杉板桥路市政改造项目的BIM应用及探索

（成都市市政工程设计研究院，四川 成都 610023）

一、项目简介

杉板桥路市政改造项目起于成都市杉板桥路二环路口，止于三环成南立交辅道，建设内容包括道路、桥梁、隧道工程、慢行地下人行通道、跨铁路桥梁、综合管线工程和附属工程等，主要为相交道路改造、区域交通优化、区域地下管网改造，总投资13.8亿元。道路总长度约4.3km，主道设计时速60km，辅道40km。成都市市政工程设计研究院为方案设计、初步设计及施工图设计单位。采用“路段+节点”的方案，实现“快速交通”和“到达交通”双优化；同步实施慢行过街设施，构筑安全、便捷、舒适的慢行系统；针对地下管网，同步实施管线扩容，合理利用地下空间；同步实施景观规划、市政配套设施的改造，提升城市品质。

二、困难及挑战

（一）外部挑战

1.交通方案设计及评估困难。车行交通“快速化”与慢行交通“宁静化”，过境交通与到达交通的混合，对杉板桥快速化改造的交通方案设计与评估提出了挑战。

2.工程设计及施工的边界条件复杂。需考虑已有管线迁改及保护等工序；新建跨线桥桩基、下穿隧道与地铁区间的水平距离较近，慢行过街系统与地铁盾构区间竖向距离不足5m，相应的保护及施工组织难度较大。

3.BIM模型运用不足。在设计阶段，部分未参与BIM模型构建，缩小了应用范围；而多数设计阶段的BIM模型未能进入运维管理阶段，在规划报建及审批环节发挥作用的案例较少。横向上未能充分发掘模型的数据价值，纵深上设计模型应用周期短，导致BIM应用投入与产出差距太大。

（二）内部挑战

第一，项目涉及专业较多，工期短任务重，需要有较高的协同性避免错漏碰缺；第二，部分专业设计方案在调整后需要进行可视化以评估合理性。除了考虑路桥方案的通行能力，还需要审视设计方案与周边环境的契合程度，同时路桥的方案之间的比选，需要定性与定量结合比对；第三，实景模型在应用时存在加载较慢，对硬件要求较高等问题，可视化分析时未能充分发挥其效能。

三、BIM应用及探索

（一）BIM应用目标

BIM技术从方案阶段到施工图设计完成，辅助设计优化并对施工起指导作用；将交通仿真与设计模型、实景模型相结合进行可视化，优选设计方案；通过BIM+GIS的联用，形成项目的数字化资产，并为数字城市和后期的基础设施联网构建底层模型。

（二）BIM应用情况

在项目的推进过程中，BIM的应用主要体现在如下几方面：完成部分专业模型的构建、参与设计方案的比选和优化、基于碰撞检测进行设计优化和可视化应用。

应结合工程实际需求，确定建模专业；其次确定建模深度（LOD），进一步缩小建模范围，有目的性地进行专业和图纸的筛选，保证成果输出的基础上有效地控制工作量；结合前述内容进行建模软件的选择，最后完成模型的总装和可视化。

针对不同类型的项目，应进行软件选用分析，具体策略方式可为“高效实用、数据互通、方便修改”。

在建模阶段，需要进行模型树的构建，项目的文件结构的组织和模型的命名规则会一定程度上决定工作效率。在杉板桥项目中采用了“软件版本+专业+子项”的命名方式，例如“ORD6+道路+杉板桥主路”，如果软件使用版本统一，可以采用更简洁的方式。

项目文件结构组织和模型命名规则示意

四、杉板桥路改造项目的探索

（一）交通仿真可视化

在杉板桥项目内进行了交通仿真可视化的探索。

常规操作流程即：ORC构建方案→ORC路线导入VISSIM→VISSIM进行交通仿真分析并导出数据→仿真数据同总装模型进入LumenRT。

交通仿真可以为设计方案比选提供数据支撑，定量评估通行能力；可视化则提供了另外一种视角：车流结合实景模型和设计模型，更好地展示交通设计与路桥方案，可以用于分析设计方案或仿真方案是否存在考虑欠周全的地方，进一步修正仿真模型或优化设计方案。

（二）实景模型单体化

随着倾斜摄影技术的成熟和无人机成本的降低，越来越多的项目开始应用实景模型。无人机航拍以后，创建高精度的实景模型，借助二次开发的软件将实景单体化，可以划区域的导出实景，基于MicroStation平台良好的兼容性，利用fbx或者obj格式，通过参考的方式快速加载，在参考文件上进行遮罩或者剪切操作更高效，同时进入LumenRT以后，效果良好。

（三）实景模型在Synchro的应用

部分业主在其他项目中提出，实景模型须应用到施工管理平台，在杉板桥改造项目中，借助MicroStation将3SM文件导出为fbx文件，在Synchro内进行加载应用。测试发现导出精度影响文件大小，实际项目中，精度的区别主要体现在绿化植被上，对于路桥和建筑的影响较小，可以结合文件加载速度和资源消耗情况控制实景模型的导出精度。

前两者的实景应用严格来说与3SM的实景模型已经有了较大的区别，基于实用的角度，仍有部分的参考意义。

（四）“GIS+BIM”构建数字城市

GIS侧重于地理空间环境信息的宏观表达，BIM能将细节表现得尽善尽美，二者存在互补关系，GIS平台作为大场景加载平台，在资产管理和运维方面有优势。将BIM信息加载到GIS平台内，可以形成数字化资产，更好地参与管控。

将实景加载进入GIS平台作为参照底图，设计模型导入后同样实现可视化。在此基础上加载规划红线，让政府部门管理人员可以更高效地推进规划报建等工作。

从业主角度推进BIM应用，模型随着施工进度持续更新，最终模型与竣工物理实体一致，形成项目的数字化资产，手动或批量挂接信息后加载到GIS平台，相较于查询CAD图纸或蓝图，在维修保养过程中工作效率更高，应用也更有价值。

五、结论及建议

交通仿真分析的应用。交通仿真分析可视化，一定程度上完成了BIM模型应用横向拓展，将更多的专业结合起来，通过定性和定量结合的方式推进设计进程，通过技术手段更合理地解决交通拥堵问题。

实景模型的应用前景。随着城市的基建成熟，改造项目趋于增加，涉及利益方增多，可视化的要求提高，实景模型将会更多应用在项目上。实景模型的应用除了方案评估比选，也让“实景+仿真+设计模型”的形式可视化，而对于街景、公园城市的建设，实景模型会进一步发挥作用。设计方案的落实，会结合真实场景考虑更多的因素，以人为本的设计原则也能进一步巩固。

LumenRT应用展望。从LumenRT的技术路线来看，从“视觉效果”转向“模拟仿真可视化”，更多的是强调真实，比如实时光线和真实场景，支持交通仿真数据。LumenRT后续更新会加入Legion、Synchro、SewerGEMS等的模拟过程，从发展趋势上更多的从渲染走向模拟集成平台。

BIM应用建议。应以项目为依托，推进BIM应用落地，在项目的各阶段，横向拓展模型的应用范围，让更多的专业获益，增加设计人员参与BIM应用的积极性，纵深上需要延续模型的寿命周期，持续的应用才可能产生持久的价值。