为了加快BIM技术在全行业的应用深度，交通运输部迅速启动了建筑信息模型BIM技术政策研究。该研究由中国交建、中交第一公路勘察设计研究院有限公司、中交第二航务工程勘察设计院有限公司等单位牵头，这期间组织多位专家前往美国进行BIM技术调研。年，交通运输部根据技术政策研究报告，提出了《关于推进公路水运工程BIM技术应用的指导意见》，建议加快BIM技术在公路水运工程全生命周期的应用，并启动了行业BIM标准的编制工作。中交第一公路勘察设计研究院有限公司作为技术政策研究的主要单位，承担起此次公路行业BIM标准的编制工作。

标准缺失影响应用力度

“十二·五”期间，建筑行业已经告别了高速粗放的发展阶段，进入了高效率、低成本、可持续发展的阶段，这就要求从业人员使用科技手段转型升级。以BIM技术为核心的信息化技术，为尝试与建造过程深度融合，提升管理和生产效率，并探索建筑行业现代化的发展之路，提供了基础。为了使BIM技术在建筑行业快速发展，深度应用，住建部出台了关于推进BIM技术应用的指导意见，从国家层面上给予支持与引导，希望通过BIM技术为行业的提质增效、节能减排，创造条件。建筑行业在年启动BIM标准的编制工作，于年发布了《建筑信息模型应用统一标准》，正在编制的有《建筑信息模型存储标准》《建筑信息模型分类和编码标准》《建筑工程设计信息模型交付标准》和《建筑信息模型施工应用标准》。

与此同时，BIM技术也慢慢从建筑领域延伸到了公路交通领域，开始在公路、桥梁、隧道的勘察、设计、施工、运维等环节和阶段进行应用；各参与方也开始尝试以信息模型为基础，进行数据共享，实现各专业协同工作和精细化管理。然而，一方面，由于项目各参与方对BIM模型的理解和认识不一致，交付的模型精细度和信息深度存在很大差异；另一方面，由于没有统一的标准，无法实现设计阶段BIM模型向施工阶段、运维阶段的共享和传递，不仅导致了大量翻模的现象，而且导致模型信息在传递过程中出现丢失。这些问题已经严重影响了BIM技术在公路行业的发展和应用力度。因此，从全行业的角度出发，编制相关BIM技术标准迫在眉睫。

“以终为始”编制标准

在公路行业标准体系中，BIM标准位于通用板块中的智慧模块，属于行业推荐性的信息化和数字化标准。年，交通运输部开始启动BIM标准编制工作，分别是《公路工程信息模型应用统一标准》《公路工程设计信息模型应用标准》和《公路工程施工信息模型应用标准》。

公路BIM标准体系

公路工程BIM标准分为基础类和应用类两类标准。基础类只有《公路工程信息模型应用统一标准》，它是服务于全寿命周期，规定设计、施工、运维阶段应用BIM技术的总体原则和要求。因此，它的重要性不言而喻。应用类标准，按照设计、施工、养护、运维等阶段进行划分，属于各个阶段的应用实施标准。

公路工程信息模型应用统一标准

哪些内容属于全生命期公路工程BIM技术应用的总体原则和要求呢？笔者和团队通过调研发现，应该包括以下几个方面——首先，术语体系：BIM是一个新技术，里面有许多新的名词术语需要解释说明。第二，模型架构：规定模型对象之间是有相互组成关系。第三，分类编码：统一模型信息分类，确保各参与方对BIM模型的认识和理解一致。第四，数据存储：统一模型文件格式，保障软件层面数据共享和交换。最后，交付原则：统一全生命期各阶段模型交付的精细度等级，确保各阶段之间的连续性。

公路工程信息模型设计应用标准

哪些内容属于设计阶段公路工程BIM技术应用的原则和要求呢？笔者和团队通过调研发现，应该包括以下几个方面——首先，模型要求：规定公路设计阶段模型创建的基本要求。第二，协同设计：推荐在公路工程设计中使用信息模型进行协同设计。第三，模型应用：提倡模型设计过程中进行模型应用，提高设计产品的品质。最后，交付成果：它是当前面临最严重的一个问题，现在各单位模型的交付标准差别很大，没有统一的规定，交付的模型精细度和信息深度存在很大差异，需要标准规范交付内容和深度。由于以上内容繁多庞杂，工作量极大，在BIM标准编制的初始阶段，笔者和团队决定“以终为始”，强化结果、弱化过程，重点放在交付成果。

统一标准与设计标准技术重点

模型架构

公路工程信息模型架构是笔者和团队整理分析buildingSMART标准(大部分已成为ISO标准)、美国的NBIMS标准、我国建筑BIM标准和铁路BIM标准，最终参考buildingSMART标准中模型的空间关系,并结合《公路工程质量检验评定标准》中分部分项制定。其分为设施、子设施、构件3级。一般,构件组成子设施,子设施组成设施。但在模型中也存在同级嵌套的情况。例如设施嵌套：一座特大桥由引桥和主桥组成，特大桥、引桥和主桥都属于设施。例如构件嵌套：墩柱和盖梁组成桥墩，墩柱、盖梁和桥墩都属于构件。

公路工程信息模型结构图

分类编码体系

分类编码标准即语义标准，在国内外大多数采用buildingSMART制定的IFD标准，它将保障信息交换过程，各参与方对信息理解一致。目前，国内外大多数分类编码的框架都采用IFD标准框架，公路工程信息模型分类编码也选择IFD标准的框架。采用混合分类法，编码方法与《建筑信息模型分类编码标准》保持一致，采用“四级十位数字编码”。在此基础上，结合公路行业特点，参照《公路工程技术标准》《公路工程质量检验评定标准》《公路技术状况评定标准》《公路工程概算定额》《公路数据库编目编码规则》等标准，把信息模型按照成果、过程、资源、属性和其他方面分成了8张表，涉及全生命期、全专业。

数据存储结构

数据存储标准即语法标准，在国内外大多数采用buildingSMART制定的IFC标准，它为BIM模型数据交换提供了一种通用的数据文件格式。我国早在年发布的《工业基础类平台规范》（GB/T-），即ifc2X3。公路信息模型的数据存储结构是以模型架构为基础，参照buildingSMART最新的Ifc5的成果，使用属性和实体扩展的方法相结合。在核心层扩展产品模块，在共享层扩展土木元素，在领域层增加路、桥、隧3个领域，总定义了19个Ifc实体。整个扩展过程，完全保持扩展内容与原标准的完全兼容，并尽量引用已有的Ifc实体，减少定义新的Ifc实体。同时，详细规定Ifc实体调用分类编码的方法，使用分类编码进一步细分工程对象，补充Ifc实体定义中所缺失的实体。

公路ifc体系结构图

项目ifc存储结构图

部分ifc实体定义

模型基本要求

设计阶段的信息模型应符合公路工程设计的需要，并按照《公路工程信息模型应用统一标准》的相关规定，使用信息模型进行协同设计，设计过程中应建立协同设计环境，统一坐标系、高程系和度量单位，采用参数化的建模方法进行建模。建立的信息模型包括几何信息和属性信息两类。设计阶段模型的几何信息包括几何图形和空间位置，它是公路工程设计在三维空间中的可视化表达，内容和深度与二维设计完全一致，因此，标准未对几何信息进行详细规定。属性信息包括标识、分类、位置、结构、尺寸、数量、材料及用量等，它是目前公路工程应用信息模型不统一、甚至缺失的部分，因此，标准重点规范了模型属性信息。

模型应用

BIM技术具有可视化、协调性、模拟性、可出图等特点，在设计阶段信息模型初步设计完成后，可使用BIM技术进行可视化分析、方案比选、碰撞检查、交通组织模拟、图纸和工程量输出等，对设计产品进行优化，用来提高设计产品的质量。标准中推荐使用的BIM技术应用包括：（1）可视化分析：开展空间协调、虚拟仿真、方案展示和设计交底等分析。（2）方案比选：开展不同路线，路基与桥梁、路基与隧道、整体式与分离式路基，不同桥梁、不同隧道等方案的比选。（3）碰撞检查：开展专业内和专业间的冲突检查，以及公路工程设施与周边建筑物、基础设施和用地的冲突检查。（4）出图出表：输出路线、路基、路面、桥涵、隧道、交通工程及沿线设施等图纸和工程量。

设计模型交付体系

交付标准即语用标准,在国内外大多数采用buildingSMART制定的IDM标准,它是Ifc标准在具体应用场景的一个子集。笔者和团队在研究过程中发现，IDM标准的交付对象是IFC实体，不利于工程人员的理解，国内普遍只参照了IDM标准的框架和形式。因此，公路工程信息模型的交付也采用同样的原则，针对全生命周期从规划到运维提出7种不同的精细度等级，见表1。

设计阶段使用L2.0和L3.0两个等级，分别对应初步设计和施工图设计两个阶段。笔者和团队依据《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》，结合各专业的设计规范，规定每个阶段交付的内容和深度，编写交付模型精细度表和信息深度表，如表2和表3所示。

实现阶段性引领

公路行业BIM标准涉及全生命周期，专业范围广、技术内容多，虽然标准可能还不完善，甚至编写组对有些内容还存在分歧，最终未在标准中落实。但经过编写组全体成员两年多的共同努力，专家的充分研讨和论证，3部行业标准已提交了报批稿，目前正在等待发布。可以肯定，标准发布后，将填补行业的BIM技术应用空白，可以在相当一段时间内实现阶段性引领，使BIM技术在公路行业的应用有了依据和支撑，达到模型统一、成果标准化，实现信息共享和传递的目标，为BIM技术在公路行业深入应用奠定了基础。

未来，作为参与交通强国建设的一分子，我们将以此为契机，将结合重大工程项目和国家专项课题，开发本地化BIM正向设计软件，加强BIM标准的示范应用工作。同时，还将进一步延伸和细化行业标准体系，并根据地方和项目需要，编写指导BIM技术应用过程的实施标准和指南，推动BIM技术在行业内，向更深层次的发展。

本文刊载/《桥梁·BIM视界》杂志年第3期总第14期

作者/张峰王吾愚王博等

作者单位/中交第一公路勘察设计研究院有限公司