1国内外BIM的研究1.1BIM理论BIM可以理解成面向对象的三维模型的项目全寿命周期的数据信息库。《建筑信息模型应用统一标准》（GB/T 51212—2016）将BIM定义为在建设工程及设施全生命期内，对其物理和功能特性进行数字化表达，并依次设计、施工、运营的过程和结果的总称[1]。除了房屋建筑方面，BIM还可应用于道路、桥梁等城市基础设施中，贯穿项目的各个寿命周期阶段，即决策阶段、实施阶段、运营阶段。1.2BIM应用1.2.1建筑BIMBIM技术起初在建筑行业应用并取得了一些成就，能够为不同阶段的工作人员解决协同化管理、实时观测房建施工进度与安排、数据准确及统一管理等问题[2]。国内外通过采用相关措施表明BIM在建筑方面的地位。英国2017年的BIM报告中指出[3]：将BIM视为建筑领域的核心竞争战略，不仅大力提倡相关企业使用BIM，同时也为企业开发软件工具。日本的建筑总承包商通过开发自己的BIM系列软件，作为一个“独立”系统[4]。德国政府也启动了德国建筑业数字化中心（BIM Germany），涵盖了房屋建筑行业，通过推进标准化和协调化制订全面的培训理念，为BIM项目提供咨询和支持，也为德国建筑业未来的数字化创造愿景。美国、澳大利亚等国家通过BIM的IFC作为文本转换的格式，实现建筑供水系统的自动代码检测程序[5]。我国针对建筑BIM软件研究与开发主要分为两大类：第一类是对软件的原型系统开发；第二类是对已有的软件进行二次开发，如对国外软件进行功能拓展、不同软件之间的数据交换、提升操作者的建模效率等[6]。1.2.2桥梁BIM在桥梁方面，卡塔尔多哈大桥采用BIM技术实现了桥梁穿筋、安装及张拉预应力等施工精细化管理；美国则通过Bentley软件公司实现了桥梁施工管理的进一步深化[7]。为了提高桥梁施工精细化管理的水平，马少雄等[8]研发了基于大跨度钢管混凝土拱桥施工的BIM技术应用平台，并成功运用到夜郎河双线特大桥。同时在渝黔铁路新白沙沱长江特主桥中也运用了BIM技术，该大桥采用双层桥面，上层布设4线客车线，下层布设2线货车线，将4D-CAD和BIM结合运用，实现了在施工阶段的数据传递和信息共享，达到施工精细化管理的目的[9]。1.2.3道路BIM相较于建筑、桥梁，国内在道路BIM方面仍处于初级阶段。例如在嘉松公路新建工程项目的前期规划中运用了BIM+GIS技术，但是尚不能传送实时数据；在设计阶段，运用BIM相关软件建立道路模型时，不能达到模型精细化的程度；在设计交付环节，3D模型在施工时的模拟效果不理想[10]。目前国内运用BIM的软件种类较多，其中大多数在数据传递时会出现文件格式、数据不兼容、应用标准等问题，造成难以互相沟通，因此迫切需要广泛适用的软件满足应用需求，实现软件本土化、自主技术研发的目标[11-12]。2道路BIM的主流平台国内常用的建模软件为AutoDesk、Bentley等，AutoDesk和Bentley是在国内道路领域使用较多的BIM平台。其中AutoDesk的用户遍及世界上150多个国家，产品达60余种，涉及工程建设、产品设计和制造、传媒和娱乐以及工作流程等板块。Bentley公司是美国本土公司，致力提供全面的可持续性基础设施软件解决方案，产品达20余种，涉及建筑设计、土木设计、桥梁分析、数字孪生等板块。AutoDesk的Civil 3D和Bentley的OpenRoads Designer（ORD）软件的特点对比如表1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.07.008.T001表1Civil 3D和ORD软件特点对比项目Civil 3DORD操作性简单复杂功能性低高数据格式.dwt.dgn数据交换性低高学习资料多少二次开发难度低高API开发接口支持支持ORD与Civil 3D相比，使用率较少的主要原因是操作性较复杂且学习资料较少，导致学习者要投入较大的学习成本。同时该软件由国外引进，需要依靠二次开发技术实现本土化。但ORD能够体现出模型精细化、功能强大、数据格式统一，且在数据交换中保证数据不丢失、能够更好地服务于项目，为此ORD是未来在道路领域上使用更普及的一款软件。3道路BIM的二次开发技术应用3.1软件的插件与接口开发软件的插件与接口开发是为了加快各类软件之间的数据转录速度，自动识别CAD图纸信息，达到快速建模的目的，主要分为二维设计软件与三维设计软件之间的数据转录和三维设计软件与其他专业软件之间的数据转录。软件插件与接口开发分类如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.07.008.F001图1软件插件与接口开发的分类二维软件与三维软件的数据转录：设计人员在设计阶段需要基于二维图纸的数据进行实际操作，如在Civil 3D中布置隧道过程，要根据CAD图纸的道路桩号确定隧道的位置[13]；Civil 3D中依据道路交通安全设施布置条件进行建模[14]；ORD与Eicad取得数据双向传输的目的[15]。为了节约时间并有利于项目的进展，可通过计算机语言编程出Civil 3D隧道识别插件、Civil 3D道路交通安全设施布置条件识别插件、Eicad与ORD交互数据的接口程序，解决数据转录识别、快速建模的问题。三维软件与其他软件的数据转录：数据转录不仅停留在从二维图纸转录于三维模型中，还可通过三维建模软件Civil 3D转录于其他专业软件，如项目成本评估软件STR Vision CPM（建设项目管理软件），该软件在国外应用于评估成本、规划和安排工程，在BIM过程中支持工程现场管理[16]；通过基于Bentley平台和二次开发技术开展BIM+项目管理平台建设，对项目进行施工进度模拟与工程量统计等应用[17]。3.2软件的功能拓展开发软件的功能拓展开发能够依据项目的实际需要进行现有软件的功能拓展开发。在道路运维的各阶段，道路交通安全与驾驶员、车辆及道路环境具有密切关系。软件功能拓展开发分类如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.07.008.F002图2软件功能拓展开发的分类道路使用者：道路使用者的视觉信息是驾驶员安全行驶的基础信息。有效的视觉信息可建立BIM环境下公路三维可视性分析模型，并应用于Civil 3D的视距检查模块中，使用C#语言和Civil 3D的API接口实现三维可视性分析软件的二次开发[18]。道路车辆：获取安全评价依据，可以测算其运行速度协调性和设计速度一致性。采用基于Civil 3D的道路线形评价功能，进行运行速度计算软件的二次开发，使用在线形安全改善和视距保障措施[19]。道路环境：道路交通标志属于道路环境的一种，但现主流软件缺少交通标志模型。选择基于Bentley Connect Edition（BCE）开发交通标志BIM模型辅助软件，实现了标志模板库的搭建、用“通用词”方法建立布设模式和模板库与布设模式的数据化[20]。路面出现破损时，对道路环境影响极大，此时应对路面破损状况进行分析。在Civil 3D中却缺少此分析功能，首先采用Civil 3D提供的接口将BIM模型与用Access数控库开发出的病害信息数据库进行搭接，其次基于Civil 3D平台采用VBA语言开发路面病害分析软件，集成三维的路面病害信息，并提出合理的维修方案[21]。4结语目前国内道路BIM方面应用的两大主流平台为AutoDesk和Bentley，主要使用Civil 3D和ORD软件。Civil 3D和ORD的二次开发具体应用在软件插件与接口开发、软件功能拓展开发。其中软件插件与接口的开发主要为了解决数据转录速度问题，提高建模速度；软件功能拓展开发主要对现有软件不能满足用户者需求的问题开发出其针对项目实际需求的功能。未来在可行性研究阶段、设计阶段、招标阶段、施工阶段、运营维护阶段，对模型精细化要求越来越高，此时ORD在该方面运用要强于Civil 3D软件，可以适当鼓励使用ORD，提倡研发自主技术，使其更本土化，降低使用成本，使道路软件与计算机语言的结合技术更成熟。