大规模现代化计划

大学大道位于美国爱荷华州锡达福尔斯市繁忙的社区，是一条重要的六车道高速公路，长约两英里，每天通行的车辆有两万多辆。该道路已有60多年的历史，路面状况恶化，交通事故率比该州平均水平高出20%。道路没有人行道和自行车道，而且已超过使用寿命。随着公众要求改善道路状况、提供非机动车道和刺激经济发展的呼声越来越大，锡达福尔斯市启动了一项总投资为3890万美元的计划，以改造和振兴这条道路。项目标准包括改善交通流量，提高安全性，确保自行车和行人的通行和流动性，提供与现有网络兼容的“生活街道”，促进商业通行，并最大限度地减少资本投资和运营成本。

Foth Infrastructure and Environment受聘为该道路制定综合交通规划，涉及从初步工程设计到最终设计和施工的各个阶段。为了更好地满足该市的优先要求，Foth引入了该州少用的创新设计元素，包括环形交通枢纽，减少车道和适应多模式出行的完整街道方法，所有这些都要受到公众的严格监督。Foth高级客户经理Aaron Moniza说道：“我们的概念开发和设计过程必须准确可靠，要经得起公众监督。”面对广泛的公众参与和紧张的工期，再加上需要协调多个阶段和团队的技术和工程挑战，该组织需要集成的数字化应用程序来满足城市和利益相关方的需求。

协同的数字化工作流

过去5年多来，Foth的100名成员分散在7个办事处，拥有合适的沟通和设计应用程序非常重要。Foth与锡达福尔斯市进行密切合作，利用多种数据采集能力，包括无人机和移动扫描，以快速准确地收集数据。项目团队通过建立三维模型和基于ProjectWise的开放式互连数据环境，将工程数据投入使用。Foth利用OpenRoads、OpenFlows和STAAD为道路、坡度和公用设施创建多专业三维模型，并支持路权获取和施工估算。Bentley的土木、公用设施和结构应用程序用于交通建模、廊道模拟、公用设施协调，并将信号交叉口与环形交通枢纽进行比较，这促进了协同式工程流程。这些流程可以快速分析众多设计方案，从中确定最佳的道路解决方案。

协作式和有效共享的模型和工程数据对于满足紧张的工期要求和开发具有成本效益的设计方案至关重要。Bentley的开放式应用程序简化了工作流程，促进了协同设计落地，从而满足工期要求。集成的数字化平台帮助团队远程管理数据，实现文档管理和工程流程的一致性，同时还为设计变更管理提供可追溯性，以便在几小时而非数周内发现和修复问题。现场工作人员通过移动设备访问现场的项目数据和模型，能够快速回答问题并远程开发解决方案。利用互连数据环境，可实时访问所有项目数据并简化数字化工作流程，从而加快设计、优化客户审查和决策，并促进高效的公共关系。

最大限度发挥模型潜力

单一三维模型提高了设计过程的准确性和效率，无缝集成了全球的众多设计师和咨询师。

智能参考模型便于进行虚拟测量和碰撞检测，解决了200多处公用设施冲突。项目团队基于该模型与11家公共和私营公用事业公司协作，在施工前重新安置地下和架空基础设施，其中包括调整超过两英里的主要通讯设施。三维模型有助于各方之间的协作，找出冲突并实现可视化，同时还能降低施工过程中的延误风险。

Foth还扩展了数字化工程模型，用于优化客户审查和审批流程、公众参与和施工招标。团队使用LumenRT和 MicroStation创建廊道模型的动画虚拟演示，这些演示有助于锡达福尔斯市直观了解廊道的改善情况和交通模式，同时展示设计意图，以确保项目获得支持和批准。Moniza解释道：“信息丰富的三维模型和可视化效果成为项目会议、一对一访谈、执行摘要、项目网站和公众教育中不可替代的演示功能。”三维数字化解决方案成功提高了该项目的知名度，塑造了正面的形象，最终获得了积极的公众反馈，并在加强公共关系方面节省了1000小时。

提供的三维模型也是项目投标包的一部分，确保三个阶段施工投标全部准确无误。通过支持承包商访问三维模型以及高质量的施工文件，使中标价格低于最初的估算。最终总施工成本比合同总投标额低3%，为锡达福尔斯市节省了50多万美元。

Foth将三维模型建立为数字孪生模型，当现场人员在现场发现并解决潜在问题时，数据可在模型之间流通，从而改善了施工阶段。除了施工之外，数字孪生模型所包含的工程信息将为未来的运营和资产管理提供重要价值，这些数字资产可以智能地传递关键信息，提高性能。

集成的应用程序带来效益

Foth使用数据可互用的技术，对于加速设计和简化审批流程至关重要。例如，OpenRoads排水模块的设计数据可直接导出到StormCAD®，用于高级网络建模。这种做法通过将所有内容整合到一个模型，简化了水力计算，提高了设计速度，并使决策和审批更加合理。该设计能够在多年期设计计划中保持正常运行。Bentley的集成应用程序有助于模拟实景环境，确定最佳设计解决方案。这些应用程序帮助Foth在设计阶段的最后期限前获得了利益相关方的全面认可，并将设计周期从三年缩短到一年半，节省了1600个小时的设计时间，提升了效率。

设计阶段所节省的时间显著加快了整体项目进度，使Foth能够满足施工和城市发展进度，同时交付高质量的项目。虽然工期紧迫，但施工提前了整整一年，预计总投资回报为65万美元。在互连数据环境中使用Bentley开放应用程序，可以改进项目各阶段的交付成果，最大限度地提高流动和分散团队之间的协作和工作效率，并优化与城市、公用事业公司和社区利益相关方之间的沟通。Foth现在拥有互连数字化解决方案，可以立即访问所有工程和项目数据，有助于简化沟通，将Foth的交互效率提高50%，并赢得公众信任。

数字化解决方案推动转型

Foth开展创新设计，在城市商业走廊建设六个多车道环形交通枢纽，这在爱荷华州尚属首次。锡达福尔斯市和社区对环形交通枢纽作为交通解决方案的可行性持保留态度。为了获得支持，Foth提供了数字模型和信息丰富的三维视觉效果，提出了成功的解决方案，从社区角度展示了设计概念，加快了新的环形交通枢纽的审批，并为锡达福尔斯市和公众增加了效益、节约了成本。新设计提高了安全性，将伤害事故减少了89%，节省了190万美元，缩短的出行时间相当于每年节省100多万美元。

Foth首席土木工程师Molly Long表示：“我们谈论技术，但归根结底，这与人有关。”

除了环形交通枢纽，变革性的设计还包括人行道和自行车道，以及长凳和景观，为驾驶员、骑行人员和行人实现更高的安全水平。新的多式联运网络将提高就业和服务的连通性，支持劳动力发展，促进社区振兴。Foth安全且经济的现代化设计为锡达福尔斯市的公众带来了投资回报，预计在未来25年内为社区节省3200万美元。大学大道的改善推动了经济发展，改变了社区面貌，19处房产已重新开发，30%的廊道准备在未来重新开发。