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【摘要】：bim作為一種集大數據計算、三維可視化建模、協同工作等創新點的工具與生產方式，依托信息化的便利，相比眾多傳統行業具有更大的優勢。文章通過闡述BIM技術的可視化建模、精確的工程量計算與分析、多領域協同作業等特點，介紹了公路工程在設計階段利用BIM技術帶來的創新方法及對傳統公路設計有著深遠的影響。

【關鍵詞】：BIM；公路工程；設計

1BIM簡述

1.1概念

“BIM”作為一個新鮮事物，出現在21世紀的全世界建筑業中?！癇IM”源自于“BuildingInformationMod-eling”寫，為建筑信息模型。BIM的出現使各國的建筑業都發生了魔力般的變化，無論是建設質量還是勞動生產率的提高，甚至是返工和浪費現象都大幅減少，建設成本得到了節省，建設企業的經濟效益得到了改善[1]。BIM擁有強大的信息處理能力，通過獲取建筑工程項目的各項相關數據，對建筑進行模型建立，利用數字信息仿真模擬技術，表達建筑物所具有的真實信息。對BIM了解處于表面層次時，總會認為BIM是3D效果圖，是動畫展示，是一款單一的設計軟件，這樣的認識是片面的，甚至可以稱的上是錯誤的。BIM不是一個生成2D圖紙的3D工具，而是一個新型的過程，是一種全新的工作模式，是保證工程項目各方緊密協作、順暢交流的基礎。

1.2應用概況

BIM是公路水運工程建設的大勢所趨，BIM技術在交通行業的應用創新，使公路水運建設工程向前進一步發展，不僅可以提升工程自身質量，更使人民群眾的出行變的安全、便利，為社會物資的高效運輸提供了可靠性的保障。BIM技術的應用有助于打造品質工程，保障工程質量與人員財產安全；有助于對工程本質的安全防范和風險可控，使工程各項安全穩定進行。在公路工程項目的整個生命周期中，包含著建設單位、設計單位、施工單位等眾多參與方，產生的信息龐大而繁亂。在管理過程中，因信息溝通不暢進而會導致整個生命周期中信息的丟失，很大程度上制約了項目管理水平和效率，不利于整個行業的發展。將BIM技術應用到公路工程的全生命周期中，徹底解決了傳統的設計、施工、運維管理各方面信息碎片化、孤島效應的問題并且融合互聯網及物聯網應用，將工程項目各參建單位聯接在一個結構合理、數據高度共享、施工安全質量可視化控制、嚴謹高效的綜合管理系統中，實現以計劃、進度、費用、質量、安全等管理信息動態驅動的多維度、多角度管理方式，實現對公路工程項目全生命周期的現代化、科學化、智能化、規范化、精細化管理[2]。

2BIM應用軟件對比

目前市場中，主要是來自Bentley和Autodesk兩個企業的軟件。

3BIM的特點

BIM技術在公路設計中的應用打破了公路設計階段的傳統模式，傳統的二維設計模式已不能滿足現代的設計要求，由二維設計向三維可視化設計的轉化已成為我們的普遍選擇，BIM技術對二維設計向三維可轉化的實現，對設計效率和設計水準的提升都做出了更高的要求，有著重要的影響和意義。作為一種強大的信息處理技術，它具有五大特點，即可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性[3]。

3.1可視化建模

BIM技術在公路設計中的應用和推廣中有著很大優勢，可視化建模便是優勢其一。BIM技術可以整合公路設計中的有關信息，例如路線信息、路面信息、周邊景觀信息等，然后根據這些信息建立起3D信息模型，可以避免傳統CAD圖紙無法表達復雜三維形態問題，從而使其變成可視化的狀態；另外，BIM技術可以快速準確的查找出圖紙中的漏洞和錯誤，從而為公路工程項目設計質量提供極大的保證。

3.2精確的工程量計算與分析

BIM模型中的工程量信息是可運算、可統計的，計算機可以自動識別模型中構件的幾何屬性信息，對所構建模型的工程量進行自動統計并生成統計表。將基于BIM模型統計出的工程量與設計工程量進行對比，可以核查圖紙工程量是否正確并對工程量產生差異的原因進行分析。土石方工程量的核算往往是工程預算與結算中的爭議焦點，運用BIM技術能夠讓技術人員直觀、便捷、精確的開展土石方的填挖方量計算，大大節約了計算的時間，提高了數據的準確性，對項目的成本管控發揮了重要的作用。根據模型中各類基礎要素信息對構建進行統計分類，按照用戶對數據的實際需求制作符合用戶使用習慣的工程量綜合統計、計算、查詢體系，服務于用戶在工程量檢索方面的各類要求。

3.3多領域協同作業

在公路設計的過程中，如果可以運用BIM技術，就可以規避傳統公路設計中存在的問題和局限性，實現數據共享、信息互通、多領域協調、共同作業，提高工作效率和工作質量。而且BIM技術在公路設計中的應用讓公路建設更加系統，更加協調和高效。

3.4優化性

公路設計的過程具有時間長、細節多、任務繁雜的特點。在整個設計過程中，需要不斷的對設計方案進行修改和調整并最終得出一個合理的、科學的設計方案。相比于傳統的公路設計，BIM技術可以更直觀更方便的查看公路的三維動態效果，同時也可以根據實際情況隨時變更設計，改變設計方案。

3.5方案比選

在公路的規劃設計階段，選線工作的至關重要的。正確的路線選擇不僅要滿足在公路起終點間具有合理、可靠、經濟的特點，能夠確保公路施工階段的順利進行，還要充分考慮道路周圍的環境、人文等因素的影響，最大程度減少環境破壞，不影響周圍居民的正常生活。傳統公路路線設計常利手工繪圖設計的方式，但是多年的實際應用證明，這種設計方式存在一定的局限，隨著近年來BIM技術與GIS技術的應用，通過傾斜攝影技術對擬選定線路沿線進行航拍并生成三維數字地形，利用BIM軟件將擬選定的方案構建三維模型，通過BIM模型和三維地形的擬合，能夠快速、直觀、便捷的對線路選線方案進行比選，確保所設計的公路路線方案合理可行，滿足公路工程設計的所有相關要求。

3.6停車視距檢驗

停車視距的定義為從駕駛人發現車道上有障礙物到汽車在障礙物前安全停滯所需要的最短距離，這段距離包括著反應時間行駛的距離、制動距離以及在時間行駛的距離、制動距離以及在汽車停止以后距離前方障礙物的安全距離。行車視距作為分析和評價公路設計和使用質量的重要指標，對行車的安全有著密不可分的關系。目前在公路路線設計方案中對行車視距的設計，主要從平面線形和縱面線形兩個方面進行思考。在BIM模擬技術的新型技術下，通過BIM技術對公路的全方位區域建立三維可視模型，利用計算機平臺來模擬交通條件下的車輛行駛狀態，使車輛的行駛位置分別位于兩個單向行駛車道的中心點位置，通過系統自動計算出駕駛人視點位置與前方路面障礙物的最遠距離。這樣不僅能夠及時發現因路面和行車道幾何線型條件不足而造成的視距不足的情況，還能夠檢查出公路附屬構造物對視距的遮擋，以此達到對視距進行檢驗的目的[4]。

3.7碰撞檢查

公路工程在施工過程中會涉及到眾多專業領域，對施工技術人員的空間想象能力提出了非常高的要求。如果在設計過程中，不能夠對發現的碰撞錯誤進行及時改正，就會對施工階段的人力、材料、工期等造成重大損失。利用BIM碰撞檢查的技術可以大幅較少此類問題的出現。1）BIM模型讓管理人員和施工人員清楚的了解工程結構內容，在對結構物虛擬可視過程中，事先排除施工隱患。2）利用BIM模型進行碰撞檢測，能夠提前發現結構內部的碰撞問題，避免在以后的施工過程中造成不必要的損失，起到工程預防的作用，從而對設計圖紙進行了校審確保圖紙的準確性。3）利用模型所見即所得的特點，及時發現在空間上構件間的沖突與碰撞，對出現的問題及時解決，防止在設計階段的錯誤傳遞到工程的施工階段，致使出現施工返工現象，對人力、物力、財力造成損失。

4結語

本文主要介紹了BIM在公路設計中的應用特點，利用BIM技術的可視化建模、精確的工程量計算與分析、多領域協同作業、優化性、方案比選、停車視距檢查、碰撞檢測等功能，對公路工程的施工階段進行優化、提升，使整個施工過程更加合理有序、安全有效。BIM技術的應用，對公路的任何階段都將起到深遠影響。

參考文獻：

[1]張博，楊洋.BIM在高速公路建設前期標準化管理中的應用[J].中國管理信息化，2017，20（3）：151-154.

[2]趙紅紅.信息化建筑設計[M].北京：中國建筑工業出版社，2005.

[3]郭紅領，潘在怡.BIM輔助施工管理的模式及流程[J].清華大學學報(自然科學版)，2017，（10）：71-77.

[4]王廣斌，劉守奎.建設項目BIM實施策劃[J].時代建筑，2013，（2）：48-51.

作者：張民 單位：天津市公路工程設計研究院