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【摘 要】 随着我国政治和经济的飞速发展，人们对精神生活的要求越来越高， 过去单纯从使用功能来考虑城市道路设计的理念已远远不能满足时代的需求，而推广BIM技术的应用，将有效地推动城市道路设计的全面发展。本文将主要围绕城市道路设计中BIM技术的发展前景展开论述，希望有助于城市道路设计的完善。
【关键词】 城市道路设计；BIM技术；全过程；协同设计
1.城市道路设计的特点
道路是城市交通的基础，是社会经济活动所产生的人流、物流的運输载体，也是营造良好的城市环境及舒适宜人的生态体系不可或缺的部分，与城市居民的日常活动息息相关。理想的道路应在能满足交通运输和出行需要的同时，还给人们带来美的感受。城市道路从规划到设计再到施工是一个复杂而又漫长的过程，中间涉及到众多部门和专业，城市道路设计共有以下三个特点。
（1）系统性。城市道路工程的建设应包括规划、业主单位、设计单位、施工单位、监理单位以及其他相关部门，同时众部门之间并不是相互独立的，而是相辅相成，相互协作的关系，道路工程的任何一个阶段都需要多个部门的共同协作（2）复杂性。城市道路设计涉及到的专业包括测量钻探、道路、桥隧、交通、照明、排水、绿化等，在不同设计阶段各专业工作的侧重点将有所区别。测量钻探是各项工作的前提，此项工作应该由勘探部门所负责，而道桥部门则负责路线走向、平纵横、路基处理等工作，最后，照明、排水和绿化等工作则由市政部门所完成。道路设计工作涉及专业虽多，可是各专业并不是独立的，是相互关联的，在项目负责人的统一协调下完成从方案规划到施工图的最终设计。（3）主观性。城市道路最终以何种形式呈现的世人面前，主要是设计人员所决定的，设计人员具有的主观性也变相的说明了道路设计具有主观性的特点。城市道路项目从方案的确定到最终的实施阶段中的任何一个过程中，设计工作总是最前面的一个环节，其它部门的工作都是围绕着设计方案进行的，各个部门可以对设计方案提出反馈意见，但最终的设计方案还是由设计人员而定，设计人员通过所掌握的专业知识完成设计图纸，为了能保证在道路设计的过程中各部门的工作可以高效有序地进行，设计人员应该同时具备协调沟通、技术应用以及对设计阶段认识和工程总结等能力，确保使工程顺利展开。
2.BIM技术
2.1BIM的概念：建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，BIM是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。该BIM标准将这些技术特性细化为11个方面，包括富语义特性、面向生命期（全寿命）、基于网络的实现（共享、协作）、几何信息的存储（信息化）、信息的精确性、可交互性等。通常从两个方面描述：一是作为名词，BIM是一种载体，包含特定建筑和设备的各种专业数据，并明确的描述其建筑的物理和非物理的属性。BIM数据模型包含来自不同专业的未加工（Raw）的建筑数据。BIM模型包含特定建筑和设施的所有成分，所以BIM模型是丰富的（Rich）。BIM包含特定建筑和设施所有成分的关系和属性，所以BIM模型是智能的（Intelligence）。二是作为动词，BIM表示建立建筑数据模型（BuildingInformationModel）的行为，包括数据的交换和共享。不同层面的使用者可以通过数据模型输入并输出模型在内的数据，而利用于设计和施工等工作。虽然对BIM定义存在不同的文字描述，但一般都涵盖着这两个方面。
2.2BIM的特性：一个完善的信息模型，能够链接、管理、使用建筑工程项目全寿命周期内不同阶段的数据信息、资源和过程，是对该工程的完整信息描述，可被各个建设的参与方使用。BIM具有单一工程数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建设项目生命期中动态的工程信息创建、管理和共享。—般具有以下特征：
（1）模型的信息化：建筑信息模型BIM采用参数化来描述建筑单元，以墙、窗、梁、柱等建筑构件为基本对象而不是CAD中的点、线、面等几何元素，并将建筑单元的各种真实属性通过参数的形式进行模拟。（2）模型的3D参数化：3D参数化设计是有别于传统AutoCAD等二维设计方法的一种全新的设计方法，是一种可以使用各种工程参数来创建、驱动三维建筑模型，并可以利用三维建筑模型进行建筑性能等各种分析与模拟的设计方法。（3）模型信息的完整性：除了对工程对象进行3D几何信息的描述，还描述对象的拓扑关系。更主要的是信息模型包括了完整的工程信息描述，如具体对象名称、建筑材料、结构类型等设计信息；如施工工序、施工进度、工程量、项目成本、工程质量以及人力、机械、材料等施工信息；如工程结构安全性能、安全运营管理、材料耐久性等运营养护信息。（4）遵照统一标准：为实现多种软件的信息互访。BIM数据形式必须是开放交互的，所有采用BIM技术的软件都支持国际标准组织认可的工业基础分类标准（IFC，IndustryFoundationClasses）。当BIM软件采用IFC格式进行数据输出时，其他支持该协议标准的软件就可以直接读取这些数据进行下一步的工作。（5）协同作业：BIM技术实施是提升工程行业全产业链的各个环节质量和效率的终极目标，多工种、多行业协同作业正是BIM实现该目标的重要保障工具和手段。设计协同是针对设计阶段各专业间进行文件、数据的交互、沟通等的协同工作。施工、运营协同是针对项目业主、设计方、施工方、监理方、材料供应商、运营商等与项目相关各方，进行交互、沟通交流等的协同工作。
以上5点特性能使BIM能满足建筑工程全寿命周期内各个阶段的信息管理要求。成功的BIM应用将带给工程项目如下优势：提高交付速度，从而节省时间（工期）；通过集成的数据模型，提供更好的交互协同能力，减少错误的发生：节约成本；提高生产力；提高工作质量；为企业带来新的利润增长点及商业机会。 3.在道路设计中推进BIM技术
应用BIM的业主方、设计方及施工方都将参与其中，有各自的动力也会带来收益。三方面中设计机构的技术力量最强，最有可能率先复制当年CAD的技术革新。BIM技术最终应用与市政设计领域也将是大势所趋。
（1）随着技术的不断革新，道路设计行业的技术发展日新月异。专业的发展使得道路、桥梁的外形构造越来越独特，给排水工艺流程中也出现了越来越多异型的、复杂的构筑物，传统的绘图工具在处理某些建筑构造不规则的项目上显得愈发的力不從心、甚至无法解决，BIM却能轻松的突破这一瓶颈。（2）纵观市政设计行业发展历程，市政设计从平面走向三维设计成为了必然的发展趋势，BIM技术在发达国家已进入了普及的阶段并将引领道路设计信息技术迈向更高的层次。而在国内道路设计行业的各设计机构也已认识到了BIM的优势与重要性。小而言之，借助BIM技术可以占据行业技术的至高点，赢得行业内竞争的先机；大而言之，把握BIM应用的技术优势，体现行业内的“话语权”，并将在新一轮的市场分配中得到更大的那块利益蛋糕。当然这需要一定的投入，但必将获得更丰厚的回报。（3）应用BIM技术同时也是为了响应业主方的要求。通过BIM可视化技术可以对道路设计工程项目进行更直观的预览。国内一些技术领先的设计单位已经开始把BIM运用到项目招投标的环节，作为设计方案的展现形式，虽然只是对BIM的浅尝辄止，并没有真正的形成生产力，但挖掘的冰山一角已为设计单位带来了丰厚的回报。（4）BIM有助于实现设计行业业务的延伸，BIM是面向过程的。有利于实现推进设计单位“全过程”的服务，也是大型设计集团推进EPC总承包的有力手段。（5）设计软件犹如设计行业的语言，现在国内越来越多的大型项目是与国外设计机构合作完成的，而BIM相关软件是实现合作的平台。另一方面，目前道路工程项目规模越来越大，设计难度也大大提高，各专业更加细化，因此对各专业的协同、沟通的要求也日益提高。BIM简化各专业间的传递途径，减少重复的工作量，对道路工程项目信息的高度集成，从离散的分布设计转为基于同一模型的全过程整体设计，为协同设计提供底层的支撑。（6）BIM另一个显著的优势是其强大的分析及模拟功能。在设计阶段就能直观的看到工程建成后的三维效果，可以在此基础上进行设计的调整、方案论证。虚拟的构筑物模型中包含大量的设计信息（工艺参数、几何构造、材料性能、构件属性），通过导入相关分析检查软件，就能得到相应的性能分析结果、管线碰撞检查，提高了设计的安全性。施工过程模拟使得施工交底的过程变的更为高效。
4.BIM在道路设计领域应用的阻力
（1）表面上现阶段BIM是通向理想的道路设计的途经，但实质上BIM将最终转变为理想的道路设计的环境。因此道路设计走向BIM时代，不仅仅是工具和手段的更迭，更是设计理念和思维模式的升级。设计人员从2D的设计思维转化到3D的思维过程的确需要经历一段痛苦的适应和摸索过程，但BIM技术绝不是一个高端的技术，而是未来的大众化技术。如何让设计机构基层设计人员、一线工程师都了解并认可BIM，对原有的2D设计进行合理的扬弃，并积极的、自发的应用？是目前国内工程设计行业BIM推进的难点之一。（2）对于刚接触BIM的初学者也有一个误区：对于高学历、学习能力强的设计人员，BIM软件的学习一两周就能掌握。其实BIM“学会易、学精难”，而三天打渔两天晒网也很难将BIM的精髓融入到道路设计的过程中去。BIM的应用需要的是一个BIM的环境，有些单位认为一个小组搞BIM就足够了。但事实上，在不久的未来，只有全体人员采用了BIM，才能真正的将BIM转化为单位的核心竞争力。（3）客观的来说，现阶段国内道路设计行业对BIM向生产力的转化十分有限。专注一隅，反而增加了信息量的输入，而大大的增加了部分设计人员的工作量，看似有些得不偿失。但从长远来看，BIM在协同设计、全过程的控制、设计质量安全的保障等方面的显著优势，必将使得现在的付出获得丰厚的回报（4）对BIM的本地化、行业化完善不够。BIM虽然在国外发达国家已处于高速成长阶段，而在国内仍处于刚刚起步的时期。相关设计软件和标准都要向国外借鉴，有些方面和国内的设计规范、出图要求等都有不小的差异，因此需要对BIM进行本地化的二度开发，的确困难重重。国内建筑设计行业的BIM应用相对开始的较早，道路设计行业则还处于“破冰阶段”，很多材料、材质需要定义，况且道路设计本身涉及的专业跨度大，设备种类繁多、结构复杂，这都给BIM在道路设计领域的推广带来了诸多困难。（5）“千军易得，一将难求。”人才是最为关键的因素。因为培养一个道路设计的专业技术人员本身就需要一个漫长的周期。进而让一个专业设计能力扎实的道路设计人员学精BIM，这需要付出很高的代价，也需要单位强有力的支持。BIM的应用推广要注重团队结构和人员梯次，从而实现有计划、有步骤的逐步推广。（6）无规矩不成方圆，中国的BIM迫切需要建立完善的开放性标准，统一认识，指导我国的BIM发展。这关乎BIM技术在国内应用的深度与广度，是极为重要的基础研究。
5.结束语
综上所述，加强BIM技术的广泛应用，有助于促进工程设计行业的发展。但是BIM技术的推广是一项长期的、艰巨的工程。BIM技术是一种手段和工具，也是设计和方法。因此，需要打破地域、行业之间的限制，在潜移默化间营造一种工程设计的良好新环境。
参考文献：
[1]印明.市政工程设计中BIM技术的发展前景[J].城市道桥与防洪，2013.11（22）：109-110
[2]王志刚.BIM技术在天津地铁红旗南路站管线综合设计中的应用[J].制冷空调与电力机械，2013.11（26）：189-190
[3]李申.浅议BIM技术在城市道路设计中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版），2012.11（33）：108-109
[4]张建平.BIM技术的研究与应用[J].施工技术，2011，（2）：15-18
【关键词】 城市道路设计；BIM技术；全过程；协同设计
1.城市道路设计的特点
道路是城市交通的基础，是社会经济活动所产生的人流、物流的運输载体，也是营造良好的城市环境及舒适宜人的生态体系不可或缺的部分，与城市居民的日常活动息息相关。理想的道路应在能满足交通运输和出行需要的同时，还给人们带来美的感受。城市道路从规划到设计再到施工是一个复杂而又漫长的过程，中间涉及到众多部门和专业，城市道路设计共有以下三个特点。
（1）系统性。城市道路工程的建设应包括规划、业主单位、设计单位、施工单位、监理单位以及其他相关部门，同时众部门之间并不是相互独立的，而是相辅相成，相互协作的关系，道路工程的任何一个阶段都需要多个部门的共同协作（2）复杂性。城市道路设计涉及到的专业包括测量钻探、道路、桥隧、交通、照明、排水、绿化等，在不同设计阶段各专业工作的侧重点将有所区别。测量钻探是各项工作的前提，此项工作应该由勘探部门所负责，而道桥部门则负责路线走向、平纵横、路基处理等工作，最后，照明、排水和绿化等工作则由市政部门所完成。道路设计工作涉及专业虽多，可是各专业并不是独立的，是相互关联的，在项目负责人的统一协调下完成从方案规划到施工图的最终设计。（3）主观性。城市道路最终以何种形式呈现的世人面前，主要是设计人员所决定的，设计人员具有的主观性也变相的说明了道路设计具有主观性的特点。城市道路项目从方案的确定到最终的实施阶段中的任何一个过程中，设计工作总是最前面的一个环节，其它部门的工作都是围绕着设计方案进行的，各个部门可以对设计方案提出反馈意见，但最终的设计方案还是由设计人员而定，设计人员通过所掌握的专业知识完成设计图纸，为了能保证在道路设计的过程中各部门的工作可以高效有序地进行，设计人员应该同时具备协调沟通、技术应用以及对设计阶段认识和工程总结等能力，确保使工程顺利展开。
2.BIM技术
2.1BIM的概念：建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，BIM是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。该BIM标准将这些技术特性细化为11个方面，包括富语义特性、面向生命期（全寿命）、基于网络的实现（共享、协作）、几何信息的存储（信息化）、信息的精确性、可交互性等。通常从两个方面描述：一是作为名词，BIM是一种载体，包含特定建筑和设备的各种专业数据，并明确的描述其建筑的物理和非物理的属性。BIM数据模型包含来自不同专业的未加工（Raw）的建筑数据。BIM模型包含特定建筑和设施的所有成分，所以BIM模型是丰富的（Rich）。BIM包含特定建筑和设施所有成分的关系和属性，所以BIM模型是智能的（Intelligence）。二是作为动词，BIM表示建立建筑数据模型（BuildingInformationModel）的行为，包括数据的交换和共享。不同层面的使用者可以通过数据模型输入并输出模型在内的数据，而利用于设计和施工等工作。虽然对BIM定义存在不同的文字描述，但一般都涵盖着这两个方面。
2.2BIM的特性：一个完善的信息模型，能够链接、管理、使用建筑工程项目全寿命周期内不同阶段的数据信息、资源和过程，是对该工程的完整信息描述，可被各个建设的参与方使用。BIM具有单一工程数据源，可解决分布式、异构工程数据之间的一致性和全局共享问题，支持建设项目生命期中动态的工程信息创建、管理和共享。—般具有以下特征：
（1）模型的信息化：建筑信息模型BIM采用参数化来描述建筑单元，以墙、窗、梁、柱等建筑构件为基本对象而不是CAD中的点、线、面等几何元素，并将建筑单元的各种真实属性通过参数的形式进行模拟。（2）模型的3D参数化：3D参数化设计是有别于传统AutoCAD等二维设计方法的一种全新的设计方法，是一种可以使用各种工程参数来创建、驱动三维建筑模型，并可以利用三维建筑模型进行建筑性能等各种分析与模拟的设计方法。（3）模型信息的完整性：除了对工程对象进行3D几何信息的描述，还描述对象的拓扑关系。更主要的是信息模型包括了完整的工程信息描述，如具体对象名称、建筑材料、结构类型等设计信息；如施工工序、施工进度、工程量、项目成本、工程质量以及人力、机械、材料等施工信息；如工程结构安全性能、安全运营管理、材料耐久性等运营养护信息。（4）遵照统一标准：为实现多种软件的信息互访。BIM数据形式必须是开放交互的，所有采用BIM技术的软件都支持国际标准组织认可的工业基础分类标准（IFC，IndustryFoundationClasses）。当BIM软件采用IFC格式进行数据输出时，其他支持该协议标准的软件就可以直接读取这些数据进行下一步的工作。（5）协同作业：BIM技术实施是提升工程行业全产业链的各个环节质量和效率的终极目标，多工种、多行业协同作业正是BIM实现该目标的重要保障工具和手段。设计协同是针对设计阶段各专业间进行文件、数据的交互、沟通等的协同工作。施工、运营协同是针对项目业主、设计方、施工方、监理方、材料供应商、运营商等与项目相关各方，进行交互、沟通交流等的协同工作。
以上5点特性能使BIM能满足建筑工程全寿命周期内各个阶段的信息管理要求。成功的BIM应用将带给工程项目如下优势：提高交付速度，从而节省时间（工期）；通过集成的数据模型，提供更好的交互协同能力，减少错误的发生：节约成本；提高生产力；提高工作质量；为企业带来新的利润增长点及商业机会。 3.在道路设计中推进BIM技术
应用BIM的业主方、设计方及施工方都将参与其中，有各自的动力也会带来收益。三方面中设计机构的技术力量最强，最有可能率先复制当年CAD的技术革新。BIM技术最终应用与市政设计领域也将是大势所趋。
（1）随着技术的不断革新，道路设计行业的技术发展日新月异。专业的发展使得道路、桥梁的外形构造越来越独特，给排水工艺流程中也出现了越来越多异型的、复杂的构筑物，传统的绘图工具在处理某些建筑构造不规则的项目上显得愈发的力不從心、甚至无法解决，BIM却能轻松的突破这一瓶颈。（2）纵观市政设计行业发展历程，市政设计从平面走向三维设计成为了必然的发展趋势，BIM技术在发达国家已进入了普及的阶段并将引领道路设计信息技术迈向更高的层次。而在国内道路设计行业的各设计机构也已认识到了BIM的优势与重要性。小而言之，借助BIM技术可以占据行业技术的至高点，赢得行业内竞争的先机；大而言之，把握BIM应用的技术优势，体现行业内的“话语权”，并将在新一轮的市场分配中得到更大的那块利益蛋糕。当然这需要一定的投入，但必将获得更丰厚的回报。（3）应用BIM技术同时也是为了响应业主方的要求。通过BIM可视化技术可以对道路设计工程项目进行更直观的预览。国内一些技术领先的设计单位已经开始把BIM运用到项目招投标的环节，作为设计方案的展现形式，虽然只是对BIM的浅尝辄止，并没有真正的形成生产力，但挖掘的冰山一角已为设计单位带来了丰厚的回报。（4）BIM有助于实现设计行业业务的延伸，BIM是面向过程的。有利于实现推进设计单位“全过程”的服务，也是大型设计集团推进EPC总承包的有力手段。（5）设计软件犹如设计行业的语言，现在国内越来越多的大型项目是与国外设计机构合作完成的，而BIM相关软件是实现合作的平台。另一方面，目前道路工程项目规模越来越大，设计难度也大大提高，各专业更加细化，因此对各专业的协同、沟通的要求也日益提高。BIM简化各专业间的传递途径，减少重复的工作量，对道路工程项目信息的高度集成，从离散的分布设计转为基于同一模型的全过程整体设计，为协同设计提供底层的支撑。（6）BIM另一个显著的优势是其强大的分析及模拟功能。在设计阶段就能直观的看到工程建成后的三维效果，可以在此基础上进行设计的调整、方案论证。虚拟的构筑物模型中包含大量的设计信息（工艺参数、几何构造、材料性能、构件属性），通过导入相关分析检查软件，就能得到相应的性能分析结果、管线碰撞检查，提高了设计的安全性。施工过程模拟使得施工交底的过程变的更为高效。
4.BIM在道路设计领域应用的阻力
（1）表面上现阶段BIM是通向理想的道路设计的途经，但实质上BIM将最终转变为理想的道路设计的环境。因此道路设计走向BIM时代，不仅仅是工具和手段的更迭，更是设计理念和思维模式的升级。设计人员从2D的设计思维转化到3D的思维过程的确需要经历一段痛苦的适应和摸索过程，但BIM技术绝不是一个高端的技术，而是未来的大众化技术。如何让设计机构基层设计人员、一线工程师都了解并认可BIM，对原有的2D设计进行合理的扬弃，并积极的、自发的应用？是目前国内工程设计行业BIM推进的难点之一。（2）对于刚接触BIM的初学者也有一个误区：对于高学历、学习能力强的设计人员，BIM软件的学习一两周就能掌握。其实BIM“学会易、学精难”，而三天打渔两天晒网也很难将BIM的精髓融入到道路设计的过程中去。BIM的应用需要的是一个BIM的环境，有些单位认为一个小组搞BIM就足够了。但事实上，在不久的未来，只有全体人员采用了BIM，才能真正的将BIM转化为单位的核心竞争力。（3）客观的来说，现阶段国内道路设计行业对BIM向生产力的转化十分有限。专注一隅，反而增加了信息量的输入，而大大的增加了部分设计人员的工作量，看似有些得不偿失。但从长远来看，BIM在协同设计、全过程的控制、设计质量安全的保障等方面的显著优势，必将使得现在的付出获得丰厚的回报（4）对BIM的本地化、行业化完善不够。BIM虽然在国外发达国家已处于高速成长阶段，而在国内仍处于刚刚起步的时期。相关设计软件和标准都要向国外借鉴，有些方面和国内的设计规范、出图要求等都有不小的差异，因此需要对BIM进行本地化的二度开发，的确困难重重。国内建筑设计行业的BIM应用相对开始的较早，道路设计行业则还处于“破冰阶段”，很多材料、材质需要定义，况且道路设计本身涉及的专业跨度大，设备种类繁多、结构复杂，这都给BIM在道路设计领域的推广带来了诸多困难。（5）“千军易得，一将难求。”人才是最为关键的因素。因为培养一个道路设计的专业技术人员本身就需要一个漫长的周期。进而让一个专业设计能力扎实的道路设计人员学精BIM，这需要付出很高的代价，也需要单位强有力的支持。BIM的应用推广要注重团队结构和人员梯次，从而实现有计划、有步骤的逐步推广。（6）无规矩不成方圆，中国的BIM迫切需要建立完善的开放性标准，统一认识，指导我国的BIM发展。这关乎BIM技术在国内应用的深度与广度，是极为重要的基础研究。
5.结束语
综上所述，加强BIM技术的广泛应用，有助于促进工程设计行业的发展。但是BIM技术的推广是一项长期的、艰巨的工程。BIM技术是一种手段和工具，也是设计和方法。因此，需要打破地域、行业之间的限制，在潜移默化间营造一种工程设计的良好新环境。
参考文献：
[1]印明.市政工程设计中BIM技术的发展前景[J].城市道桥与防洪，2013.11（22）：109-110
[2]王志刚.BIM技术在天津地铁红旗南路站管线综合设计中的应用[J].制冷空调与电力机械，2013.11（26）：189-190
[3]李申.浅议BIM技术在城市道路设计中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版），2012.11（33）：108-109
[4]张建平.BIM技术的研究与应用[J].施工技术，2011，（2）：15-18