基于BIM的公路勘察设计与实践

司维平

摘  要：中国当前高速公路勘察设计行业，越来越重视引入新技术，提高现行工作模式效率和完成质量，并将技术引入勘察设计工作中，能够有效提升工作效率，压缩勘察设计所需时间周期，并在准确性、协同性、拓展性上都具有相应优势。该文结合笔者实际工作经验，将BIM在公路勘察设计过程中的实践内容进行介绍和分析，并在未来的工作过程中能够持续提升BIM在公路勘察设计中的应用。

关键词：BIM技术  勘察设计  公路工程  勘察实践

中图分类号：U412           文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）07（b）-0072-03

Design and Practice of Highway Survey Based on BIM

SI Weiping

（Qinghai Province Engineering Consulting Center， Xining， Qinghai Province， 810001 China）

Abstract： At present， China's expressway survey and design industry pays more and more attention to introducing new technology， improving the efficiency and quality of the current work mode， and introducing technology into the survey and design work can effectively improve the work efficiency， reduce the time period required for survey and design， and have corresponding advantages in accuracy， synergy and expansibility. Combined with the author's practical work experience， this paper introduces and analyzes the practical contents of BIM in the process of highway survey and design， and can continuously improve BIM application in highway survey and design in the future work process.

Key Words： BIM technology; Survey and design; Highway engineering; Survey practice

当前我国公路工程的建设及实践证明能够有效带动当地社会经济的发展，提高区域资源整合能力，而公路工程跨越的地区，范围广，不同地区的自然环境特点，会影响到最终设计方案，所以在进行公路工程建设初期需要进行时间很长的实地勘察工作，以确保能得到当地的实际数据，并将这些数据落实反映到设计中。经过数10年的发展，尤其是在进入新时期以来，工作效率成为了决定同行企业之间竞争的一个重要环节。随着行业发展，企业越来越看重新技术在改变原有工作模式上发挥的效果，在公路勘察设计过程中引入BIM技术，可以提高整个设计的信息化智能化，并且保障最终完成的准确性，在公路工程建设行业已经有了多次使用的经验，未来也会是公路工程勘察设计工作的重要参与方。

1  BIM技术在公路工程勘察设计过程中发挥的作用

公路工程可以通过在现场采集的数据为基础建立真实模型完成虚拟施工和项目，运维管理使原本在施工之后才能呈现出的状态和问题能够提前被设计人员发觉，人员通过改进这一部分内容能够使得设计方案更加完善成熟，而且BIM技术使用的标准化模型信息能够在平台进行共享，可以由多个人员进行云平台操作，大幅度提升了设计工作的效率，不同专业人员只需负责自己对口的专业部分，将完成的数据共享到模型信息中，就可以同步完成一个大型施工建设项目的模型设计工作，工作人员之间的信息共享交流效果会更好，并且专业性也得到了兼顾，能够在保证专业性、准确性的同时切实确保工作效率的提升和整个设计周期的减少。

2  公路BIM三维模型建模分析

2.1 建模要求

将BIM技术引入公路工程建设过程中，为了达到最好的效果，最好是全寿命周期都采用利用技术来进行设计、管理，在勘察设计阶段，建立BIM的高速公路三维模型能够适应于选线出色施工图要求，并满足未来业主在施工运营养护管理阶段对可视化管理的BIM应用。为保证建模的真实性，设计人员必须到现场，借助专业仪器收集当地的准确信息，将这些信息真实准确地录入模型系统中，是模型建立完成之后能够最大程度地反映真实情况。当前受到BIM应用成熟度和应用深度的限制，在设计阶段，设计人员还无法建立一个能够满足公路全生命周期全部多样化用途的理想三维模型，但是工作人员在实际工作中可以通过分级建模的方式尽量满足不同任务的用途，按照公路设计项目在空间上的分布特点，根据BIM模型的应用任务建立多级别模型，涵盖模型的主要几何参数和屬性参数，尽可能健全完善模型内容。

（1）满足详细设计沟通需求。由于BIM模型建立是由参数支撑的，所有的参数都能够在平台进行共享公开，所有参数都能够在设计完成之后中途进行优化修改，根据路线方案的实际情况自动生成中等细节程度的三维模型，对其大致外观和主要功能部件进行呈现，模型中具体的外观和细节是源于标准的公路设计三维模型库，能够真实准确地反映公路建设完成之后的实际效果，构成模型的所有参数在后期设计过程中都能够随时进行修改并且修改步骤简单，运算快捷，能够实现快速变更、快速重建的使用要求，并且能够与项目的第一只三维模型和地形三维模型进行无缝融合，让参与施工建设的各方能够在同一平台上将自己所掌握的数据信息进行交流整合，使设计方案能够兼顾多方需求，在数据来源上有所保障，同时各方在定稿之前，都能够将自己的建议和掌握的信息，通过在三维模型上进行展示和变更，来进行沟通交流，让最终的成型设计方案能够更符合各方的要求。不需要在由相关方工作人员单独约见对部分信息进行讨论，大幅度提升的信息交流的效率，并且交流的成果借助快速重建的功能，能够及时有效地上传到三维模型中，防止出现遗漏或拉长设计周期。

（2）对于重点地区可以增加模型建设的细节，对于一些重点区域，例如，隧道桥梁，可以由设计人员建立专门的微观三维模型，突出构造物的主要部件细节特点，增加交通工程的设施模型，满足设计及后期施工指导进度控制成本，把控多种任务的需求。

（3）多任务用途的模型属性需求，除了基础的三维模型几何信息之外，为了使三维模型能够更加直观真实地反映实际情况，在模型信息中还需要添入属性信息，属性信息包括路面铺装的具体工艺选用材料，护栏的具体参数。这些信息的加入能够使模型更加完善，真实并运用到后续的施工管理阶段，使整个公路设计施工运营都能够在同一套模型基础上进行数据提取和使用。

2.2 数据建模方法

当前公路工程勘察设计项目主要分为新建公路和改扩建公路。勘测对象一般是当地的实际地形和改扩建工程中既有桥梁隧道道路的构造物数据信息。虽然在当前技术限制下想要建立一个满足后期BIM应用全部需求的三维模型较为困难，但是从业人员仍然可以分级建模的方式来完成各施工过程间的模型使用需求，尽可能减少重复建模的情况，保证模型信息能够延续使用，减少在建模过程中需要投入的时间避免由于频繁变更而导致模型信息前后冲突的情况出现。

公路BIM模型主要是源于测量人员和设计人员的实地勘测即公路三维模型库中的相应信息，利用现有的勘测技术和计算机CAD技术，建立公路走廊带的三维模型。而关于地形信息的采集，当前可以使用的方式很多，例如，高分辨率的卫星测量、航空摄影测量、三维激光测量，都能够高效进行相应的数据采集和整理任务，大幅度缩减了信息采集所需要投入的时间。除此之外，对于低空对地测量，目前设计人员也可以采用直升機、无人机等方式进行。在实际的设计过程中，设计人员往往会将多种信息采集方式相结合，对不同地区不同数据特点的信息分类进行采集，选择最适合的采集方式，完成信息获取最大程度地还原公路所处地区的实际自然参数，确保建模准确。

3  结语

BIM技术应用到公路勘察设计中能够很好地发挥其可视化协同，让负责不同领域专业设计工作的人员，在同一套模型上进行协同设计，提高整个设计过程的效率，减少设计手续时间，并在准确性、真实性上有所保证通过使用更加先进的数据提取方式，是设计勘察人员在前期数据收集时，能够减少很多不必要的时间，让其有更多的精力和时间，能够留在后期的方案设计和模型建立中完善模型信息数据。

参考文献

[1] 程毅.浅析公路工程勘察中存在的问题及对策[J].科技资讯，2018，16（17）：68，70.

[2] 王波.公路勘察设计管理信息系统[J].科技创新导报，2018，15（30）：18，22.

[3] 侯泽群，龙波，周东迎，等.BIM技术在浦北高速公路勘察设计阶段的应用[J].西部交通科技，2019（4）：160-163.

[4] 郑庆东.基于BIM的公路勘察设计与实践研究[J].建筑工程技术与设计，2019（26）：1490.

[5] 王明阳，季翔.BIM技术在公路勘察设计中的实践分析[J].建筑工程技术与设计，2017（36）：269.

[6] 张军.基于BIM的公路勘察设计与实践探讨[J].建材与装饰，2019（2）：270-271.

[7] 曹艳.基于BIM的公路勘察设计与实践探讨[J].工程技术：全文版，2017（1）：336.

[8] 靳冰冰.基于BIM的公路勘察设计与实践探讨[J].科学与财富，2019（8）：194.