刍议TIM技术在道路交通中的应用

侯典建

（济宁市规划设计研究院，山东省 济宁市 272000）

摘要：本文从BIM引入TIM理念，解读了国内不同层次BIM相关的政策，介绍了TIM相关软件的侧重点与不足，剖析了交通规划与道路设计甚至与后期的管理运营存在着断片现象的原因。为了整合各软件技术的优势资源，推动交通规划、道路设计系统的改革，从系统的角度分析了TIM在交通规划、设计等全过程的应用。重点分析了在交通流量预测、地形分析、道路设计、智慧交通等领域的应用。最后总结了不仅仅是道路交通相关阶段的无缝衔接，更要为其他市政管线设施预留开口，从而做到宏观规划，精细化设计，专业化协同，全生命周期式管理。

关键词：TIM;BIM;GIS;重力模型.

0、引言

TIM(Traffic information Modeling)是交通信息模型的简称,由BIM演化而成，提起BIM很多人想到的首先是Revit，甚至很多人存在着“非Revit不BIM”的错误认识，道路模型也多为Revit衍生产品。从广义上来讲在道路交通领域应用的软件如gis、transcad、vissim、pc-crash、纬地三维、鸿业路立得等都可以称之为BIM，为了便于行业的划分本文提出了TIM(交通信息模型)，TIM即交通行业领域从规划、可研、设计、造价、建设、运营、评价等全过程角度中便于使用的信息模型，不单单只是建筑信息模型。

1、国内BIM相关政策解读

现代化、工业化、信息化是我国建筑业发展的三个方向，BIM技术将成为中国建筑业信息化未来十年的主旋律。目前，BIM理念已经在我国建筑行业迅速扩展，基于BIM的设计、施工和运维等应用已经成为不可逆转的中国BIM发展的趋势和方向。为此，政府出台多项政策指导和引领企业BIM应用行动。

1.1国家层面

2014年7月交通运输部公布的《关于科技创新促进交通运输安全发展的实施意见》中也提出，“重点开展建筑信息模型（BIM）技术研究与应用提高勘察、测绘水平。因交通建设项目多为带状工程，包含海量的勘察、测绘信息，而传统的二维图纸（包含少量三维信息）将无法满足基于BIM的工作流程，BIM将倒逼勘测部门和企业进行技术革新，例如GIS、航拍、雷达扫描、三维地质等技术将广泛应用于项目勘测环节，同时随着BIM数据向施工端的迁移和应用，也将提高相关数据在施工阶段的应用频率和可复用性，提升施工程序水平。

1.2地方层面

2015年5月深圳市发布了《深圳市建筑工务署政府公共工程BIM应用实施纲要》和《深圳市建筑工务署BIM实施管理标准》提出了深圳市BIM应用的阶段性目标，至2017年，实现在其所负责的工程项目建设和管理中全面开展BIM应用，并使BIM技术应用达到国内外先进水平。深圳是全国首家发布政府公共工程BIM实施纲要和标准的城市。《纲要》和《标准》出台，让原本各自为政的BIM实施主体有了准则，各个环节可以在一个统一的框架下实施，解决信息沟通不畅带来的障碍，提升了BIM应用的科学化、标准化水平，对全国BIM标准体系的建立都有示范作用。

2015.5.《上海市建筑信息模型技术应用指南(2015版)》诞生，主要针对BIM技术基本应用，定义了建设工程项目设计、施工、运营全生命期的23项BIM技术应用，将作为BIM应用方案制定、项目招标、合同签订、项目管理等工作的重要依据，将指导和规范本市BIM技术应用，实现BIM技术的价值，指南也是本市BIM标准和规范体系建设的第一阶段成果。《上海市建筑信息模型技术应用指南(2015版)》，是BIM技术推广应用的一个重要的里程碑，标志着BIM技术推广应用有了“上海指南”。此外，BIM领域还有以下与政策标准相关的事件，吸引了聚焦关注。

2、TIM与交通

由于目前道路交通领域研究的侧重点不同，各个软件兼容性存在着诸多的问题，使交通规划与道路设计甚至与后期的管理运营存在着断片的状况，如vissim更侧重于微观层面的交通流数据，从驾驶员特性与车辆特性分析交通流理论在SU、3dmaX的数据兼容方面需要V3D做一个衔接，而这在这种过渡的过程中经常出现数据的丢失，这就使visism的三维展现功能弱化。同样在crash中也存在着这样的问题，从某种程度上德国与奥地利的软件与我们本土软件不兼容以及受众群体较少是导致开发滞后的主要原因之一。而目前国内鸿业市政管线、综合管廊、海绵城市、路立得、交通工程等的一体化及与gis的兼容性做的比较成功，整个市政行业的统筹兼容使之市场占有率节节攀升，而纬地三维更侧重于公路信息模型方面，在公路的三维设计及安全评价中进行了深入的研究及成果输出，而在城市道路中与其他市政设施的联系较少，限制了纬地发展的空间，上述软件存在着不同的用武之地，阶段不同、对象也有所区别，这就使道路交通的整个流程的TIM实现遇到了困难，随着BIM在建筑行业的发展，需要我们交通行业重新审视TIM对道路交通的作用和意义。

图一 不同阶段TIM软件的运用

4、TIM在道路交通中的应用

4.1交通流量预测

不管是公路还是城市道路，在确定道路等级时，需要交通量数据支撑，这就需要整合交通流模块，通过相关交通预测模型，非集计、集计的重力模型、交叉分类模型等预测道路设计流量，从而确定道路断面。而现实中往往这部分工作为城规专业在更宏观的感性分析，缺少理论支撑。交通量是道路设计的基石，道路路幅、结构全部源于交通量的大小，目前市面上还没有系统性的道路断面划分与结构计算的软件，拿HDPS来说也仅仅是一个独立的小软件而已，对应交通流量的导入还需要人工输入，如果确实这部分数据，设计人员一般都是输入一个经验值，缺少理论支撑。而道路断面更多的是由经验而定几块板，由于公路为长距离、大体量的土木工程，主管部门体制、流程成熟，断面较少，一般直接套用规范而定。城市道路涉及的因素较多，如交通量、景观、市政管线、沿街用地设施等，这种多因素的决策，就需要我们理论模型的支撑，后台层次分析或因素分析模型的决策应该与设计师的经验判断相辅相成。

图二 济宁都市区交通期望分布图

4.2地形分析

地形分析是道路设计方案阶段比较重要的一环，以往设计往往是二维平面的通过道路分析初步确定道路高程趋势，在山地地形中尤为突出，例如，局部地段需要填方还是架桥，需要削坡还是护坡。通过不同方案的技术、造价对比确定合理的方案。另外，微地形分析可以更好的确定排水分区，排水走向，从而确定雨水坡度，管径等。

图三 九顶山片区地形分析图

在方案设计中，往往缺少详实的地形数据，我们可以借用卫片的属性数据，联机地图，创建地形图曲面，通过卫片内置联机地图功能，下载获取各地高程及卫图数据。

图四、联机地图功能转换图

4.3道路设计

TIM技术的在进行完交通流量预测，地形分析后，下部工作就是具体的道路工程的设计工作，包括道路三维方案设计、道路施工图设计、交通设施施工图设计等模块。应该以交通模型为基础，以数据信息为载体，覆盖道路设计生命周期的全过程解决方案。各模块之间平台统一，数据存储统一，专业间协同流畅，能够有效的辅助设计师建立和管理道路设计生命周期模型、快速生成符合国内习惯和规范的施工图。适用于包括高架、下穿、市政立交和公路立交等在内的各级公路、市政道路的设计及出图。特点包括数据基于同一设计平台产生，具备完全互通性；一次设计、两种成果；设计即建模，完成道路模型以及施工图绘制；增强互联网功能；在线同步备份恢复设置信息等；装配式道路设计理念；道路设施构件化、组件方案模板化；TIM数据库管理各种设计成果；道路方案设计，施工图设计，交通设施设计三个场景无缝切换；设计数据可与其它BIM软件协同交换。

图五、模块化设计

4.4智慧交通

整个城市道路建设设计可通过TIM对道路建设中所有的地下、地上硬件设施进行合理布局，提前解决各种设施带来的重复投资和施工中资源的浪费。通过TIM技术让交通中所有参与的硬件结合软件真正的动起来、活起来、变成一个真正生命体系。TIM将交通建设中的硬件整合起来，通过3D动态可视化模型变成一个硬件智慧大平台。通过TIM的道路设施管理和TIM的智能交通管理将TIM智能交通融入智慧城市管理中。

图六、多专业数据合模

5、结论

TIM系统应该是个从宏观、中观到微观的海绵体，大可以和智慧城市衔接，小可以精致到道路精细化设计，不仅仅是道路交通相关阶段的无缝衔接，更要为其他市政管线设施预留开口，从而做到宏观规划，精细化设计，专业化协同，全生命周期式管理。全要素、全过程的TIM系统需要各个部门、各个专业的协同与配合。目前从国内发展来看单独一个领域发展迅速，而要整合全要素资源不仅需要政府来主导，更需要市场来引领。TIM是设计理念一种飞跃，更是一种虽然暂时有一定阻力，但是道路交通规划、设计、运营走向TIM是必然趋势，需要我们不同行业、不同部门的共同努力。

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