0 前言

BIM(建筑信息模型)是最新的工程信息化技術，綜合了項目所有的幾何信息、功能要求和構件性能，將一個項目整個生命周期內的所有信息整合到一個單獨的模型中，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。建筑信息模型是數字技術在建筑工程中的直接應用，同時又是一種應用于設計、建造、管理的數字化方法。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程中顯著提高效率和大量減少風險。

BIM概念涉及的領域比較廣，包含建筑物從規(guī)劃設計、施工到運營管理整個生命周期，每個領域都有與之相關的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。BIM技術有可視化、協調性、模擬性、優(yōu)化性、可出圖性等特征，建立以BIM應用為載體的項目管理信息化，可以提升項目生產效率，提高質量，縮短工期，降低建造成本。

1、市政規(guī)劃中B lM應用現狀

BIM技術首先應用于建筑領域，現在已經擴充到幾乎所有領域：建筑設計、機械制造、工程施工等。B IM技術最終應用于市政設計領域也將是大勢所趨，城市道路與管網規(guī)劃是其中的重要應用。由于當前技術的應用尚不成熟，道路、管道等市政專業(yè)經常由相關部門各行其道，溝通不暢，在實際中造成道路經常被開挖，管線經常被挖斷等，造成巨大經濟損失及群眾生活不便。利用BIM技術，通過對各類道路、橋梁、建筑、管線等進行統一信息化處理，以市政規(guī)劃數據庫為設計基礎進行相關道路、管道設計布線，就可避免錯誤發(fā)生，提高設計及經濟效率。同時，規(guī)劃設計從平面走向三維成為必然的發(fā)展趨勢。借助B IM技術贏得行業(yè)內競爭的先機，把握BIM應用的技術優(yōu)勢，將在未來得到更大的利益。

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

2、B IM技術在城市道路、管網規(guī)劃中的應用

2．1應用方法對城市中道路、管線(市政給排水、電力、燃氣、熱力等管網)進行規(guī)劃設計時，首先要考慮既定位置已有建筑，要對已有構筑物(道路、橋梁、管道、建筑等)進行信息化處理，在已知信息的基礎上進行多人、多專業(yè)、綜合的市政規(guī)劃設計。

(1)進行信息化處理把已知構筑物數據化處理，獲取已有構筑物的相關信息(屬性、幾何等信息)，儲存到相應數據庫中。根據初始化信息，把原有構筑物用可視化軟件三維立體顯示。(2)進行協同設計在軟件環(huán)境中以原有構筑物為參照布置各類道路、管道，尤其對已經存在的橋梁、涵洞、高架樁基等，通過碰撞檢測和已知構筑物的位置信息，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)。在布置及調整位置的同時獲取道路、管線設定位置，工程量等相關信息，以便隨時查看比較。(3)重復調整規(guī)劃結果調整道路或管線空間位置、立體走向等(原構筑物作為參照不可調整)，獲取合適的空間位置，并根據當前道路、管道、土方等關聯工程量，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)劃設計結果規(guī)劃完成后自動生成施工平面圖，如標注完整信息的平面施工圖、縱橫斷面圖等。若后期再度變更、調整線路，軟件能夠輕松應對，還可與其他市政專業(yè)同時設計，實現多領域交互作業(yè)。設計結果可以作為道路、管道生命周期管理中的重要數據，以便后期的市政運營維護。

2．2建立模型本文以城市道路及道路下方管網規(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。提取相關已存構筑物屬性信息(尺寸、材料、位置等)保存到數據庫中。本研究模型采用SQ Lite數據庫，用于對已知數據進行管理。SQ Lite是遵守A CID的關系型數據庫管理系統，它包含在一個相對小的C庫中，完全開發(fā)的數據庫。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++進行BIM數據信息化及三維顯示模型開發(fā)。在A utoC A D平臺上編制相關功能函數及操作界面，以數據庫信息為基礎，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，進行人機交互操作，規(guī)劃相應的道路、管線等。在平面和立體狀態(tài)下進行道路或管線的調整，借助碰撞檢測功能進行位置判斷；在調整的同時查看規(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)劃結果，獲取最終相關施工圖等信息。

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

(1)導入信息，從市政部門獲取相關規(guī)劃區(qū)域的已知構筑物設計圖紙；提取既有構筑物信息并輸人數據庫，實現模型信息化處理。

(2)在顯示已有構筑物的平臺上繪制道路、管線(見圖1)，同時設定新建構筑物的材料、尺寸、標高等相關屬性。

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

(4)調用碰撞檢查工具獲取碰撞檢測結果。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整，哪些位置可以不進行處理。

 

 

 

 

(5)拖動繪制的管道或道路，對產生碰撞的位置進行調整，包括水平方向和豎直(標高)方向的調整。

(6)調整后查看材料表窗口，匯總相關材料費用，獲取工程造價；若超預算，重復步驟(4)，重新調整。

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

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

3、結論

結合構筑物信息化處理及CA D軟件顯示技術，通過在城市道路、管網規(guī)劃中對BIM技術應用，充分利用信息化數據庫與可視化軟件的完美結合，實現市政道路、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計工具，并與其他相關專業(yè)協同工作，所見即所得，前瞻性地解決施工時才經常發(fā)現的管道碰撞、施工條件差、空間不合理等問題。能夠隨時進行設計變更，節(jié)約成本，并對以后的運營維護提供基礎的電子化數據，方便查找問題，快速解決。在進行城市遠景規(guī)劃時還可以作為原始規(guī)劃數據進行統籌考慮，把城市作為整個網絡科學地進行規(guī)劃布局，實現資源最優(yōu)化，最終引導城市的合理化發(fā)展，節(jié)能減排，建立最宜居城市。