摘要：近年来，我国交通运输行业快速发展，各个地区都在进行大规模的建设公路。随着行业技术的推进，传统的设计方式已经不能满足公路设计人员快速高效的设计需求，而BIM技术的出现，可以更好的提高公路设计的效率与质量，促进我国公路建设的发展。本文主要探讨BIM技术在公路设计中的应用和研究。
关键词：BIM技术；公路设计；应用
引言：信息时代的到来推动了我国建筑及交通行业的发展。在公路设计方面，越来越多的先进技术的运用，提高设计的精确性、便捷性、有效性，并为建设质量奠定坚实的基础。BIM技术是建筑信息模型的简称，是近几年快速发展的一种三维模拟建模的技术。BIM技术的运用，可以帮助工作人员充分准确地获取公路模型信息，从而提高设计精度，降低设计风险，可以更直观的观察公路实际建成后的效果，并确保公路的设计符合实际要求。公路工程通常规模较大，设计过程也复杂，往往涉及到拆迁，高填深挖等需要多方案比选的情况，这时候通过BIM技术建立工程模型，对项目进行仿真模拟，可方便的进行多方案设计，提高效率，缩短设计人员工作周期。
1.BIM技术的应用现状及存在问题
1.1应用现状
当前，BIM技术正处于发展期，BIM技术可以帮助实现建筑信息的集成，从建筑的设计、施工、运行直至建筑全寿命周期的终结。BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。公路模型是利用公路设计中的全部信息，在电脑中所建立起来的模型。BIM技术中所包含的各个数据都将在公路建设的整个过程中发挥重要的作用，一般来说，公路建设的环节主要有设计、建造、维护、管理等部分，而在这些部分中BIM技术都发挥着重要作用。目前，我国很多的大型建筑项目，基建项目都将BIM技术运用到项目中，大大提高了项目进程。国内的公路勘察设计单位也在不断学习关于BIM技术相关软件，如纬地、鸿业等公路设计软件。BIM技术的应用是设计行业的一次革新，它的出现改变了传统的二维图形，靠设计人员看图想象设计成果的传统模式，更新了新的设计方法，是未来设计行业的发展方向。
1.2存在问题
不同于其他房屋建筑项目，公路项目长期以来在整个建造过程投入的各种人力、物力和财力是十分巨大的，公路项目的实施过程的许多环节和过程,也需要相当复杂的技术，需要大量专业技术人才支持。公路工程的特点是里程长，控制要素多，涉及面广，分布区域大。公路的设计施工考虑的要素非常多，往往需要涉及到农田、房屋、高山陡崖、河流等地形，这些地理环境条件及地质条件等诸多要素影响了整个公路的设计。BIM技术对于不同地质条件下桥梁，隧道等方面的设计还有待提高。
其次，国内目前在公路领域涉及BIM技术软件还不够成熟，三维模型的建立对于电脑硬件要求高，BIM软件操作较为复杂，使设计人员难以运用到实践中去。针对此问题，需要相关BIM开发技术人员根据公路设计的实际应用特点，开发符合设计人员需求的相关软件；或者在原有软件基础上进行优化，增设设计人员所需相关功能。除此之外，相关从业人员也应积极参与BIM技术培训，提升自身职业技术水平。目前，相关部门已经成立了BIM技能的等级考试，使专业技术人才得以重视，更好解决BIM技术应用中专业人员缺乏的问题。
2.BIM在公路设计中的应用
2.1地面模型处理
地面模型是公路设计中BIM技术应用的关键要素，也是确保后续设计工作顺利进行的保证。首先，通过外业勘察获得的勘测数据，技术人员需对勘察的数据进行实时的录入，编辑以及整理，然后将整理完成之后的数据结果采集到BIM模型当中，设计人员根据模型进一步优化整合，使得模型更合理准确，准确的地面模型将有助于提高道路建设的可行性和合理性。在创建公路模型以构建三角网格地形模型时，需要根据三维点云数据和CAD矢量地形图进行精确分析和计算，以确保它符合公路施工建设的实际情况。同时，通过航空照片和卫星图像等与三角网格的地形模型相结合，可以更清楚地显示地形情况，并迅速增加受控制的因素，如房屋、农田、铁路、公路和规划区域。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过这些地形地物的显示，帮助设计人员进一步的优化公路设计，提高设计的质量。
此外，设计时必须使用倾斜镜头和激光点云等技术来构建三维模型。将相关的地质数据纳入数字地面模型，减少复杂地质环境对道路建设的负面影响。通过地质数字模型实现项目的持续优化。由于公路工程项目往往需要经过不同地形条件和地质水文条件的环境，而道路建设成本、安全性也一定程度上受到地质条件的影响。将地质数据整合到地面模型中，可以使设计人员清楚地质情况，适当规避或者减少占用地质情况较差的路线。
2.2整合、分拆模型数据
三维模型数据与传统的二维图纸相比，除了视觉上三维模型对数据直观的反映外，还可以清晰的看到工程相关的信息。但是由于公路工程的复杂性，在设计过程中产生的数据量也会相当大，需要在每个文件中编号以促进数据管理。每一个工程项目需要进行数据划分，即根据桥梁、隧道、涵洞、路基路面、绿化等篇章节进行划分，提高项目的结构完整性。经过划分后的模型可以嵌入到整体模型中，当不需要某一模块数据时，即可关闭该模块数据，减少软件运行的负担。通过拆分各个模块，最后整合为一个整体再进行出图，使技术人员能更好分工合作，各司其职，化零为整，更好的运用于大规模的的公路建设项目。
2.3工程量统计和方案对比
在工程设计阶段，设计人员通过完成路线平面设计，纵断面图设计，及横断面图设计后，利用BIM技术可以结合以上平纵横数据信息进行模型整合，为整个公路工程项目提供详细的三维模型。三维模型的建立将大大提高对公路工程量的统计的效率，主要是因为土石方的计算是基于现实地形和公路模型，从而产生更精确的结果。从而节省大量的时间和资源，提高公路设计质量水平，降低成本，提高经济效率。
此外,由于BIM技术可以有效和迅速进行工程量统计,在项目的方案设计阶段，通过构建三维模型，可以生成多个公路路线设计方案，更加直观分析不同方案的技术经济等方面优缺点,为各个方案提供科学依据。通过比较不同方案更快速高效的选择最合理的路线。在项目实施过程中，通过BIM技术可以更快捷的实现设计变更，缩短工作时间，减轻设计人员工作量，提高效率和质量。如果在施工过程中发现地质或地形条件和设计方案不一致，BIM模型的使用方便的可以简化公路设计的修改过程，只需要修改和调整BIM模型中的相应参数，而不像以前那样需要人工调整。当公路路线需要调整时，修改模型中的数据，则生成的施工图也进行关联更新，迅速获得填挖土石方量、新线路的位置，项目计划可以迅速调整，提高项目效率。
3 BIM技术的发展前景
改革开放以来，公路行业发展速度越来越快，公路设计行业市场竞争日趋激烈。随着我国各项事业的发展，对于公路设计也有了更高的要求。近些年来，国内无论是政府还是企业，都在积极推广BIM技术。也正是因此，我国的BIM技术也逐渐成熟。尽管这一技术仍存在许多问题，但只要公路部门转变发展理念，推陈出新，均可寻找到解决这些问题的方法。此外，我国更应该在在大学课堂增设BIM技术相关专业的学习，培养更多BIM专业型人才。未来，BIM技术将是设计行业的潮流，能够在公路设计中更好的运用BIM技术，那么公路设计行业将会往更快速高质量发展。
4.结论
BIM技术是一项具有巨大发展潜力的技术，未来也有广阔的前景。为了充分利用BIM技术对道路设计的好处，公路设计人员不仅要不断提高他们的专业水平，还要深入了解和开发BIM技术，只有结合起来才能提高我国公路设计的水平。
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论文作者:邱东宇
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/13
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