0 前言

BIM(建筑信息模型)是最新的工程信息化技術(shù)，綜合了項目所有的幾何信息、功能要求和構(gòu)件性能，將一個項目整個生命周期內(nèi)的所有信息整合到一個單獨(dú)的模型中，通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息。建筑信息模型是數(shù)字技術(shù)在建筑工程中的直接應(yīng)用，同時又是一種應(yīng)用于設(shè)計、建造、管理的數(shù)字化方法。這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在其整個進(jìn)程中顯著提高效率和大量減少風(fēng)險。

BIM概念涉及的領(lǐng)域比較廣，包含建筑物從規(guī)劃設(shè)計、施工到運(yùn)營管理整個生命周期，每個領(lǐng)域都有與之相關(guān)的BIM軟件。最近幾年，BIM在中國的概念逐步深入人心，同時，國家對建筑信息化要求日益加強(qiáng)。BIM技術(shù)有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性等特征，建立以BIM應(yīng)用為載體的項目管理信息化，可以提升項目生產(chǎn)效率，提高質(zhì)量，縮短工期，降低建造成本。

1、市政規(guī)劃中B lM應(yīng)用現(xiàn)狀

BIM技術(shù)首先應(yīng)用于建筑領(lǐng)域，現(xiàn)在已經(jīng)擴(kuò)充到幾乎所有領(lǐng)域：建筑設(shè)計、機(jī)械制造、工程施工等。B IM技術(shù)最終應(yīng)用于市政設(shè)計領(lǐng)域也將是大勢所趨，城市道路與管網(wǎng)規(guī)劃是其中的重要應(yīng)用。由于當(dāng)前技術(shù)的應(yīng)用尚不成熟，道路、管道等市政專業(yè)經(jīng)常由相關(guān)部門各行其道，溝通不暢，在實(shí)際中造成道路經(jīng)常被開挖，管線經(jīng)常被挖斷等，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失及群眾生活不便。利用BIM技術(shù)，通過對各類道路、橋梁、建筑、管線等進(jìn)行統(tǒng)一信息化處理，以市政規(guī)劃數(shù)據(jù)庫為設(shè)計基礎(chǔ)進(jìn)行相關(guān)道路、管道設(shè)計布線，就可避免錯誤發(fā)生，提高設(shè)計及經(jīng)濟(jì)效率。同時，規(guī)劃設(shè)計從平面走向三維成為必然的發(fā)展趨勢。借助B IM技術(shù)贏得行業(yè)內(nèi)競爭的先機(jī)，把握BIM應(yīng)用的技術(shù)優(yōu)勢，將在未來得到更大的利益。

B IM是面向過程的，有利于實(shí)現(xiàn)推進(jìn)設(shè)計單位“全過程”的服務(wù)。目前市政工程項目規(guī)模越來越大，設(shè)計難度也大大提高。各專業(yè)更加細(xì)化，對各專業(yè)的協(xié)同、溝通的要求也日益提高。BIM另一個顯著的優(yōu)勢是其強(qiáng)大的分析及模擬功能。在設(shè)計階段就能直觀地看到工程建成后的三維效果，可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計調(diào)整、方案論證。虛擬的構(gòu)筑物模型中包含大量的設(shè)計信息，通過導(dǎo)人相關(guān)分析軟件，就能得到相應(yīng)的線網(wǎng)分析、線路碰撞檢查結(jié)果，增加了設(shè)計的協(xié)調(diào)、協(xié)同能力，避免不同專業(yè)“打架”，提高了設(shè)計的安全性，也方便了在既有道路、管道或其他建筑物的基礎(chǔ)上規(guī)劃其他市政項目。

2、B IM技術(shù)在城市道路、管網(wǎng)規(guī)劃中的應(yīng)用

2．1應(yīng)用方法對城市中道路、管線(市政給排水、電力、燃?xì)?、熱力等管網(wǎng))進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計時，首先要考慮既定位置已有建筑，要對已有構(gòu)筑物(道路、橋梁、管道、建筑等)進(jìn)行信息化處理，在已知信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行多人、多專業(yè)、綜合的市政規(guī)劃設(shè)計。

(1)進(jìn)行信息化處理把已知構(gòu)筑物數(shù)據(jù)化處理，獲取已有構(gòu)筑物的相關(guān)信息(屬性、幾何等信息)，儲存到相應(yīng)數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)初始化信息，把原有構(gòu)筑物用可視化軟件三維立體顯示。(2)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計在軟件環(huán)境中以原有構(gòu)筑物為參照布置各類道路、管道，尤其對已經(jīng)存在的橋梁、涵洞、高架樁基等，通過碰撞檢測和已知構(gòu)筑物的位置信息，判斷相鄰距離是否符合規(guī)范，是否有碰撞情況。碰撞檢測包括硬碰撞(直接相交)、軟碰撞(相距距離小于規(guī)范值)。在布置及調(diào)整位置的同時獲取道路、管線設(shè)定位置，工程量等相關(guān)信息，以便隨時查看比較。(3)重復(fù)調(diào)整規(guī)劃結(jié)果調(diào)整道路或管線空間位置、立體走向等(原構(gòu)筑物作為參照不可調(diào)整)，獲取合適的空間位置，并根據(jù)當(dāng)前道路、管道、土方等關(guān)聯(lián)工程量，計算工程造價，檢測施工條件從而選取最優(yōu)規(guī)劃線路。

(4)獲取各種規(guī)劃設(shè)計結(jié)果規(guī)劃完成后自動生成施工平面圖，如標(biāo)注完整信息的平面施工圖、縱橫斷面圖等。若后期再度變更、調(diào)整線路，軟件能夠輕松應(yīng)對，還可與其他市政專業(yè)同時設(shè)計，實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域交互作業(yè)。設(shè)計結(jié)果可以作為道路、管道生命周期管理中的重要數(shù)據(jù)，以便后期的市政運(yùn)營維護(hù)。

2．2建立模型本文以城市道路及道路下方管網(wǎng)規(guī)劃為研究對象，其中包括道路、橋梁及其樁基、管道、建筑等已知信息。提取相關(guān)已存構(gòu)筑物屬性信息(尺寸、材料、位置等)保存到數(shù)據(jù)庫中。本研究模型采用SQ Lite數(shù)據(jù)庫，用于對已知數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。SQ Lite是遵守A CID的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它包含在一個相對小的C庫中，完全開發(fā)的數(shù)據(jù)庫。圖形顯示以A utodesk公司的A utoCA D為平臺。用Autodesk公司提供的開發(fā)包O~ectA R X及微軟的編程語言V isuM c++進(jìn)行BIM數(shù)據(jù)信息化及三維顯示模型開發(fā)。在A utoC A D平臺上編制相關(guān)功能函數(shù)及操作界面，以數(shù)據(jù)庫信息為基礎(chǔ)，交互獲取顯示信息到C A D平臺上，作為線路規(guī)劃工具。通過使用開發(fā)的工具，進(jìn)行人機(jī)交互操作，規(guī)劃相應(yīng)的道路、管線等。在平面和立體狀態(tài)下進(jìn)行道路或管線的調(diào)整，借助碰撞檢測功能進(jìn)行位置判斷；在調(diào)整的同時查看規(guī)劃線路工程量，估算工程造價，考慮施工條件，獲取最優(yōu)方案；最后保存規(guī)劃結(jié)果，獲取最終相關(guān)施工圖等信息。

2．3操作步驟按照模型的操作流程，在已知工程底圖基礎(chǔ)上進(jìn)行道路管線的繪制及調(diào)整，道路、管道的基本協(xié)同規(guī)劃操作步驟如下：

(1)導(dǎo)入信息，從市政部門獲取相關(guān)規(guī)劃區(qū)域的已知構(gòu)筑物設(shè)計圖紙；提取既有構(gòu)筑物信息并輸人數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)模型信息化處理。

(2)在顯示已有構(gòu)筑物的平臺上繪制道路、管線(見圖1)，同時設(shè)定新建構(gòu)筑物的材料、尺寸、標(biāo)高等相關(guān)屬性。

(3)進(jìn)行位置檢查，包括新繪制構(gòu)件與原有構(gòu)件、新構(gòu)件之間的碰撞檢測，在平面和三維立體條件下轉(zhuǎn)換查看(見圖2)。

(4)調(diào)用碰撞檢查工具獲取碰撞檢測結(jié)果。檢測列表中按不同顏色顯示硬碰撞、軟碰撞及接近碰撞的管道信息；清楚知道哪些位置必須調(diào)整，哪些位置可以不進(jìn)行處理。

 

 

 

 

(5)拖動繪制的管道或道路，對產(chǎn)生碰撞的位置進(jìn)行調(diào)整，包括水平方向和豎直(標(biāo)高)方向的調(diào)整。

(6)調(diào)整后查看材料表窗口，匯總相關(guān)材料費(fèi)用，獲取工程造價；若超預(yù)算，重復(fù)步驟(4)，重新調(diào)整。

(7)查看空間位置，根據(jù)施工條件選取施工方式，檢查現(xiàn)有施工條件是否可以正常施工；若條件受限，重復(fù)步驟(4)，重新調(diào)整。

(8)獲取最優(yōu)規(guī)劃方案，出相應(yīng)平面規(guī)劃圖、施工圖、材料表等。

3、結(jié)論

結(jié)合構(gòu)筑物信息化處理及CA D軟件顯示技術(shù)，通過在城市道路、管網(wǎng)規(guī)劃中對BIM技術(shù)應(yīng)用，充分利用信息化數(shù)據(jù)庫與可視化軟件的完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)市政道路、管道等高效、合理的規(guī)劃，為市政規(guī)劃人員提供方便的設(shè)計工具，并與其他相關(guān)專業(yè)協(xié)同工作，所見即所得，前瞻性地解決施工時才經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的管道碰撞、施工條件差、空間不合理等問題。能夠隨時進(jìn)行設(shè)計變更，節(jié)約成本，并對以后的運(yùn)營維護(hù)提供基礎(chǔ)的電子化數(shù)據(jù)，方便查找問題，快速解決。在進(jìn)行城市遠(yuǎn)景規(guī)劃時還可以作為原始規(guī)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，把城市作為整個網(wǎng)絡(luò)科學(xué)地進(jìn)行規(guī)劃布局，實(shí)現(xiàn)資源最優(yōu)化，最終引導(dǎo)城市的合理化發(fā)展，節(jié)能減排，建立最宜居城市。