公路BIM调研总结之一公路BIM平台对比与选择
公路BIM平台及解决方案的调研总结之一
公路BIM软件平台对比与选择
【本文在交通运输部公路与水运BIM技术政策相关调研工作的基础上，对目前与公路行业BIM解决方案相关的软件厂商、CAD平台与软件产品等情况进行调查说明；并在阐述分析公路工程专业特点和面临困难的基础上，从适合公路行业专业特点与技术现状出发，就BIM平台选择、公路BIM解决方案对比等进行分析论述；最后总结了笔者对公路工程领域BIM 技术发展的观点与认识。】
本文重点对国际范围内各大工程软件厂商及其工程CAD和BIM软件平台进行综述和介绍，并对公路勘察设计阶段BIM软件平台的选择进行分析论证。
一、美国奔特力工程软件（Bentley）
1.概况
美国奔特力工程软件公司是世界范围内具有较强影响力的国际性工程软件供应商。该公司提供的针对工程勘察、设计、咨询和养护管理等的软件产品和解决方案，在全球范围享有一定的知名度。在自主开发的基础上，该公司还重点通过商业并购的方式，拥有各类工程软件产品上百种之多。据了解，曾经一度该公司通过并购方式，拥有道路设计的相关软件产品甚至多达十余款产品，如：MXroad，GeoPAK，Inroad等。由于奔特力发源于美国本土，该公司与美国各州之间的结合较早、较为紧密，因而奔特力提供的工程软件产品在北美地区，尤其是美国和加拿大等部分国家和地区得到了政府部门的认可，有不少州府明确该公司的部分工程软件解决方案作为某些特定专业和方向的指定软件。
奔特力软件进入中国市场的时间有数十年了，但是在中国公路勘察设计市场，无论是CAD平台，还是各类专业CAD软件，均不能算作是成功的。笔者调查，在公路勘察设计行业中奔特力的用户群体，应该主要来源于该公司收购北京跨世纪桥梁CAD软件所带来的对应部分的用户而已。
2.CAD平台
MicroStation是奔特力公司最为核心软件，也是该公司提供各类工程设计的CAD基础软件平台。奔特力针对各类工程包括道路设计的软件产品，均是以MicroStation作为CAD平台的。 MicroStation CAD平台自 1986 年推出以来，其可靠的性能及有助於业界合作的特性便获得了使用者高度的赞誉。MicroStation 及其为各种E/C/O 专业人士之特殊需求所设计的规格化“工程构造”，是所谓“电脑辅助设计”的延伸。该软件为永久资产所设计的 3D 模型及其所有组件都是实物的电子模拟。从资产的设计、工程、施工到运作，资产的所有资讯和构造都在这个模型里头。
MicroStation CAD平台起源于早期的图形工作站，因而，在业内一般认为该CAD平台在多任务处理、大图形数据处理方面的能力，要强于autocad等CAD平台软件。尽管MicroStation CAD平台在北美地区尤其是美国和加拿大的部分州府，作为政府指定类的工程软件，但是在世界范围内，由于美国欧特克公司的autocad CAD平台软件技术发展更快、易用性更好，二次开发的支撑技术更为全面等原因，欧特克公司的autocad CAD平台在全球市场的占有率远远高于奔特力公司的MicroStation CAD平台。当然， MicroStation CAD平台也是支持一定的二次开发的条件的。
据调查，目前在国内工程勘察设计行业中，autocad CAD平台占有决定性的优势和使用率，而MicroStation CAD平台仅仅在水电工程、地形图测绘等相关少数企业中有所应用。而且，由于欧特克autocad CAD平台的开放性优势（主要指二次开发的接口和能力方面），MicroStation CAD平台的这一应用群体，还有逐步缩小的趋势。在道路（公路和市政）工程勘察设计行业中，当前几乎很难找到在大面积使用MicroStation CAD平台的企业案例的。
二、美国欧特克软件（Autodesk）
1.概况
美国欧特克公司是目前全球范围内规模最大、产品涉及面最广、最具影响力的两维、三维设计和工程软件供应商，为制造业、工程建设行业、基础设施业以
及传媒娱乐业提供卓越的数字化设计和工程软件服务和解决方案。作为世界上最大的软件公司之一，Autodesk 的用户遍及 150 多个国家。欧特克公司从其核心工程CAD平台软件—autocad出发原本是一家针对工程设计CAD的软件厂商，后陆续通过并购等方式，已经成功涉足到传媒娱乐业解决方案等多个领域。该公司的autocad CAD平台是目前世界范围应用最为广泛、支持二次开发能力最强的CAD平台。在中国市场，autocad平台几乎占领了所有工程勘察设计行业，甚至包括机械、服装等工业设计等行业，而且被这些行业的用户群体所熟悉和接受，在市场占有率方面处于绝对的优势位置。
欧特克公司是工程BIM理念与技术推广的代表者之一。当前在国内国际范围内，工程建设行业对BIM技术的关注可谓空前，欧特克公司便是其中最主要的推动者。在国内，自2010年左右开始，欧特克公司联合中国勘察设计协会等组织，连续举办了多届工程勘察设计行业的BIM设计大赛。以高认可度的“BIM技术实现工程建设行业可持续发展”等主题，给工程行业注入了“BIM技术”的新理念和思维。理念营销不愧是国际一流跨国公司的一大法宝，通过“BIM计划”欧特克公司除了获得全球工程设计新技术行业领导地位之外，还大幅度提高了该公司Revit等系列软件产品的知名度和市场优势。
2.CAD平台
autocad 是欧特克软件公司的最核心的二维和三维CAD平台。该软件是世界上最早针对个人计算机的CAD绘图软件。经过二十余年的持续改进和开发，autocad平台功能日趋强大，易用性强，用户覆盖到工程设计、工业设计乃至娱乐业等各行各业的设计与图纸处理中。最值得关注的是：该CAD平台提供有开放性极强、功能强大的二次开发接口环境，使得国际范围内各行各业，均基于该CAD 平台开发了不计其数的各类专业辅助软件或绘图工具。。该软件输出的电子图纸文件格式（DWG格式）甚至已经成为世界各国工程行业之间通用的数据成果提交样式。
除了世界上不同行业在autocad Cad平台进行不同层面的二次开发之外，欧特克公司也基于autocad CAD平台，开发了针对土木工程设计行业的autocad Civil 3D软件，以及侧重于地图绘制、土地规划等GIS应用领域的autocad Map 3D软件等。
尽管有人对比认为，autocad Cad平台在处理大数据（例如公路行业中经常出现的大范围数字地形图数据、数字地面模型数据等）存在一定的底层瓶颈，认为该软件系统架构难以满足海量数据和模型处理的需要。但是，随着64位操作系统的普及应用，以及计算机内存空间等的快速提升，计算机硬件方面综合性能的提升，似乎有效弥补了autocad CAD平台在该方面问题或瓶颈。有人认为：奔特力公司的MicroStation CAD平台本身更适合处理大数量，更适合于工程的三维设计，但是基于明显的易用性、二次开发能力、市场占有率以及技术升级更快等优势，autocad CAD平台在全球的普及率和应用更为广泛。其在国际范围内各行业、各领域的市场占有率均是奔特力公司的MicroStation CAD平台无法撼动的。据了解，在北美地区原本政府直接指定采用MicroStation CAD平台的政策也在逐渐发生变化，采用autocad CAD平台也逐渐被一些州府所接受。
三、法国达索软件（Dassault System）
1.概况
达索公司是法国著名的软件公司和全球领先的3D设计软件、3D数字化实体模型和产品生命周期管理（PLM）解决方案供应商，该公司的主要产品是CATIA 软件系统。该系统是一个专注于将3D体验用于计算机辅助设计、工业生产和产品信息管理的系统，是一款世界范围内主流的CAD/CAE/CAM 一体化软件。根据达索公司的材料，CATIA软件最早是针对大型飞机设计的专用三维软件工具。CATIA软件广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子\电器、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。采用该软件设计的产品从大型的波音747飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒，几乎涵盖了所有的制造业产品。
2.CAD平台
达索公司提供的核心软件是CATIA 三维CAD平台。该软件是蜚声在外、功能强大的工业设计CAD/CAM平台，基于该平台可以方便地设计和建立工业产品及机电设施中各类复杂的模型和对象，并可以拓展到工业制作的全过程。但是，非常
明确地是：CATIA软件开发与应用针对的是工业制造行业，并不是土木工程行业，近年来该公司根据市场发展的需要，也在逐步向土工工程行业进军。
四、广州中望软件（ZWCAD）
1.概况
广州中望软件公司是国内自主开发CAD平台软件的国产化软件公司。该公司致力于为全球用户提供世界级技术水平的高性价比CAD/CAM产品与服务，帮助用户以合理成本解决正版化的同时，最大化发挥正版CAD/CAM软件的应用效益。截止目前，中望系列软件产品已经销售到全球80多个国家和地区，正版用户突破55万，并赢得了宝钢股份、海马汽车、保利地产、中国移动等中国乃至世界知名企业的认可。
2.CAD平台
根据相关资料，中望软件公司最主要的CAD平台软件是基于国际开源的InteliCAD基础上开发ZWCAD软件。一般认为，ZWCAD在两维设计与绘图方面的功能是不亚于autocad的。对于小型的两维工程设计与绘图而言，中望公司的ZWCAD是完全可以满足设计与绘图需要的。但是，对于大数据处理和二次开发支撑方面，中望ZWCAD与AutoCAD尚存在一定的差距。
在市场方面，中望ZWCAD一直以较低的价位进行销售。据了解，ZWCAD在印度、东欧等国家有较大的市场和不错的销售业绩。在国内，有不少小型勘察设计单位和一定数量的大型勘察设计单位也曾经引进了ZWCAD。这不仅因为ZWCAD可以满足一般性的两维绘图、编辑的需要，而且可很好地实现与autocad等CAD平台的兼容问题。笔者认为，中望ZWCAD若希望在国内工程行业获得较大范围的应用，首要的任务是大幅度提升对二次开发软件的支撑能力。毕竟设计人员手工编辑、绘图的时代已经属于过去时了，从事各类工程专业设计，必须依靠各类细分专业的CAD解决方案的。
五、关于BIM平台选择
1.不存在同时服务于设计、施工与运营等阶段统一的BIM平台
由于BIM的理念涉及到从工程规划设计、建设施工到运维管理的各个阶段，而各个阶段必然存在侧重点的不同。设计阶段重在路线方案和相关构造物的结构与设计，必须进行设计成果（包括BIM模型和图纸等的）输出，因此，BIM平台的选择显然是不能脱离CAD平台环境的。建设施工阶段则侧重施工工序、进度与质量的管理，其BIM平台一般应该考虑基于GIS架构的环境条件；运维管养阶段则侧重道路和相关设施的检测、维修与养护信息积累。根据欧美发达国家的工程建设与管理的发展经验，这一阶段的BIM平台必然需要与GIS环境密切结合。纵观世界范围内工程建设与管理的技术发展现状和趋势，以及各大工程软件企业所提供的BIM解决方案，显然是不存在一个从规划设计、到建设施工、再到运维管养各阶段统一的、通用的BIM软件平台的。
因此，规划设计阶段的BIM平台必然只能是从工程设计需求出发来选择的，必然也只能是支持一定三维功能的CAD平台了。根据上述对奔特力、欧特克以及达索等大型CAD平台相关技术及市场应用情况的调查总结，公路规划、勘察设计阶段的CAD平台可选项仅仅限定于奔特力公司的MicroStation平台和欧特克公司的autocad平台两者之间了。
2.公路规划与勘察设计阶段的BIM平台只能选择autocad
而正像前述调查说明的情况，autocad CAD平台无论是在市场占有率、用户认可度方面均远远高于MicroStation CAD平台的。目前，在国内无论是在公路勘察设计领域，还是市政工程设计企业中，MicroStation CAD平台的使用率几乎是零。尽管奔特力及其代理厂商不遗余力地在国内公路、铁路等勘察设计企业中推广其基于MicroStation CAD 平台环境的专业设计和BIM解决方案，但是在当前数据共享互联密切的背景下，我们难以想象：只有一两家企业采用MicroStation CAD 平台，而其他均采用autocad CAD平台的局面的。因为采用MicroStation CAD 平台的设计企业，必然会存在与同类企业之间、同一企业不同专业之间的数据交流、转换、沟通与共享的困难。实践证明，最终发展的结局只能是少数逐渐被多数所取代和同化了。
在公路行业中，与CAD平台选择相关的最值得我们借鉴的案例就有两个。一是中交一公院最早推出的公路辅助设计软件（HEAD）的国产自主CAD平台与autocad平台的案例；二是发源于德国本土以严谨、专业功能强悍为代表的card/1自有CAD平台与autocad平台的案例。尽管在十余年前，HEAD软件和card/1软件在当时均具有较强的专业辅助设计功能，能够解决公路勘察设计中的多项专业需求，但是随着CAD平台技术的飞速发展，HEAD国产的CAD平台和Card/1自有的CAD平台均逐步走向了颓势或者消亡。CAD平台间接成为了这些专业软件未能持续发展的决定性因素。尽管Card/1软件还在后期陆续推出了部分与autocad进行图形交互的模块与功能，以提高因CAD平台引起的设计图纸成果的差异性和交互的便利性。另外，即使一家企业的路线设计人员能够采用Card/1软件完成路线设计，而路基、桥涵、隧道、交通工程、工程地质等相关专业却采用其他CAD平台时，同样存在数据交换和沟通方面的问题的。随着时间的推移，今天在公路勘察设计企业中，仍在采用Card/1软件的单位在全国范围也不过1-2家而已。而作为软件企业，没有了用户，自然就没有了一切了。
长期以来，autocad CAD平台提供的二次开发接口功能一直是各领域工程软件企业所津津乐道的优势。Autocad提供的ARX二次开发接口模块，具有开放、灵活、支撑最新软件开发技术等优势，不论是公路工程、市政工程，还是建筑、水电等行业中，拥有最大量的基于autocad CAD平台的工程细分专业解决方案和开发商。而恰恰正是这一点，致使奔特力公司和欧特克公司共同在中国市场打拼数十年以来，即使奔特力CAD平台一度长时间免费提供用户使用的前提下，MicroStation始终无法挤占欧特克公司autocad CAD平台用户群体的关键所在。例如：当奔特力公司的营销人员在推广MicroStation CAD平台时、或者广州中望公司在推广其国产的中望CAD平台时，公路勘察设计企业的用户必然会问道：纬地软件能否支持其CAD、并在其平台上运行吗？如果纬地软件不能支持，那么引进其他CAD平台就没有实际用途了。
尽管还有人反馈MicroStation平台相比较autocad平台更适合于大数据量操作和支持三维模型编辑，但是绝对性的市场占有率优势和众多的二次开发专业软件配套等优势，决定了BIM平台的选择必然是autocad。而且，随着计算机硬件、内存空间、CPU运算速度以及64位操作系统更大的数据吞吐量等的快速提
升，致使许多以往单纯需要软件技术解决的数据处理总量等方面的问题会迎刃而解的。至于支持三维模型处理与编辑等能力方面，则属于具体的软件内部技术问题，不仅是仁者见仁、智者见者，而且由于工程BIM模型最终的创建与修改，必将更多依赖于专业定制的软件，而非BIM平台自身了。
编写说明：
1、以上对相关软件和BIM解决方案的分析和总结，主要是从公路勘察设计和BIM应用角度出发，因
此，未重点涉及其他工程行业、以及公路建设与运维期阶段的情况。
2、本文对BIM平台和解决方案的分析论述，重点是从公路主体工程及相关结构物与设施的角度去调
研分析的，未重点考虑公路建设项目中可能涉及到的部分房屋建筑、机电设施、以及地下管廊等
工程需要。
3、本文对相关企业、软件产品和BIM解决方案情况的调查分析，仅仅从对相关技术调查研究的目的，
仅代表本文笔者个人当前的认识和观点，不代表纬地软件、任何单位或组织的观点。
4、限于个人认识局限，以上内容可能存在内容和分析不够客观、全面的地方，欢迎浏览到本材料的
专业人士批评指正。
Mountain于
2016年11月14日