作者：庞聪 彭欣 符蕾 李佳航
来源：《西部交通科技》2020年第06期
摘要：文章结合BIM技术在我国工程行业的发展趋势，以市政道路为研究对象，阐述了市政道路对于BIM技术应用的需求，分析了BIM技术在市政道路设计阶段应用的优势，并从平台选用、总体方案、流程梳理、设计环境、协同管理、专业应用等多方面进行归纳总结，提出适用于市政道路全过程全专业设计的BIM建模方法和设计流程。
关键词：BIM技术;市政道路;设计阶段;Bentley
0 引言
随着BIM技术在建筑行业的快速发展和优势展现，水利水电、轨道、公路及市政交通等工程行业也在逐渐尝试BIM技术所带来的利好优势。借助我国近十年在交通领域大发展的契机，BIM技术在我国交通行业的应用已逐渐成为全球领先，特别在近年来国际上各类BIM比赛的获奖名单来看，中国项目基本占据获奖名单一半以上。 以全生命周期为驱动的BIM技术在工程行业的迅速发展已被业内人士看作是继CAD甩图板之后的又一次技术革新[1]。BIM技术作为一种基于三维环境下开展的数字化新理念，随着软硬件条件的不断提升，已逐渐成为行业所需。作为技术密集型企业的典型代表，国内大型设计院更是推动BIM技术的主力军，如华东院通过基于BIM系统的二次开发，已初步具备针对水利水电工程的BIM技术正向设计能力;中交一公院通过基于Bentley系统的二次开发，已逐渐打通BIM技术在公路工程设计中的全专业全过程应用。随着大数据时代的来临，BIM技术已经具备高速发展的契机，这是工程行業设计手段上的一次伟大变革，是设计理念和习惯的根本改变[2]。
1 基于BIM的市政道路应用分析
1.1 市政道路的BIM应用需求分析
目前我国正处于对BIM技术的期望探索期，积极探索BIM技术在市政交通中的应用优势是国内BIM应用主流，其中应用较多的城市主要集中在深圳、北京、上海等一线城市。[JP+1]而从技术应用角度分析，目前绝大部分市政道路的BIM技术应用仍以三维翻模的辅助设计为主，主要在大型市政交通项目如互通立交、特大桥、隧道等重要节点进行应用，是我国目前BIM技术应用的主要需求。
1.2 BIM技术在市政道路设计中的优势分析
从市政道路工程的特点出发，相较于公路工程，其具有里程较短，规模较小，但环境因素影响大，交通方式分类多，涉及专业多，景观绿化要求高等特点。因此，BIM技术在市政道路中的应用与公路相比，在需求上更为明显。
与传统设计方法相比较，BIM技术主要在三维可视、协调沟通、用量估算、征地拆迁及景观亮化等方面存在较大优势。如深圳市要求城市重点景观道路必须采用BIM技术进行
景观亮化方案的对比，并从第一人视角进行模拟展现，为决策者提供直观依据。在深圳梅观高速公路湖南段市政化改造工程中，BIM技术的应用不仅减少了设计返工，优化了方案，提高了沟通效率，更节省了设计时间，在降低成本等方面作出了巨大贡献。
2 市政道路的BIM技术应用分析
2.1 BIM技术应用系统分析
目前市面上存在多款BIM应用系统，从国内系统来看，针对公路BIM应用需求的主要有纬地BIM设计平台、公路工程设计BIM系统等;针对市政BIM应用需求则以鸿业系统的路易、管立得及BIMSpace等软件为主。从国外系统来看，主要以Autodesk与Bentley系统为主流，其均具备针对工程行业各专业需求的系列软件集，从系统性、集成性上更具优势。
根据市政道路设计阶段的特点，从技术层面分析，Bentley系统本身为三维底层架构的系统集成，而Autodesk公司和鸿业系统均以AutoCAD为基础框架平台，在三维集成上存在一定的劣势。从综合性能上分析，Bentley系统是致力于解决各行各业的综合性系统平台，针对不同的需求对象开发有不同的解决方案，且格式统一，兼容性强。因此，从市政道路
不同设计阶段的需求分析，鸿业系统更符合目前方案设计阶段的建模需求，Bentley系统则更符合深化设计阶段的建模需求。
在方案设计阶段，选用鸿业系统，充分利用其在建模快速化及展示便利化等方面的优势。
在深化设计阶段，选用Bentley系统进行精细化建模，在各专业协同设计、模型精细度、工程量计算及效果渲染展示等方面具有较大优势。
2.2 BIM技术总体方案
市政道路BIM应用方案以不同设计阶段的不同需求和建模精度为原则，制定BIM建模标准、应用体系及系统应用方案，避免陷入“过渡建模”的误区。对于设计场地环境的构建，采用无人机倾斜摄影技术基于ContextCapture软件进行三维实景构建，高度还原项目周边真实场景。对于协同设计管理平台，通过ProjectWise建立基础文件、模型文件和管理文件多层结构，实现设计模型的协同管理和资源共享，以解决传统二维设计“信息孤岛”的问题。
从场地勘测到方案设计再到深化设计，形成了一套行之有效的市政道路工程设计全专
业全过程BIM技术总体应用方案（见图1）。
3 市政道路的BIM设计应用
3.1 市政道路设计BIM应用解决方案
针对市政道路各设计阶段的不同需求，提出分别将鸿业系统应用于方案设计阶段，Bentley系统应用于深化设计阶段的BIM解决方案，具体如图2所示。
3.2 基于BIM的场地勘测
基于真实准确的三维实景环境下开展动态交互设计是BIM技术的一大亮点，可极大提升设计效率和质量。利用无人机倾斜摄影技术对项目区域进行航拍，获取项目所需的高分辨率影像，通过BentleyContextCapture软件构建三维实景模型，为项目提供真实、准确、实时的设计环境。在此基础上开展建模设计工作，改变传统枯燥晦涩的设计环境，使设计工作真实协调于现场条件，减轻设计人员外业调查强度和难度，为设计人员提供更为详实的设计资料，提高项目设计的准确性。
3.3 基于BIM的设计协同及管理
市政道路工程设计是基于多专业多阶段的共同协作流程，在设计过程中会存在方案调整、资料互提及进度把控等需求，而传统设计方法在过程上往往存在脱节问题，导致项目出现缺陷甚至错误。Bentley公司为解决项目协同设计管理等问题，提供了一款用于项目信息管理及协同工作的平台ProjectWise开展协同设计，如图3所示，清晰表达了传统设计与BIM协同设计在总体构架上的区别。
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