道路工程BIM应用现状调研分析

1  道路工程特点

（1）带状工程：道路工程以线性为主，点多、线长、面广，涉及专业多、系统性强、形式多样。

（2）多变工程：道路工程与周边环境联系紧密，不确定性影响因素多、突发性较强，地形复杂多变，设计、施工需要紧密依据施工实际情况不断进行调整或变更。

（3）野外工程：道路工程以大场景施工、全野外作业模式为主，作业面以工程机械为主、人工为辅的流水化工序推进。

（4）民生工程：道路工程政治性强，造价高、体量大、工期紧，牵涉利益群体多、协调工作量大、错综复杂。

2  BIM技术特点

（1）可视化：以三维立体可视化的效果展示工程实物效果。

（2）信息化：基于BIM模型或平台为载体，集成真实的静态、动态数据。

（3）模拟性：基于虚拟或工程实体中开展相关方案模拟或预判。

（4）协同性：基于相同的信息模式或平台开展协同、协调工作。

（5）优化性：基于BIM模型或平台信息，对复杂项目或过程不断优化。

（6）可出图性：基于BIM模型实现任意视图的剖切、分析、出图及相关报告。

3  道路工程BIM常规应用点

3.1  设计阶段

（1）BIM参数化设计：主要应用道路断面创建、地形参数化建模等。

（2）三维地质分析：主要应用场地的坡度、坡向、汇流等分析。

（3）方案可视化比选（设计）：主要应用线路、互通、方案可视化展示等。

（4）道路安全仿真分析（评价）：主要应用交叉弧形线路的速度、弧度、视距、炫光分析等。

（5）道路净空优化：主要应用与互通、交叉枢纽的净空分析及优化设计。

（6）BIM协同设计：主要应用BIM协同平台开展设计、BIM建模工作等。

3.2  施工阶段

（1）图纸可视化会审：主要用于图纸问题审查、交底等。

（2）施工方案比选、模拟：主要应用复杂节点及场布（立体空间）的施工方案展示、比选、模拟等。

（3）三维技术交底：主要应用道路互通、管线交叉等复杂节点方案的可视化交底及分析。

（4）工程量统计及校核：主要应用快速统计与校核路基土石方、边坡防护等工程量。

（5）BIM平台应用施工管理：主要应用施工进度、质量、安全、成本、资料等建设管理。

3.3  运维阶段

（1）道路BIM建养一体化云平台

4  道路工程BIM创新应用点

（1）基于BIM的路线专家系统开发：主要提高参数化建模效率、集成设计数据库、模型轻量化等。

（2）实景扫描+BIM技术在公路施工中应用：主要应用道路施工过程测量、工程计算及校核。

5  道路工程BIM应用现状分析

5.1  应用模式

（1）强推为主，自发很少：BIM技术主要优势是在解决三维立体交叉复杂场景，而道路工程主要以线性化工序、渐进式流水作业为主，与建筑工程立体化交叉同步施工差异性明显，进而导致BIM优势发挥不明显，自发性迫切需要偏少，政府、企业强推为主的应用导向。

（2）全员参与，全专业覆盖：BIM技术核心价值主要在管理层面，然而实际应用策略上偏向于追求“大而全”，甚至直接跨越专业与施工技术，直接应用于项目管理各个方面，实施效果来看，两条腿走路偏多，落地化不强。

（3）设计、施工、运维一体化：道路工程具有政府工程的特质，主要以EPC、PPP模式为主，工程承建模式倒逼设计、施工、运维往一体化发展，BIM技术的引入与应用，在设计、施工、运维多阶段协同上发挥了一定优势。

5.2  应用困惑

（1）BIM建模：如何降低BIM建模投入与门槛。

（2）BIM落地：如何实现BIM应用点真正落地。

（3）BIM融合：如何达到BIM与其他技术、业务板块、管理模式相互融合。

（4）BIM价值：如何综合评估BIM具备可量化的效益指标。

5.3  应用难点

5.3.1 建模难度大、投入高

（1）BIM模型数据量大：道路工程必须和大范围的地理空间位置信息关联，基础模型数据体量远大于房建，需要投入大量硬件作为支撑。

（2）专业化BIM软件缺：专业化BIM建模软件主要以Civil3D、Powercivil两款软件为主，属地化、专业化不强导致均不能达到买来即用的程度，均需要投入大量的二次开发才能满足应用需求。

（3）懂专业会建模人员少：对建模人员的要求门槛高，既要懂专业又会软件操作甚至开发，建模难度大、周期长。

5.3.2 价值应用点挖掘偏少

（1）可复制应用点少：目前调研涉及到BIM应用的道路工程，大部分价值应用点是直接复制房建（点状工程）领域BIM应用，相对于道路工程（带状工程）适应性及价值效果受限。

（2）应用场景欠缺深入分析：目前道路工程BIM应用偏向于为了BIM而BIM，缺乏紧密切合道路工程施工场景及痛点深入挖掘。

5.3.3 投入产出效益不明显

（1）二次经营空间有限：道路工程流水化作业工序成熟，涉及人机料透明化程度高，二次经营空间非常有限，经营难度远大于房建。

（2）短期效益较难量化：BIM技术应用前期均需要投入较大的成本，实施效果很难在某个项目或短期类量化，更多体现在企业长远管理模式上的变革创新。

6  调研结论及建议

6.1  调研结论

（1）道路工程量身定制的BIM软硬件较欠缺：面向道路工程特点而专门设计的专业化、本土化BIM软硬件比较欠缺，BIM建模、BIM数据集成需要开展大量的二次开发等相关基础性工作，很大程度制约了带状特性的道路工程BIM发展速度。

（2）道路工程切中要害的BIM场景挖掘偏少：适合BIM场景主要体现“立体交叉”上，目前在工程实体上挖掘的场景偏多，比如互通、复杂节点等，在施工组织、工艺工法以及管理协调层面触及的痛点不多、挖掘的应用场景偏少。

（3）道路工程BIM技术应用深度较浅：道路工程基于专业技术及工程实体的点相对偏少，基于设计及施工管理的点偏多，但普遍存在应用以可视化基本需求为主，纵向深度较浅。

6.2  相关建议

（1）加强适应道路工程的BIM软硬件开发：包括BIM建模属地化软件、BIM线型仿真分析、BIM+GIS的专业化地形（地质）建模、大场景数据轻量化处理与存储等。

（2）加强道路工程痛点与场景系统化挖掘：包括道路全过程测量、智能施工机械、土方平衡、材料配比、工艺工法优化等。

（3）加强道路工程BIM应用点深度研究：包括专业技术应用深度（如道路土方BIM、道路测量BIM等）以及管理应用深度（如大场景任务或计划编制与追踪、节点验收与试验等）。