摘要：BIM技术作为一种先进的设计工具，在项目的勘察、设计和施工的全生命周期有重要作用。本文中基于美国软件商出品的Bently平台系列软件讲述BIM技术在设计阶段的应用，包含从开始的外业勘察、方案对比到最后的设计出图整个流程。在此基础上分析了BIM技术在城市基础设施项目设计中的价值，阐述了其在设计阶段的实现过程，探讨了BIM技术在应用过程中的潜在优势，以及推动基础设施设计的发展的重要现实意义。
关键词：BIM技术；Bently基础设施；协同设计
1引言
基础设施是社会经济发展、人类居住环境改善和公共服务提升的基本。传统的基础设施设计手段落后，协调难度大，在实际工作中很容易出现各种沟通和实施问题。建筑信息模型（Building Information Modeling，以下简称BIM）技术，是以三维信息技术为基础，集设计、施工、管理为一体全寿命周期管理的建筑应用技术。2018年1月11日，交通运输部办公厅发布《关于推进公路水运工程BIM技术应用的指导意见》提出到2020年，相关标准体系初步建立，示范项目取得明显成果。我国众多勘察设计研究院已经在交通领域BIM技术的发展取得了一定的成就，并且参编了相应的行业标准。
2传统设计平台
在20世纪60年代勘测设计开始借助于计算机技术，从一开始解决重复计算，发展到绘制大量的设计图纸，最终演进到系统、集成设计平台。设计软件的发展随着我国交通建设快速发展，传统设计系统，完成了大量的设计任务，取得了举世瞩目的经济效益和社会效益。
与传统道路设计系统“顺序式”工作流程不同，基于BIM技术的新一代道路设计系统则以“建模”为核心，整个道路设计过程以构建完整的三维信息模型为主线，所有设计、三维、算量、出图等工作都紧密围绕这个核心进行[1]。在信息化技术在各行各业飞速发展的时代，传统设计系统的一些弊端就显露出来了。
3 BIM技术在设计引领中的作用
目前国际上使用的BIM软件主要有3类，Autodesk平台、Bently平台、Catia平台，国内的传统CAD软件商如鸿业、纬地、方案设计师、广联达也在做BIM技术的研发与探索工作并取得了一定的成就。其中Bently软件在擅长大型基础设施建设领域，如水电、市政行业，交通，城市建设等大型线状和面状工程，本文将通过Bently系列软件描述BIM技术在设计引领中的作用。
3.1 勘察外业阶段
随着计算机工作站、无人机计算、激光雷达扫描[2]等科学技术的迅猛发展，如图1所示。
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图1 新型测绘设备图
土木工程项目上新的测绘手段的出现，推动了基础设施领域的BIM技术进一步应用，实现了BIM+GIS技术的应用，让BIM技术在设计中的运用更符合原地貌。Bentley实景三维建模已广泛应用于土地测绘、工程施工、建筑改造、城市规划当中。Bentley实景建模以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成数据成果，直观地反映地物的外观、位置、高度等优点，为真实效果和测绘级精度提供保证，是传统的三维建模无法比拟的[3]。同时BIM技术的发展带动测绘技术的革新，新的测绘手段能为BIM提供准确的GIS基础模型。
尤其在基础实施领域传统的测绘模式的弊端更加明显如：数据采集密度受限、受地表树木和植被的影响、测设效率低、大范围测绘周期长。而对于新兴的测绘手段具有测绘效率高，采用机载或者车载、数据测设精度高、采集密度大、建立真实的三维场景。
3.2 设计出图阶段
文中提及美国软件商Bently的一系列BIM软件在基础设施上有着它的优势，这个平台系列中含有三维测绘系统、三维地质模型、三维路桥隧模型对应的BIM软件，同时
包括信息三维模型基础平台、工程项目信息管理协同工作平台，以及通过这一系列软件我们可以做到分析计算、碰撞检测、材料统计、进度模拟、渲染漫游动画。最后设计单位通过电子资料的移交，施工单位、运维单位将利用这些原始数据处理加工后进行施工组织设计、施工指导、运维资产管理。这时，Bently平台的优势就体现出来了，它的所有软件具有统一的模型格式（.dgn）和属性管理架构，优秀的工程项目内容管理及协彤平台，有助于实现了全生命周期的管理运用。
利用Bently软件进行设计流程，首先由利用Context capture建立地质模型。在三维地质模型中，进行概念设计，设计建立在原始地貌环境中，在BIM模型和地质模型的碰撞中，实现了土方平衡、征地拆迁的避让，地质情况的合理利用等等我们在做线路设计中极大的减少资本的投入。之后利用ORD（CNCCBM OpenRoads）道路设计软件、OBD（OpenBridge Designer）桥梁设计软件进行土木结构的详细化设计，并且是参数化的设计同时完成智能化配筋工作。最后将土木结构在有限元受力分析软件中进行检算，完成最终的三维模型和二维出图工作。
在传统的桥梁设计中由于在桥梁的设计阶段，设计和出图工作量很大，而利用传统的图纸表达方式，钢筋等材料统计工作不仅繁杂，而且容易出错。另外，桥梁设计与施工工艺环节联系紧密，如果能在设计阶段提前把桥梁的施工过程模拟出来，就可以基本避免实际施工中出现的一系列问题，既有利与业主单位对设计图纸有直观明显的认知，避免后期施工过程中的设计变更及责任的相互推诿。
3.3 BIM技术在设计中带来什么
1）改革，道路BIM提供了新的基础设施的项目设计方案的载体，从而带来了全新的设计理念、设计工具和管理方法，进而推动了设计阶段各个环节工作方式的变革。
2）先进，随着信息化对社会各行各业带来新的管理方式和生产力，BIM技术带来了全新的设计的方式，例如：设计者可在同一界面下综合、实时地参考道路平面、纵面、横断面、地质、土方、三维模型等要素完成选线和路线设计工作。
3）质量，带来了设计工作各个阶段质量的提高，例如：减少了错误率和返工率，提高了各专业的协调和匹配程度，增强了设计方案对地形特征的针对性。
4）协同，基础设施项目是系统工程，包含了公路工程、隧道工程、桥梁工程等专业，各个大专业又细分为更多地工程，改变了各专业之间单独作图的现状，通过设计管理平台实现了各专业之间的协同合作。在BIM系统的搭建过程中，各专业可以共同建立、使用、丰富这个平台，从而达到各尽所能、各取所需的目的，协同设计得以真正实现。
5）电子资产，BIM技术推动设计企业的信息化进程，同时将所做的设计工作以电子数据的形式保存下，为后续的项目的设计者提供相关的技术资料。同时在进行成果交付的同时以三维电子图纸结合二维纸质图纸的形式交付业主单位和施工单位实现了电子数据的共同利用。
4结语
当前国家和政府层面正在推动智慧交通和公路水运的BIM技术的运用，在此背景下，积极探索BIM技术在基础设施领域的应用，对于实现行业转型升级，提质增效具有重要意义，将BIM技术在公路领域设计中获得良好的应用，是实现智慧交通的第一步，将会推动土木工程行业信息化改革的一大步。
参考文献：
[1]涂圣文.BIM+VR道路设计系统技术特点及应用现状[J].公路，2019（2）：164-169.
[2]覃志浩.Bentley软件在三维实景建模中的应用[J].广西水利水电，2018（4）：62-64.
[3]曹立智.交通领域BIM技术应用与探索[R].哈尔滨：哈尔滨新巴黎会议中心，2018.1
论文作者:张宝峰,鲁凯,许利彤
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
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