BIM的现状分析以及在公路设计中的应用

李媛媛

【摘要】笔者首先阐叙了BIM的基本概念以及国内外的现状，接着介绍了其在公路设计中的应用与BIM未来发展的趋势。

【关键词】BIM；公路设计；建筑信息模型

1.BIM简介

BIM是建筑信息模型（Building Information Modeling）简称，它是以建筑工程项目的各项相关信息参数作为模型的基础，从而建立建筑模型，通过数字信息模拟建筑物具备的真实信息，从而达到仿真的效果。BIM的特点是可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性。

2.BIM在国内外的发展

BIM技术的提出始于20世纪末的美国，近年来BIM在国外的应用和发展已经趋于成熟，新加坡、日本以及欧美等发达国家均开始广泛使用BIM软件。其应用领域贯穿于项目的整个设计阶段、施工阶段以及建成后的维护和管理阶段。大企业已经具备BIM技术能力，BIM专业咨询公司也已经出现，这些都为中小企业对BIM的应用提供了有力支持。

目前在国内，BIM也开始广泛受到重视。一些项目率先应用上了BIM，比如2008北京奥运会奥运村空间规划及物资管理信息系统、南水北调工程以及香港地铁项目等。国内不少具有前瞻性与战略眼光的施工企业开始思考如何应用BIM技术来提升项目管理水平与企业核心竞争力。BIM技术应用的最大价值在于打通建筑的全生命周期。从西方国家发展起来的BIM系统并未在我国推广，主要原因为：一是国内普及的设计软件没有BIM概念，与国际上的软件不接轨；二是国外形成的BIM标准在国内并不使用。这就需要我们形成一套自己的BIM系统。我国已经开始将BIM建筑信息模型系统列为国家科技部“十二五”的重点研究项目《建筑业信息化关键技术研究与应用》。同时BIM也被住建部认可，称其为"建筑信息化的最佳解决方案"。由此可见，BIM建筑信息模型系统对中国工程建设行业有着举足轻重的作用。在这样的背景下，我们看到了中国和BIM结缘的必然性。巨大的建设量带来大量沟通和实施环节的信息流失造成了众多损失，BIM所带来的信息整合，重新定义了设计流程，能够很大程度上改善这一状况。此外，建筑生命周期管理和节能分析，也在很大程度上满足了可持续发展和国家资源规划管理信息化的需求。

3.BIM在公路设计中的应用

3.1高效建模

BIM可以帮助我们更高效地设计道路和高速公路工程模型。同时可以利用内置的部件，可以根据常用设计规范更迅速地设计环岛，包括交通标识和路面标线等。或者根据设计标准创建自己的部件，通过直观的交互或变更用于定义道路横截面的输入参数即可轻松修改整个道路模型。由于施工图和标注将始终处于最新状态，可以使设计者集中精力优化设计。

3.2计算工程量

利用复合体积算法或平均断面算法，更快速地计算现有曲面和设计曲面之间的土方量。使用生成土方调配图表，用以分析适合的挖填距离，要移动的土方数量及移动方向，确定取土坑和弃土堆的可能位置。从道路模型中可以提取工程材料数量，进行项目成本及时分析。

3.3快捷生成图纸

使用外部参考和数据快捷键可生成多个图纸的草图，如标注完整的横断面图、纵断面图和土方施工图等。这样，在工作流程中便可利用与模型中相同的图例生成施工图纸。一旦模型变更，可以更快地更新所有的施工图，按照路线走向自动完成图纸和图幅线的布局，并根据布局生成平面和纵断面图纸。地图册功能会对整个项目的图纸进行安排，同时生成针对整个图纸集的重要地图和图例。

3.4响应设计变更

因为数据直接来自模型，所以报告可以轻松进行更新，更迅速地响应设计变更。如今的工程设计流程比以往更为复杂，设计评审通常涉及到非CAD使用者、但同时又是对项目非常重要的团队成员，可以利用数字方式让整个团队的人员参与设计评审。

3.5多领域协作

结构工程师可以直接从道路工程师处获取纵断面、路线和曲面等信息，使得结构工程师便于在软件中设计桥梁、箱形涵洞和其它交通结构物。

3.6环保可持续

工程师可以根据可靠的场地现状模型和设计约束来评估设计方案，推出更具创新性的环保设计，帮助客户达到公认的可持续发展。通过模型与文档之间的智能关联，交付高质量的设计和施工图纸，提高图纸的一致性。

4.BIM未来的发展趋势

4.1以移动技术来获取数据

随着互联网和移动智能终端的普及，人们现在可以在任何地点和任何时间来获取信息。而在建筑设计领域，将会看到很多承包商，为自己的工作人员都配备这些移动设备，在工作现场就可以进行设计。

4.2数据的暴露

现在可以把监控器和传感器放置在建筑物的任何一个地方，针对建筑内的温度、空气质量、湿度进行监测。然后，再加上供热信息、通风。信息、供水信息和其他的控制信息。这些信息汇总之后，设计师就可以对建筑的现状有一个全面充分的了解。

4.3远端技术

未来还有一个最为重要的概念--云端技术，即无限计算。不管是能耗，还是结构分析，针对一些信息的处理和分析都需要利用云计算强大的计算能力。甚至，我们渲染和分析过程可以达到实时的计算，帮助设计师尽快地在不同的设计和解决方案之间进行比较。

4.4数字化现实捕捉

这种技术，通过一种激光的扫描，可以对于桥梁、道路、铁路等等进行扫描，以获得早期的数据。我们也看到，现在不断有新的算法，把激光所产生的点集中成平面或者表面，然后放在一个建模的环境当中。3D电影《阿凡达》就是在一台电脑上创造一个3D立体BIM模型的环境。因此，我们可以利用这样的技术为客户建立可视化的效果。值得期待的是，未来设计师可以在一个3D空间中使用这种进入式的方式来进行工作，直观地展示产品开发的未来。

4.5协作式项目交付

BIM是一个工作流程，而且是基于改变设计方式的一种技术，而且改变了整个项目执行施工的方法，它是一种设计师、承包商和业主之间合作的过程，每个人都有自己非常有价值的观点和想法。

所以，如果能够通过分享BIM让这些人都参与其中，在这个项目的全生命周期都参与其中，那么BIM将能够实现它最大的价值。国内BIM应用处于起步阶段，绿色和环保等词语几乎成为各个行业的通用要求。特别是建筑设计行业，设计师早已不再满足于完成设计任务，而更加关注整个项目从设计到后期的执行过程是否满足高效节能等要求，期待从更加全面的领域创造价值。

BIM被认为是能够突破生产效率低和资源浪费等诸多建筑业普遍存在的问题的一项技术，是日前全世界建筑业最为关注的信息化技术，欧美发达国家正在强力推动BIM的研究和应用。纵观世界，BIM已经成为了全世界建筑业发展的主流方向，在我国BIM技术的推广和应用还处于初级阶段，但是参照欧美等发达国家建筑行业的发展情况，随着国家相关政策的相继出台和建设主管部门的引导与支持，未来必将有更广阔的发展空间，必然成为建筑行业发展的目标和方向。作为施工单位，在建筑新技术发展的关键阶段，需要在深入研究BIM技术发展的同时，及时转变公司决策战略，提前做好人力物力财力准备，主动将BIM技术应用于实际项目施工中，這样才能在未来的市场上抢占先机，走在建筑行业发展浪潮的前列。

参考文献：

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[2]董建峰，梁晓.基于数据协同的日本勘察设计行业信息化发展[J].土木建筑工程信息技术，2010，（3）：106.