基于BIM的道路指路标志设计研究与应用

程 昱 珲

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610072)

0 前 言

道路BIM(Building Information Modeling)技术是一种应用于道路工程设计、施工、管理的三维数据化工具。随着道路工程行业的快速发展，道路BIM技术被广泛应用于道路设计、施工、管理等阶段，通过对道路的数据化、信息化模型整合，在道路设计、施工和管理的全过程中进行数据信息共享和传递，为道路建设者提供协同工作的基础。

指路标志设计的目的是为道路使用者提供准确、有效的道路信息，便于在交通运行中通过指路标志的指引实现顺利通行的目的，确保交通安全和顺畅。传统指路标志设计主要通过国家规范标准和当地的设计导则进行设计，因此，往往各地区的指路标志都不尽相同。本文结合道路BIM技术，从指路标志设计的角度出发，研究市政道路指路标志设计的方法，规范指路标志设计，最终达到形成标准化指路标志设计的目的。

1 设计研究

道路交通标志按作用可分为主标志和辅助标志两大类，其中，主标志包括禁令标志、警告标志、指路标志、指示标志、旅游区标志、作业区标志、告示标志；辅助标志是在主标志无法完整表达或指示其内容时，为维护行车安全与交通顺畅而设置的标志。本次设计研究主要针对指路标志设计。

1.1 指路标志版面信息

指路标志是向道路用户传递道路方向、地点和距离，或提供与之相交道路、著名地点、服务区等信息的标志。指路标志的版面布置是有限的，应信息明确、简洁美观。由于驾驶人员在短暂的时间内对信息的接受能力有限，本次研究在规范标准的前提下，对指路标志版面信息做了一定的取舍，总结了指路标志版面包含的几类信息。

(1)到达道路信息：表示当前路口左右两个方向相交道路的道路名。

(2)近前方信息：指直行后第一个与灯控交叉口相接的道路名；左右转向后的主次干路名或第一个与灯控交叉口相接的道路名；没有主次干路灯控路口相接的，可使用支路名称。

(3)远前方信息：指示直行方向远端重要信息。远前方信息包括快速路、主干路、可转换立交桥、可到达的高速公路、重要地名或远端可到达道路。远前方信息的选取应确保指路信息的连续性。

(4)当下一个可转换灯控路口左右方向道路名称不同，且交叉路口两侧道路等级不同时，优先选取等级高的一侧道路路名。

(5)当交叉路口两侧道路等级相同时，可优先选取前方右侧道路名称，也可根据交通主管部门对交通流的分配来进行选取。

1.2 指路标志版面规格

目前，大多数地区的指路标志版面规格不一，版面信息繁多，导致其道路指示功能发挥不足，也给指路标志的设计者和生产者带来诸多不便。在现行相关规范标准和地方交通设施导则的基础上，根据指路标志版面信息筛选原则，结合指路标志常用规格尺寸，总结了本文研究的指路标志版面规格和文字大小(见表1)。

表1 指路标志版面规格

1.3 指路标志版面设计

根据上文所述的指路标志版面信息和规格尺寸，在道路BIM软件中进行指路标志的专项定制设计。

本文通过在道路BIM软件中建立指路标志的标准数据库，设计出符合国内大多数地区使用的通用型指路标志标准图，在规范指路标志设计的同时，提高设计效率。交通设施设计者在进行指路标志设计时，可直接调用本文建立的通用型指路标志标准数据库，在数据库中添加道路信息即可生成相应的指路标志图。

本文主要采用鸿业BIM系列软件建立的标准数据库，介绍如何在鸿业BIM系列软件中建立指路标志标准数据库和专项定制设计。

(1)确定指路标志版面信息和规格尺寸，对道路信息进行筛选。例如，当两主干路相交时，指路标志版面信息主要有近前方道路、远前方道路、左转道路、右转道路、左转后可到达道路、右转后可到达道路等，主干路通过表1选取版面规格为：500 cm×350 cm(见图1～2)。

(2)编辑标志样式。在鸿业BIM系列软件中输入标志尺寸及倒角，选择银膜类型，确定衬边和边框宽度及颜色；指路标志的底纹和衬边采用蓝色，标志边框采用白色。

(3)添加标志组件。添加标志组件是指路标志设计的核心，标志组件主要包含文字、数字、指路箭头等，不同样式的组件所表达的含义不同，各类标志组件皆可通过鸿业BIM软件的创建标志组件功能进行标志组件的定制设计。

图1 十字交叉口指路标志版面及规格 图2 丁字交叉口指路标志版面及规格

本文设计的通用型指路标志，主要通过创建标志组件功能对指路箭头和方向指示组件进行了定制设计，十字交叉口与丁字交叉口的指路箭头样式和可到达道路信息皆不一致时，需采用不同的标志组件。根据指路标志版面规格与标志组件样式，本文共设计了12种不同规格样式的指路标志，设计的标志可直接作为通用型指路标志用于城市主干路、次干路和支路，其中4种如图3～6所示。

在鸿业BIM软件中，可直接根据设计的指路标志生成标志版面大样图，用于指导指路标志生产和施工。

1.4 指路标志结构设计

指路标志结构分为单柱式、悬臂式和门架式结构。本文设计的通用型指路标志主要用于市政道路，指路标志的结构推荐采用单悬臂式标志结构。

指路标志版面采用3 mm铝合金板，立柱和横梁采用不锈钢无缝钢管，基础采用C30钢筋混凝土结构；立柱与基础通过法兰盘用螺栓连接，立柱与法兰盘焊接，基础内预埋地脚螺栓，连接设计如图7所示。

图3 丁字交叉口300 cm×210 cm指路标志 图4十字交叉口500 cm×350 cm指路标志

图5 丁字交叉口400 cm×280 cm指路标志 图6 丁字交叉口500 cm×350 cm指路标志

图7 标志基础结构连接设计

在鸿业BIM软件中，对设计的指路标志立面、立柱、横梁、横梁法兰、横梁加劲肋、底座法兰盘、底座加劲肋、地脚螺栓和基础等按相关规范标准进行了一一验算，皆满足规范标准。在鸿业BIM软件中，可直接根据设计的指路标志结构生成指路标志的结构和基础大样图，用于指导指路标志生产和施工。

2 设计应用

通过本文研究，设计的指路标志可直接导入道路BIM模型中，与道路其他模型进行协同设计。在鸿业BIM软件中调用指路标志数据库文件，将数据库中的平面标志图形通过交通设施转换三维功能，把设计的指路标志转换成三维图形，并结合交通标线以及道路相关模型进行三维仿真模拟。设计的指路标志在BIM模型中的三维仿真模拟如图8～9所示。

3 结 论

本文基于道路BIM技术，研究设计出了一套完整的市政道路通用型指路标志，设计者在交通标志设计过程中，可直接运用本文设计的通用型指路标志，在规范标准化标志设计的同时，提高设计效率。针对不同地区的道路，可根据本文介绍的指路标志专项定制设计方法，建立符合当地的指路标志数据库，用于指路标志设计。通过本文介绍的指路标志设计方法，设计的指路标志可与道路BIM模型进行协同设计，直接用于道路BIM模型的三维仿真模拟，展示指路标志在道路BIM模型中的应用及其真实效果。本文研究的指路标志设计方法和应用不仅适用于指路标志，也适用于其他交通指示标志。