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【摘要】随着城市化进程的加快，城市建设也应该越来越注重人性化的建筑，道路与人们的日常生活息息相关，交通设计直接决定了人们的出行效率，推广BIM技术的应用，将有效地推动城市道路设计的全面发展。本文简述了BIM的优势，对BIM技术在市政道路设计中的应用进行了论述分析，以供借鉴参考。
【关键词】BIM；市政道路设计；特点；应用
1、BIM應用与市政道路设计的优势
1.1明确表达设计意图
传统二维设计方式因为要把复杂的三维空间展平到二维空间中，所以不可避免导致一些数据的丢失，使设计成果不能明确表达设计意图，甚至出现多意性理解。
BIM方式的设计成果因为是一个三维数字化的信息模型，就是工程完成后应该成为的样子，所以真实地表达了设计意图。并且子模型和属性划分得越细，设计意图就表达得越充分和唯一。另外，BIM工具的一大特性就是能很容易设计自定义参数组件，所以能描述清楚非常复杂的问题。
这个问题在越复杂的工程中表现得越突出，也正因如此。复杂度更高的高端机械制造业、建筑业更早地关注了该问题，并使用了类似的解决方案。以前道路工程因为三维空间复杂度相对较低，并且各工程之间的相似性很大，以至于业主、设计、施工、监理各方能够靠经验进行理解，问题不大。但随着社会发展，城市范围内高架互通之类的复杂工程越来越多（它们也更能体现设计院的核心价值），创造性工程会越来越多，给排水工程也出现了越来越多的异性复杂构造物，传统二维设计手段也就力不从心了。
1.2强大的分析和模拟能力
这是BIM的一大显著优势，因为设计阶段就能直观看到工程完成后的样子，可以在此基础上进行方案论证和调整。对于设计人员来说，有问题可以及时发现；对于业主来说，和心理预期有偏差也能及时知道，这样就可以把问题消灭在萌芽阶段。在传统二维设计模式中，对于复杂工程往往需要三维建模以明确表达设计意图，这个过程是手工的且代价大时效性差，并且方案调整后需要重新进行。而在BIM模式中，设计成果就包含三维模型，设计调整则同时调整三维模型，自动而高效。
另外因为BIM模型包含了丰富的信息，能为专业的分析模拟提供尽可能多的数据支撑，从未得到精确的结论，使方案论证、施工交底等变得高效。
1.3提高协同能力
随着目前市政工程项目规模越来越大，设计难度越来越高，设计内容越来越细，三两个人完成一个项目已不现实，这就需要多专业人紧密协作。这样的协作不只是不同专业之间的，同一专业内部也需要，这就要求使用设计工具必须有协同能力，而这也正是BIM的强项。
在传统二维设计模式中，不同设计人员之间的协作主要靠分图层拷贝粘贴或引用实现，也有部分院经历了协同设计系统，但多是采用类似的上述方式实现，只不过是把图形或文件集中存储到服务器上并加以权限控制罢了。采用这种方式通常只能解决较低层次的协同问题，对于更精细的协同力不从心。例如，需要把一条路的每段边坡、每个平交口、每座互通立交分给不同的人去做。在传统二维模式中，这些高耦合的工作往往很难并行，因为作为主要设计成果的平面图由很多相互关联的线条和文字组成，仅仅把所有人的成果合并起来就是非常困难和易错的。
在BIM解决方案中，这个问题迎刃而解。因为基于BIM的设计过程可以看作是对信息模型的搭建过程，这个模型有很多子模型组成，这些子模型之内高内聚，之间低耦合，并且子模型之间的耦合是明确的（即某个子模型会影响到哪些其他子模型是明确的），所以很容易合并，并且能立即发现冲突情况。因为子模型之间的低耦合性，它们可以分配给不同的人负责设计，从而实现协同。
2、BIM技术在市政道路设计中的应用
2.1地形图处理
勘测单位提供的地形图通常有两种，一种为三维地形，即地形图中的高程点的标高即为实际高程；另外一种是二维地形，即地形图中的高程点的实际高程均为0，具体高程由数字在高程点旁标注。以三维地形图为例，高程点均为带有Z坐标的图块。（1）打开图层管理器，将高程点以外的图层反向选择，然后冻结；（2）点击曲面菜单下的创建曲面命令，打开创建曲面对话框，选择相应的图层、名称和曲面类型。然后点击确定。（3）点击工具空间的曲面树形菜单，打开定义工具栏，在图形对象上点击右键，选择添加，在弹出的对话框中选择块。点击确定。（4）框选所有高程点，按回车键。（5）曲面创建完成，可用对象查看器查看所创建的曲面。
2.2道路中心线设计
道路设计首先要确定道路中心线线位，设计人需考虑各控制因素，按照规划确定的线位进行拟合，并按照规范要求适当调整圆曲线半径、长度、缓和曲线长等曲线要素。（1）将初步确定好的道路中心线插入地形图中。（2）将道路中心线转换为多段线。（3）单击路线菜单下的从多段线创建路线，选中道路中心线。在弹出对话框中输入路线名称，选择路线样式和路线标签集，然后单击确定。
2.3道路纵断面设计
目前国内常用的道路设计软件的纵断面设计功能，基本流程为先编制原地面线文件，然后生成原地面线，再在生成的原地面线上绘制拉坡线，并调整拉坡线直至满足设计要求为止。然后将拉坡线储存为竖曲线设计文件，再调用原地面线文件、竖曲线文件生成最终的道路纵断面设计图。Civil 3D采用三维地形为设计的基本资料，地面线可以直接通过“从曲面创建纵断面”命令生成。且道路中心线修改之后，地面线会自动更新，节省了设计时间和精力。使用“按布局创建纵断面”可进行拉坡线设计。设计纵断面绘制完成后，查看自动生成的竖曲线要素和坡度、坡长等指标，如发现不满足规范，则点击编辑纵断面形状命令，在弹出的子工具条中，点击纵断面布局参数命令，打开布局对话框。然后点取边坡点，在布局对话框中修改边坡点里程桩号、边坡点标高、竖曲线半径、坡度、坡长等参数。
2.4道路横断面设计
（1）点击道路下拉菜单，单击创建装配命令，在弹出对话框中输入装配名称，然后单击确定。（2）在屏幕任意位置单击鼠标，将插入一个中部带有圆形标记的竖线，这条竖线即是装配的基准线，也即道路中心线。（3）调出道路菜单下的“部件工具板选项板”，利用程序自带的部件完成装配。（4）先装配出标准横断面，再根据以后的设计需要添加其余装配，由于Civil 3D具有动态关联特性，对道路制定了不同的装配或者修改了装配部件的参数后，道路模型可以快速、即时更新。
2.5道路建模
点击道路下拉菜单，单击创建道路命令，按照提示选择路线、纵断面和标准横断面装配。在弹出对话框中，根据道路宽度的变化创建相应的区域，并为道路组件指定相应的逻辑目标。
结语：
BIM是设计理念的一次飞跃，正在引发工程设计领域的又一次革命，虽然暂时会有一些阻力，但设计走向BIM是必然趋势，作为相关方要把握住这个机会。
【关键词】BIM；市政道路设计；特点；应用
1、BIM應用与市政道路设计的优势
1.1明确表达设计意图
传统二维设计方式因为要把复杂的三维空间展平到二维空间中，所以不可避免导致一些数据的丢失，使设计成果不能明确表达设计意图，甚至出现多意性理解。
BIM方式的设计成果因为是一个三维数字化的信息模型，就是工程完成后应该成为的样子，所以真实地表达了设计意图。并且子模型和属性划分得越细，设计意图就表达得越充分和唯一。另外，BIM工具的一大特性就是能很容易设计自定义参数组件，所以能描述清楚非常复杂的问题。
这个问题在越复杂的工程中表现得越突出，也正因如此。复杂度更高的高端机械制造业、建筑业更早地关注了该问题，并使用了类似的解决方案。以前道路工程因为三维空间复杂度相对较低，并且各工程之间的相似性很大，以至于业主、设计、施工、监理各方能够靠经验进行理解，问题不大。但随着社会发展，城市范围内高架互通之类的复杂工程越来越多（它们也更能体现设计院的核心价值），创造性工程会越来越多，给排水工程也出现了越来越多的异性复杂构造物，传统二维设计手段也就力不从心了。
1.2强大的分析和模拟能力
这是BIM的一大显著优势，因为设计阶段就能直观看到工程完成后的样子，可以在此基础上进行方案论证和调整。对于设计人员来说，有问题可以及时发现；对于业主来说，和心理预期有偏差也能及时知道，这样就可以把问题消灭在萌芽阶段。在传统二维设计模式中，对于复杂工程往往需要三维建模以明确表达设计意图，这个过程是手工的且代价大时效性差，并且方案调整后需要重新进行。而在BIM模式中，设计成果就包含三维模型，设计调整则同时调整三维模型，自动而高效。
另外因为BIM模型包含了丰富的信息，能为专业的分析模拟提供尽可能多的数据支撑，从未得到精确的结论，使方案论证、施工交底等变得高效。
1.3提高协同能力
随着目前市政工程项目规模越来越大，设计难度越来越高，设计内容越来越细，三两个人完成一个项目已不现实，这就需要多专业人紧密协作。这样的协作不只是不同专业之间的，同一专业内部也需要，这就要求使用设计工具必须有协同能力，而这也正是BIM的强项。
在传统二维设计模式中，不同设计人员之间的协作主要靠分图层拷贝粘贴或引用实现，也有部分院经历了协同设计系统，但多是采用类似的上述方式实现，只不过是把图形或文件集中存储到服务器上并加以权限控制罢了。采用这种方式通常只能解决较低层次的协同问题，对于更精细的协同力不从心。例如，需要把一条路的每段边坡、每个平交口、每座互通立交分给不同的人去做。在传统二维模式中，这些高耦合的工作往往很难并行，因为作为主要设计成果的平面图由很多相互关联的线条和文字组成，仅仅把所有人的成果合并起来就是非常困难和易错的。
在BIM解决方案中，这个问题迎刃而解。因为基于BIM的设计过程可以看作是对信息模型的搭建过程，这个模型有很多子模型组成，这些子模型之内高内聚，之间低耦合，并且子模型之间的耦合是明确的（即某个子模型会影响到哪些其他子模型是明确的），所以很容易合并，并且能立即发现冲突情况。因为子模型之间的低耦合性，它们可以分配给不同的人负责设计，从而实现协同。
2、BIM技术在市政道路设计中的应用
2.1地形图处理
勘测单位提供的地形图通常有两种，一种为三维地形，即地形图中的高程点的标高即为实际高程；另外一种是二维地形，即地形图中的高程点的实际高程均为0，具体高程由数字在高程点旁标注。以三维地形图为例，高程点均为带有Z坐标的图块。（1）打开图层管理器，将高程点以外的图层反向选择，然后冻结；（2）点击曲面菜单下的创建曲面命令，打开创建曲面对话框，选择相应的图层、名称和曲面类型。然后点击确定。（3）点击工具空间的曲面树形菜单，打开定义工具栏，在图形对象上点击右键，选择添加，在弹出的对话框中选择块。点击确定。（4）框选所有高程点，按回车键。（5）曲面创建完成，可用对象查看器查看所创建的曲面。
2.2道路中心线设计
道路设计首先要确定道路中心线线位，设计人需考虑各控制因素，按照规划确定的线位进行拟合，并按照规范要求适当调整圆曲线半径、长度、缓和曲线长等曲线要素。（1）将初步确定好的道路中心线插入地形图中。（2）将道路中心线转换为多段线。（3）单击路线菜单下的从多段线创建路线，选中道路中心线。在弹出对话框中输入路线名称，选择路线样式和路线标签集，然后单击确定。
2.3道路纵断面设计
目前国内常用的道路设计软件的纵断面设计功能，基本流程为先编制原地面线文件，然后生成原地面线，再在生成的原地面线上绘制拉坡线，并调整拉坡线直至满足设计要求为止。然后将拉坡线储存为竖曲线设计文件，再调用原地面线文件、竖曲线文件生成最终的道路纵断面设计图。Civil 3D采用三维地形为设计的基本资料，地面线可以直接通过“从曲面创建纵断面”命令生成。且道路中心线修改之后，地面线会自动更新，节省了设计时间和精力。使用“按布局创建纵断面”可进行拉坡线设计。设计纵断面绘制完成后，查看自动生成的竖曲线要素和坡度、坡长等指标，如发现不满足规范，则点击编辑纵断面形状命令，在弹出的子工具条中，点击纵断面布局参数命令，打开布局对话框。然后点取边坡点，在布局对话框中修改边坡点里程桩号、边坡点标高、竖曲线半径、坡度、坡长等参数。
2.4道路横断面设计
（1）点击道路下拉菜单，单击创建装配命令，在弹出对话框中输入装配名称，然后单击确定。（2）在屏幕任意位置单击鼠标，将插入一个中部带有圆形标记的竖线，这条竖线即是装配的基准线，也即道路中心线。（3）调出道路菜单下的“部件工具板选项板”，利用程序自带的部件完成装配。（4）先装配出标准横断面，再根据以后的设计需要添加其余装配，由于Civil 3D具有动态关联特性，对道路制定了不同的装配或者修改了装配部件的参数后，道路模型可以快速、即时更新。
2.5道路建模
点击道路下拉菜单，单击创建道路命令，按照提示选择路线、纵断面和标准横断面装配。在弹出对话框中，根据道路宽度的变化创建相应的区域，并为道路组件指定相应的逻辑目标。
结语：
BIM是设计理念的一次飞跃，正在引发工程设计领域的又一次革命，虽然暂时会有一些阻力，但设计走向BIM是必然趋势，作为相关方要把握住这个机会。