BIM技术应用于市政工程设计的现状与前景

李万里

（中机中联工程有限公司，重庆 400039）

李万里.BIM技术应用于市政工程设计的现状与前景[J].重庆建筑，2019（7）：29-30.

0 引言

BIM技术是近来市政行业的热门话题，被公认为是工程设计由手绘进步到CAD绘图之后的第二次技术变革。本文结合重庆市的实际情况，分析BIM技术在市政工程设计中应用的现状和存在的问题，探讨BIM未来的发展前景。

1 BIM技术在市政工程设计行业应用的现状

BIM技术是市政工程设计行业的新热点。近年来，重庆等地有关部门不断推进BIM技术的落地，其中重庆市建委（现重庆市住房和城乡建委）2017年发布的《重庆市市政工程初步设计、施工图设计文件编制技术规定》明确指出，大型道路、桥梁、隧道及三层以上立交，应当采用BIM技术进行初设和施工图设计。重庆市各大设计院积极响应，成立了BIM工作小组，开展典型项目应用与探索，BIM技术已经成为市政工程设计和审查中必不可少的环节。

然而，各家设计院在实际运营中，却往往采用的是“工程设计”和“BIM应用”逆向设计的方式：一拨人采用传统CAD方式进行工程设计，另一拔人再负责倒装BIM应用，这就造成了设计与BIM“两张皮”、相互脱节的现象[1]。

为什么在政府部门的大力推广下，BIM技术依旧停留在方案展示阶段，而未能实现正向设计？BIM技术在市政工程设计的应用到底存在哪些问题？本文站在市政设计工作者的角度，阐述个人观点与认识。

2 BIM技术应用于市政工程设计的限制和障碍

2.1 市政工程环境的限制

市政项目是线性工程，涉及专业、周边控制因素较多，不像建筑作为独立项目，一般只涉及其所在地块，环境相对独立。这就导致市政工程BIM建模的范围更大，难度和工作量也随之增大。目前BIM软件的智能化程度较低，模型建立的工作量巨大，重庆山地城市的特点让这一矛盾更加突出。

本文以重庆市大学城复线隧道工程BIM设计为例进行讨论。该项目全长5.9km，包含桥隧、道路、挡墙、管线等多个专业；周边环境复杂，涉及现状公路、铁路、隧道、水系、既有管线及建筑物等。BIM模型要准确反映项目本身及其与周边环境的关系，难度颇大，需要在多个软件之间来回切换：项目地形、路基路线等内容需运用Civil 3D软件完成，桥隧等结构工程内容需用Revit完成，管网部分需运用鸿业管立德完成，之后再拼装成汇总的模型。由于各专业采用不同软件设计，相互不能进行参数化修改，而市政工程周边环境可变性较大，容易造成反复修改及各专业版本不一致的情况。

2.2 市政BIM行业标准尚不完善

图纸是工程界的通用语言。目前，无论是从业人员的思维习惯，还是相关的审批流程，都是基于传统二维CAD图纸来进行。而BIM交付的成果却是信息模型，市政行业的BIM标准尚不完善，不能覆盖满足工程设计和审查的需要[2]。

以重庆市的项目审批流程为例，工可、方案设计阶段、各专项设计的报建并无BIM设计的要求，仍基于传统CAD图纸进行；初设、施工图阶段虽然增加了BIM模型的审查，但由于软件及设计人员水平的限制，相关标准尚不完善，编制深度仅限于几何尺寸和重要设计参数等内容，并未对BIM模型各个细节提出全方位、精细化的要求。因而，目前BIM模型的审查更重要是起到辅助看图的作用，并不能代替传统二维图纸的功能。

2.3 BIM推广带来的经济效益有限，缺乏核心竞争力

BIM技术的推广会引发市政行业设计方式的转变，在推广前期会降低工作效率，而购买软件、人才培训、设计周期延长等问题，将大大提高设计院的运营成本。难以通过BIM技术的应用来实现创收，导致设计院缺乏推广的动力。

而市政行业由于项目环境复杂，与建筑行业相比，精细化程度不高，施工过程中也往往会产生较多的设计变更。传统二维设计图纸尚且不能完全指导施工，需施工单位根据现场情况进行调整。BIM技术在应用过程中，设计与施工之间更是处于脱节状态，设计的模型无法在施工阶段被利用，需要施工单位根据蓝图重新翻模，更增加了BIM技术在项目全生命周期推广的难度。

2.4 BIM软件的不成熟

从以上三点原因可知，BIM技术在市政工程设计中应用的最大障碍是相关软件的不成熟。目前，各种BIM软件百家争鸣，本文结合国际知名的AutocadCivil3D、Bentley和国内鸿业路易等软件，介绍现有BIM软件解决方案存在的问题。

2.4.1 现有主流BIM软件特点的介绍

（1）目前应用最广的是欧特克Autodesk公司的AutoCAD Civil 3D和Revit，其中Civil 3D是专门针对道路工程软件包，没有桥隧、挡墙等构造物的设计功能，需采用Revit进行建模。但Revit针对建筑结构开发，市政项目应用效果较差。

（2）最专业的是奔特力Bentley公司的PowerCivil和Power InRoads。Bentley所采用的microstation内核，三维数据处理能力强大，并且所有软件均基于该平台开发，真正做到了“一个平台，一个模型”。但其缺点为市场普及率低，本地化、智能化不强，需要大量的二次开发。

（3）国产市政BIM软件中鸿业公司的路易RoadLeader处于领先地位。该软件基于现有AutoCAD平台开发，智能化程度高，与现有CAD差异小，建模速度快，容易上手。但存在细节处理不理想、三维能力有限、开发潜力不高的缺点。

2.4.2 现有BIM软件存在的主要问题

（1）国外软件本地化、智能化程度不高；操作复杂，建模速度慢

以欧特克和奔特力等为代表的国外软件，特点均与国内要求不符，智能化程度不高，操作复杂而死板，无法适应国内大规模建设的特点，加之软件操作界面习惯与传统CAD不同，导致建模速度慢且不易上手。

（2）部分软件基于建筑软件开发，无法适应市政行业的实际情况

目前主流的Revit等软件基于建筑软件开发，其理念基于建筑轴线的概念，与市政项目线性桩号的概念不符，无法适应市政行业的实际需求。同属于欧特克公司的Civil 3D与Revit分属不同平台开发，其组合偏离了“一个平台，一个模型”的宗旨，不利于后期的参数化修改、施工模拟等工作。

（3）辅助出图等功能弱，不符合行业习惯

BIM软件输出的二维图纸，细节上往往与行业要求不符，并且与AutoCAD无法互通，难以应用CAD进行修改。所以BIM辅助出图等功能往往成为鸡肋，不能指导施工。

（4）各BIM软件缺乏共享接口，信息传递出现错误、缺失等现象

目前市场上有数十家BIM软件供应商，各自在不同领域具有优势，但被大众广泛接受的平台尚未出现，需要采用不同软件建模后再进行汇总。但是各家公司相互竞争，互不合作，软件之间缺乏共享接口，需要大量二次开发才能完成数据的转换，并且在转换过程中常伴有数据不完整、缺失等现象[3]。

综上所述，目前BIM行业尚无像AutoCAD在传统二维设计中那样占统治地位的软件，各家公司各有优势、缺点，也互不合作，百家争鸣的局面给BIM行业标准的制定也带来了一定难度，软件数据、出图标准的规范化问题亟需解决。

3 BIM技术在市政工程设计应用中的发展前景

总体而言，重庆市近年来不断制定和推进BIM技术标准，通过大型项目先行试点的方式，推动BIM技术在市政工程设计应用的落地。然而在目前阶段的实施过程中，BIM设计的效率还未能实现预期目标，有待进一步提高。

BIM技术的核心是相关的软件技术，虽然在短时间内，在工程设计的全过程、全专业实施 BIM技术是不现实的，但是积极探索BIM技术的应用、挖掘 BIM技术应用的价值，是非常必要和迫切的。只有在探索中，相关的软件技术实现本质性突破，能够真正提高工程设计的效率时；并且只有当出现如AutoCAD在二维设计中那样占统治地位的软件，其余公司围绕其进行各专业软件包开发时，才是BIM技术大规模应用的成熟契机。而BIM软件技术的研发需要一定的周期，不可避免地要经历大浪淘沙、优胜劣汰的过程[4]。

无论是从行业高度，还是具体到设计企业应用的层面，我们对BIM技术都应当坚持“积极而谨慎”的态度。既要及时跟进相关技术的发展，探索BIM在各专业领域的应用，又不宜对其给予过高、过快的期待。BIM技术不是短时间内将取代传统CAD的技术革命，也不是没有前途的庞氏骗局。如今的BIM技术更像是10年前的新能源汽车，各种软件正如从前的太阳能、氢能等新能源形式，终需其中的关键技术取得突破后，才能像现在的电动汽车一样一统天下。