建构筑物的材料、尺寸、标

高等相关属性。

（3）进行位置检查，包括新绘制构件与原有构件、新构件之间的碰撞检测，在平面和三维立体条件下转换查看。

（4）调用碰撞检查工具获取碰撞检测结果。检测列表中按不同颜色显示硬碰撞、软碰撞及接近碰撞的管道信息；清楚知道哪些位置必须调整，哪些位置可以不进行处理。

（5）拖动绘制的管道或道路，对产生碰撞的位置进行调整，包括水平方向和竖直（标高）方向的调整。

（6）调整后查看材料表窗口，汇总相关材料费用，获取工程造价；若超预算，重复步骤（4），重新调整。

（7）查看空间位置，根据施工条件选取施工方式，检查现有施工条件是否可以正常施工；若条件受限，重复步骤（4），重新调整。

（8）获取最优规划方案，出相应平面规划图、施工图、材料表等。

5 BIM在道路设计中的应用实例

6 结语

随着计算机技术的迅猛发展，道路设计已由原来的纸上设计到现在完全CAD电子化可视化设计并出图，今年来随着建筑信息模型（BIM）技术的发展和在工程领域中的应用，正在给道路设计带来一场全所未有的变革。随着大数据时代的来临，道路设计领域的数字化将势不可挡，也是时代的需要，道路领域数字化将会给工程设计带来极大方便，也会给道路的养护和管理带来极大方便，整个城市的道路系统和管网系统都实现数字化、可视化后在调取工程资料时将带来极大便捷，也能给出更有效、更有针对性的解决方案。