中水电四局南方（珠海）工程有限公司 广东珠海 519000
摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的道路工程的发展也日新月异。道路工程在全寿命周期内运用建筑信息模型技术，越来越受到青睐。论述了道路工程发展的各个阶段，介绍了BIM技术在控制道路工程质量、成本、进度和安全等方面的优势，指出以BIM技术服务道路工程建设是一种可行的方法。
关键词：道路工程；设计发展；BIM技术应用
引言
随着社会经济的快速发展和城市化进程的快速推进，交通拥堵问题已成为我国多个大城市的严重问题之一，需要加快城市道路建设，完善快速路网体系。针对广州市常住人口已突破1450万的超大城市，“十二五”期末，广州市的城市道路总里程已达7220公里，其中高速公路里程972公里，城市轨道交通里程266公里，但道路拥堵形式依然严峻，《广州市综合交通“十三五”规划》中提出，到2020年，预估广州市人口将超过1800万，初步形成以广州为中心的“三环十五线”（高速公路将超1206公里、城市轨道交通将超520公里）区域高速公路网络格局，同时中心城区快速通道建设任务十分繁重。目前，工程建设所采用的信息化手段主要包括：BIM、GIS、物联网、大数据、云计算、智能化技术等，其中BIM因其具有的信息集成、三维可视化、可模拟等特点在建筑行业得到了迅猛发展，BIM+信息化技术在工程中的应用研究，以及基于BIM的协同管理对有效解决传统的市政工程建设难题，提升精细化管理水平提供了有力的技术手段。
1背景
道路在满足通行的基本功能基础上，随着社会发展、科学技术进步，承载了越来越多的功能。城市道路的地下天然气管道、给水管道、排水管道伴行;公路以人为本服务功能更加突出，休息区、服务区、观景台的设置在长途公路中越来越完善。道路承载的内涵，有交通运输、环境保护、经济带动、科学技术传递、人文思想传播等等。纵观道路建设发展史，筑路材料从早期的砂石、木材等自然界存在的天然物资到现在的沥青混凝土、钢材等加工材料，勘察设计手段从早期的经验传授到仪器勘探、精密测量，绘图工具从手工绘图到计算机辅助绘图，建设施工手段从早期的人力畜力施工到大量采用机械施工，都是社会生产力发展到一定水平的必然结果。从最早的只能通行的路到能走车，再到要求安全经济美观，是适应社会经济发展的需要的。生产力提高了，生产者的劳动技能，劳动对象，劳动工具都随着生产力的发展而不断更新。从仅靠经验指导、手工制图，到计算机辅助绘图，都是适应当时的生产力发展水平和社会经济需要的。科技发展带来的技术变革，可视化与量化分析，内业工作模式升级，实景建模，提前量化工程实体，构思、计算，设计绘图。现在的BIM平台，同样也是生产力发展到一定程度的必然产物，是适应当前经济发展水平的必然需要。
2 BIM的发展与应用现状
1975年，Dr.ChuckEastman首先提出这一理念，到1992年，VanNederveen在前人基础上，进一步完善，提出BuildingInformationModel（建筑信息模型）的概念，到1999年，托尔曼教授进一步完善，并命名为BuildingInformationModeling，也就是今天的BIM。从应用来看，美国领先于世界各国，大多数建筑工程使用BIM进行设计，应用的比例已经高达75%，另一方面，美国对一些重大工程，要求必须使用BIM进行设计；2015年，欧洲指定了2016年使用BIM的最低要求；日本则把BIM的推广列入国家发展计划中；其他亚洲国家对BIM的应用也较为成熟。BIM最初应用于建筑工程中，并取得了不错的效果，直到2010年，首次尝试用BIM解决道路问题，该项目位于旧金山，欧莱克公司利用BIM对该工程进行模拟设计和施工，取得较好的成果。我国港台地区，也做过相关工作，香港多座地铁车站在设计阶段采用BIM进行设计，台北的捷运万大线，其各个标段均采用BIM进行设计和施工过程模拟，同时也应用到运营维护阶段。我国大陆的BIM起步较晚，但是近几年，在政府以及行业的推动下，掀起学习BIM技术的一股热潮，并且取得了不凡的成绩。2013年，国家首部BIM标准开始向各界征求建议。2007年，清华大学利用BIM技术，对奥运会的3个会场的部分结构进行设计。道路工程是线形工程，与建筑相比，所面对的因素更加复杂，BIM推广应用也更加复杂，目前，BIM对于道路工程的应用还不够成熟，即使使用BIM进行建模分析，也多是对部分工程，比如桥梁或者部分路面工程进行BIM建模分析。
3发展
道路工程涉及的专业繁多，形成了各专业间分工合作及互相协调的特点，几十年来没有因为计算工具的发展和应用软件升级而改变;现在特有的道路工程管理方式也将会因为BIM方式的积极采用而发生变化。将个人完成任务与信息模型技术结合，设立任务信息模型，现有的技术人员转型至BIM团队。现今，道路工程建设各阶段的专业应用软件基础很好，在已有的专业功能、标准和规范集成、软件架构以及操作习惯上，进行BIM能力改造提升，形成任务信息模型应用软件。工程建设数字计算及计算机应用技术发展可分为三个历程，即人工时代、键盘时代和集成时代。在人工时代，从算盘、计算尺到计算器，依靠计算工具帮助工程技术人员提高工作质量与效率;在键盘时代，从计算机辅助绘图、计算机辅助设计到三维数字软件，依靠人的思维固化于计算机中的软件帮助工程技术人员提高工作质量与效率;目前我们将在计算机科学技术不断提升的同时，利用BIM理念、软件平台，集合道路工程建设各阶段工程技术人员的任务分工，提高工作质量与效率，努力实现集成时代。BIM平台作为一种生产工具、劳动资料，服务并促进生产力的发展。生产工具从侧面反映生产力水平。劳动资料作为构成生产力的基本要素，是社会发展的内在动力基础。建筑信息模型(BuildingInformationModeling)或者建筑信息管理(BuildingInformationManagement)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有信息完备性、信息关联性、信息一致性、可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性八大特点。将建设单位、设计单位、施工单位、监理单位等项目参与方在同一平台上，共享同一建筑信息模型。利于项目可视化、精细化建造。在建设工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依此设计、施工、运营的过程和结果的总称。可划分为策划与规划、勘察与设计、施工与监理、运行与维护、改造与拆除五个阶段。无人驾驶飞机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器，在建筑工程领域无人机的应用主要包括：①场地影像，即通过无人机拍摄建设工程范围内的图片，利用PTGui进行图片拼接，再利用GlobalMapper进行坐标校准，制作得到更加真实的类似于卫星影像的场地影像图片，同时结合GIS、BIM技术使用得到更加全面、完整的工程及周边环境模型，另外通过多阶段场地影像的制作，实现形象进度比对及历史回溯。②全景球，即通过无人机定点拍摄多角度图片，利用PTGui将照片合成为一张全景图片，使用Pano2VR或720云将全景图片转换成全景球，最后将制作好的全景球导出为html或者flash格式，上传至服务器，便可使用浏览器或移动设备进行观看；③实景建模，即通过无人机拍摄多张清晰、多角度的现场照片或视频，然后使用BentleyContextCapture等软件进行加工，可半自动化的生成实景模型，作为GIS数据在基于BIM的协同管理平台中使用。见图一。
图一无人机倾斜摄影与BIM模型结合展示图
4.中山至开平高速公路工程（以下简称“中开项目”）具有征迁难度大、技术工艺复杂、施工作业面分布广、环境敏感点多、参建单位及交叉影响因素多等诸多特点。鉴于其复杂的业务流程，繁琐的工程数据，管理各方的协同与共享，设计与施工的高度融合以及复杂多变的征迁工作均为影响项目进展的主要因素，因而研发一套基于BIM技术的融合建设管理全过程的信息化、可视化、大数据等多领域关键技术的中开高速公路协同工作平台，应用于深化设计、建设期进度、质量、安全虚拟施工、计量支付，运营期养护、健康检测等方面的管理工作，对于有效地节约建设成本、提高管理效率、缩短工期以及降低安全风险发挥着重要作用。
在交通部“十三五”规划里明确提出：BIM技术的发展将作为十大重点技术方向。基于三维状态下BIM技术在中开高速公路建设及运营全生命周期管理系统的开发与应用研究完成关于BIM技术在中开项目应用的艰巨任务。
结语
生产力和生产关系是生产方式的不可分割的两个方面。生产力决定生产关系，同时，生产力反作用于生产关系。因此，工程人员应主动的学习应用BIM平台，适应生产力提高的趋势。BIM技术将来是更多于三维的模型信息呈现，更及时的避免灾难，提前发现规划、设计的缺陷。对于第四维、第五维等更多维度信息，可以是历史过往的道路工程地理、天气、人文、生态环境等信息，可以是未来的道路工程地理、天气、人文、生态环境等信息。贯穿在道路工程整个生命周期中，使设计、建造，维护等大量信息保存在BIM中，得以重复、便捷地使用。培养一大批既懂得科技和管理，还懂得经营的复合型人才。
参考文献:
［1］吴华金．道路工程哲学［M］．北京:人民交通出版社，2013．
［2］GB/T51212—2016，建筑信息模型应用统一标准［S］．
［3］许蓁．BIM应用·设计［M］．上海:同济大学出版社，2016．
论文作者:马良,吴琼
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/2
标签：道路论文; 工程论文; 技术论文; 信息论文; 模型论文; 生产力论文; 全景论文; 《防护工程》2018年第35期论文;