王少華

北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100082

1 BIM技術(shù)概述

BIM技術(shù)憑借其可視化、協(xié)調(diào)性及模擬性等特征，得到了國內(nèi)眾多設(shè)計(jì)師的青睞[1]。以鴻業(yè)路易、CNCCBIM Open-Roads為代表的專業(yè)道路設(shè)計(jì)軟件促進(jìn)了傳統(tǒng)市政道路設(shè)計(jì)的改革。在建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程中，BIM技術(shù)提供了從方案設(shè)計(jì)階段到施工圖設(shè)計(jì)階段的解決方案，并且能夠建立符合當(dāng)前應(yīng)用場(chǎng)景精度的模型。BIM技術(shù)在建筑行業(yè)引起了一場(chǎng)革命，推動(dòng)了傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)向三維設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變的進(jìn)程[2-3]。

2 BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）成果直觀體現(xiàn)。市政項(xiàng)目中涉及道路、橋梁、交通、給排水、電氣、管廊及園林等眾多專業(yè)。對(duì)于舊路改造工程，還需要考慮對(duì)交通、現(xiàn)有建筑及專業(yè)設(shè)施的影響[4]，特別是近年來，越來越多的復(fù)雜工程開始出現(xiàn)，給傳統(tǒng)的市政設(shè)計(jì)帶來了更多的挑戰(zhàn)，BIM技術(shù)憑借著強(qiáng)大的三維展示功能，可以很直觀地將設(shè)計(jì)成果展現(xiàn)出來，讓設(shè)計(jì)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不足和紕漏，避免設(shè)計(jì)問題的產(chǎn)生。

（2）專業(yè)配合度高。在復(fù)雜項(xiàng)目中，眾多專業(yè)之間配合困難，導(dǎo)致返工現(xiàn)象嚴(yán)重。應(yīng)用BIM技術(shù)則有利于解決專業(yè)配合問題，可將不同專業(yè)的設(shè)計(jì)成果整合到同一個(gè)平臺(tái)中，通過碰撞檢查，解決不同專業(yè)之間的設(shè)計(jì)沖突[5]。同時(shí)，BIM模型具有關(guān)聯(lián)性，模型中的部分參數(shù)經(jīng)過修改后，整個(gè)模型及圖紙信息都會(huì)同步更新，提高了設(shè)計(jì)效率。

（3）模擬分析能力強(qiáng)。BIM技術(shù)具有強(qiáng)大的模擬分析功能。在設(shè)計(jì)階段，可以通過模型對(duì)道路的視距、照明方案及行車舒適性進(jìn)行模擬，優(yōu)化設(shè)計(jì)，選取最佳的設(shè)計(jì)方案；在施工階段，可以通過模型進(jìn)行施工全流程模擬，提前把控施工中的重難點(diǎn)，在施工之前及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的危險(xiǎn)和困難，顯著縮短項(xiàng)目施工周期，節(jié)省施工成本，保障工程質(zhì)量[6]。

（4）精確計(jì)算工程量。在市政道路工程中，工程量計(jì)算對(duì)工程造價(jià)有直接影響。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式下，在復(fù)雜的市政工程中，通過二維圖紙計(jì)算工程量較為困難，且容易產(chǎn)生較大的誤差，而通過應(yīng)用BIM技術(shù)，在完成模型創(chuàng)建后可以根據(jù)模型信息快速生成工程量清單，對(duì)成本進(jìn)行分析并加以控制。BIM技術(shù)的應(yīng)用提高了工程量統(tǒng)計(jì)的速度，保證了數(shù)據(jù)的可靠性，加快了設(shè)計(jì)進(jìn)度。

3 BIM技術(shù)在市政道路工程中的應(yīng)用

3.1 在初步設(shè)計(jì)階段中的應(yīng)用

在道路初步設(shè)計(jì)階段時(shí)，常用的是鴻業(yè)路易軟件。鴻業(yè)路易設(shè)計(jì)系統(tǒng)保留了現(xiàn)有的道路設(shè)計(jì)流程和習(xí)慣，在二維圖紙上進(jìn)行設(shè)計(jì)。軟件集成了國內(nèi)的眾多規(guī)范，當(dāng)平曲線和豎曲線設(shè)計(jì)不合理時(shí)會(huì)智能提醒。軟件還可以快速計(jì)算設(shè)計(jì)道路的土方挖填量及道路路面工程數(shù)量表。完成設(shè)計(jì)后可以直接快速生成道路模型，軟件還提供了交通設(shè)施、安全設(shè)施的自動(dòng)設(shè)計(jì)和建模，快速生成道路標(biāo)線及標(biāo)牌。拖拽式邊坡設(shè)計(jì)、快速建模、模型和圖表聯(lián)動(dòng)、快速查看三維模型等一系列強(qiáng)大的功能，降低了設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

3.2 在施工圖設(shè)計(jì)階段中的應(yīng)用

CNCCBIM OpenRoads軟件在施工圖設(shè)計(jì)階段得到了廣泛的應(yīng)用。軟件擁有強(qiáng)大的模板自定義功能和參數(shù)控制功能，可以完成任意復(fù)雜道路模型的創(chuàng)建。BIM技術(shù)在施工設(shè)計(jì)階段發(fā)揮的作用包含以下兩個(gè)方面。

（1）直觀地展示設(shè)計(jì)意圖。在傳統(tǒng)的市政道路設(shè)計(jì)過程中，通過二維的方式展示三維空間，設(shè)計(jì)人往往很難準(zhǔn)確、全面地闡釋設(shè)計(jì)意圖。特別對(duì)于復(fù)雜的項(xiàng)目，非專業(yè)人員很難通過二維圖紙理解設(shè)計(jì)意圖，甚至可能理解錯(cuò)誤。

（2）解決專業(yè)間設(shè)計(jì)沖突。近些年來隨著市政項(xiàng)目規(guī)模的擴(kuò)大，設(shè)計(jì)難度越來越高，道路設(shè)計(jì)逐漸變得更具有系統(tǒng)性，BIM技術(shù)將不同專業(yè)的設(shè)計(jì)成果整合到一個(gè)平臺(tái)上，不同專業(yè)的人員協(xié)同進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高了條件傳遞的效率，平臺(tái)也可以很方便地檢查出不同專業(yè)設(shè)計(jì)之間的沖突。

3.3 在道路施工階段中的應(yīng)用

（1）施工前期準(zhǔn)備。通過構(gòu)建施工階段的模型，對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行復(fù)核，可提前發(fā)現(xiàn)施工圖紙中可能存在的問題；通過施工圖模型精確地統(tǒng)計(jì)工程量，復(fù)核工程量，對(duì)成本進(jìn)行精確的控制。

（2）施工進(jìn)度管理。將三維模型導(dǎo)入到BIM平臺(tái)，在施工過程中可以有多種應(yīng)用。通過三維場(chǎng)景模型合理布置場(chǎng)地、確定施工材料的入場(chǎng)時(shí)間和堆放位置，以及科學(xué)地安排人力、物力，強(qiáng)化進(jìn)度管控能力。通過將施工完成的情況準(zhǔn)確、及時(shí)地輸入管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息集成和共享，精確控制施工進(jìn)度。

（3）施工質(zhì)量管理。BIM技術(shù)擁有強(qiáng)大的模擬仿真功能，可以對(duì)施工過程的重點(diǎn)工序、工藝進(jìn)行施工模擬，提前對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行直觀精確的了解，把握施工中的重難點(diǎn)，準(zhǔn)確識(shí)別危大清單，編制危大專項(xiàng)方案，保障項(xiàng)目的施工質(zhì)量和施工人員生命安全。

（4）施工成本管理?；贐IM技術(shù)對(duì)工程量的精確控制，可以實(shí)現(xiàn)施工材料采購的合理性和透明性，避免材料采購不合理問題。同時(shí)，借助BIM管理平臺(tái)，可科學(xué)布置場(chǎng)地，減少材料和機(jī)械的二次搬運(yùn)和非必要的場(chǎng)地硬化。通過對(duì)人力、物力和財(cái)力的精確控制，減少施工投入，節(jié)約施工成本。

綜上所述，BIM技術(shù)在施工前期準(zhǔn)備階段的應(yīng)用，可以精確地復(fù)核圖紙、工程量。在項(xiàng)目實(shí)施階段的應(yīng)用可以有效地控制建設(shè)進(jìn)度、提升工程質(zhì)量、降低造價(jià)水平。

3.4 在項(xiàng)目運(yùn)維階段中的應(yīng)用

項(xiàng)目進(jìn)行過程中涉及的專業(yè)眾多，在不同的項(xiàng)目階段也有不同精度的模型，模型管理容易混亂，應(yīng)用BIM平臺(tái)有助于更好地管理和使用模型。

（1）在BIM平臺(tái)中可以利用模型進(jìn)行突發(fā)事件的模擬，預(yù)測(cè)可能發(fā)生的突發(fā)事件，并提前制訂對(duì)應(yīng)的防控措施。

（2）當(dāng)事故真實(shí)發(fā)生時(shí)，可以快速查看事故部位的結(jié)構(gòu)形式及周圍的管線、結(jié)構(gòu)等布置情況，給維修方案的制訂提供專業(yè)的參考。

（3）結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)管道、設(shè)備進(jìn)行信息管理，當(dāng)?shù)竭_(dá)時(shí)間節(jié)點(diǎn)時(shí)，提醒專業(yè)人員完成檢測(cè)、維修、更換設(shè)備等流程。

4 BIM技術(shù)應(yīng)用展望

雖然現(xiàn)階段BIM技術(shù)在市政道路工程設(shè)計(jì)中取得了一定的進(jìn)展，但在市政工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目中的推廣仍面臨很多問題，為了將BIM技術(shù)普遍應(yīng)用于市政道路工程，應(yīng)注重以下三個(gè)方面。

（1）注重專業(yè)人才培養(yǎng)。目前在BIM技術(shù)的應(yīng)用層面，無論是乙方進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)還是甲方進(jìn)行項(xiàng)目驗(yàn)收，對(duì)BIM技術(shù)的使用者水平都提出了更高的要求，而國內(nèi)高校仍缺乏對(duì)BIM專業(yè)技術(shù)人才的系統(tǒng)培養(yǎng)體制。BIM技術(shù)的應(yīng)用對(duì)從業(yè)者的工程專業(yè)素養(yǎng)、軟件操作能力、編程邏輯思維和動(dòng)手能力都提出了較高的要求，而目前在國內(nèi)既了解工程行業(yè)又具有較高編程水平的人才少之又少。

（2）進(jìn)行深度二次開發(fā)。當(dāng)現(xiàn)有軟件的功能不能滿足要求時(shí)，就需要進(jìn)行二次開發(fā)，在原有技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行功能拓展、定制修改。通過二次開發(fā)可以優(yōu)化數(shù)據(jù)集成、自動(dòng)出圖等功能，也可以利用程序來完成煩瑣的重復(fù)工作，加快項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)度。

（3）大力推廣落地應(yīng)用。BIM技術(shù)只有結(jié)合實(shí)際工程項(xiàng)目的需求才能發(fā)揮真正的價(jià)值，因此在企業(yè)中落地推廣是關(guān)鍵的一環(huán)。為了在工程項(xiàng)目中積極推廣BIM技術(shù)的應(yīng)用，首先，管理者應(yīng)增加專業(yè)人員BIM知識(shí)培訓(xùn)頻次，使專業(yè)人員了解BIM技術(shù)的專業(yè)技能和專業(yè)知識(shí)，并在培訓(xùn)完成后進(jìn)行考核；其次，建立健全激勵(lì)機(jī)制，對(duì)在培訓(xùn)和實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用中表現(xiàn)較好的專業(yè)人員進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)表彰，由此推動(dòng)BIM技術(shù)在項(xiàng)目生產(chǎn)中的應(yīng)用。

5 結(jié)束語

目前BIM技術(shù)在市政道路工程中的應(yīng)用仍處于起步階段，在復(fù)雜多專業(yè)結(jié)合的工程中已經(jīng)展現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，有利于提高建設(shè)質(zhì)量、控制工程成本及縮短工程建設(shè)周期。電腦輔助繪圖終結(jié)了畫板手工繪圖的時(shí)代，BIM技術(shù)三維設(shè)計(jì)也將逐漸取代二維設(shè)計(jì)。新事物的產(chǎn)生往往需要一段時(shí)間的適應(yīng)期，雖然現(xiàn)階段BIM技術(shù)的推廣應(yīng)用還存在一些問題，但最終會(huì)給行業(yè)帶來翻天覆地的變化。