BIM技术在城市管网规划中的应用

[摘要]随着工程类行业BIM技术的逐步推广，BIM在市政规划中尤其是管网规划中利用也在逐步加强。通过对各类管线进行统一信息化BIM处理，在市政统一规划数据库中进行相关管道的协同设计布线，从而优化管网布置，节约成本，提高设计效率。

[关键词] BIM技术；管网规划；协同

Abstract: As the BIM technology is gradually spread, it is used in municipal planning, especially in pipe network planning. Through processing information of all kinds of pipeline, collaborative design is carried out. Then, we can optimize the pipe layout, save cost, and improve design efficiency.

Key words: BIM technology; pipe network planning; collaborative design

中图分类号：TU990.3 文献标识码：A 文章编号：

1 BIM在市政规划中应用现状

BIM，即建筑信息模型，综合了建筑所有的几何模型信息、功能要求和构件性能，将一个项目整个生命周期内的所有信息整合到一个单独的模型中，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。建筑信息模型是数字技术在建筑工程中的直接应用，同时又是一种应用于设计、建造、管理的数字化方法，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率和大量减少风险。

随着工程类行业BIM技术的逐步推广、应用的逐步深入，其优势逐渐显现。BIM技术最终应用于市政设计领域也将是大势所趋。在城市规划中尤其是管网规划中利用逐步加强。但是还不够成熟，经常由相关部门各行其道，造成道路经常被开挖，管线经常被挖断，造成很大经济损失。利用BIM技术，通过对各类管线进行统一信息化处理，以市政规划数据库为设计基础进行相关管道的设计布线，就可避免错误发生，从而优化管网布置，提高设计及经济效率。

随着技术的不断革新，市政管道规划的技术发展日新月异。传统方法对新的需求显得力不从心、甚至无法解决，BIM却能轻松的突破这一瓶颈。规划设计从平面走向三维成为了必然的发展趋势，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，把握BIM应用的技术优势，将在新一轮的市场分配中得到更大的利益。

应用BIM技术同时也是为了响应业主方的要求，通过BIM可视化技术可以对市政设计工程项目进行更直观的预览。BIM是面向过程的，有利于实现推进设计单位“全过程”的服务。目前市政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，就能得到相应的线路分析、管线碰撞检查结果，增加了设计的协调、协调能力，提高了设计的安全性。

2.BIM 技术在城市管网规划中应用

对已有构筑物（道路、桥梁、管道、建筑等）进行信息化处理，在已知信息的基础上进行市政管道规划设计。

信息化处理：获取已有构筑物的相关信息，储存到相应数据库中。根据初始化信息，把原有构筑物用可视化软件三维显示。

协同设计：在软件中布置各类管道，通过判断检测与已知构筑物位置信息判断相邻距离是否合适，是否有碰撞情况；碰撞检测包括硬碰撞（直接相交）、软碰撞（相距距离小于规定值）；在布置管道的同时获取管道位置、工程量等相关信息，以便随时调整。

规划结果：调整管线立体走向，获取合适的管道空间位置，并根据当前管线获取管道、土方等关联工程量，检测施工条件从而选取最好规划线路；自动生成施工平面图。如标注完整的平面施工图、纵横断面图等。若后期再度调整线路，软件能够轻松处理相应变更；还可以与其他专业如道路规划等同时设计，实现多领域交互合作。设计结果可以作为管道生命周期管理中的重要数据，以便后期的运维。

本文以城市道路下管网规划为研究对象，其中包括道路、桩基、管道等已知信息。提取相关已存构筑物属性信息（尺寸、材料、空间位置等）保存到数据库Sqlite中进行管理。在AutoCAD平台上利用Visual c++编程语言进行二次开发，编制相关功能函数及操作界面，作为立体显示及管道线路设计工具。通过使用开发的软件，进行人机交互操作，规划相应地理位置的管线。

图1 管道、道路等平面图

基本流程如下：

信息导入，提取已存构筑物信息输入数据库；显示立体图到AutoCAD上；

规划线路，沿道路绘制各类管道；同时设定管道材料、尺寸、标高等相关属性（图1）；

进行碰撞检测（图2），在立体状态下查看管道与其他构件位置；

列表中按不同颜色显示硬碰撞、软碰撞、及临近碰撞的管道信息（图23）；了解哪些位置的管线必须调整；

调整管道，对产生碰撞的管道进行位置调整，包括水平方向和竖直（标高）方向的调整；

调整后查看材料表窗口，汇总相关材料费用，获取管道工程造价；若超预算，重复步骤4，重新调整管道；

查看管道空间位置，选取施工方式，检查是否可以正常施工。若条件受限，重复步骤4，重新调整管道；

获取最优规划管线方案，出相应施工图、材料表等。

图2 管道、桩基立置图

图3 管道规划过程中碰撞及材料表信息

3.结论

通过在管网规划中应用BIM技术，利用信息化与可视化软件的完美结合，实现管道高效、合理的布局，为市政规划人员提供方便的设计工具，并与其他相关专业协同工作，前瞻性地解决施工时才经常发现的：管道碰撞、施工条件差、空间不合理等问题。能够随时进行设计变更，从而节约成本，并对以后的运营维护提供基础的电子化数据，方便查找问题快速解决。

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