土木事業はその規模、投資額が大きく事業期間も長いため、その効率化・迅速化が強く求められており、そのためには測量調査、設計、施工及び管理のすべての段階において、三次元ＣＡＤシステムを開発・導入することが、喫緊の課題である。

土木分野における三次元ＣＡＤの活用は一部では実施されているが、機械等他の工学分野と比較してかなり遅れているのが現状である。その要因として、土木分野が自然相手のため三次元地形データをデジタル化して設計に活用する技術開発の遅れや情報共有形式の未整備によることが大きいと考えられる。ちなみに、土木分野に近い建築分野ではＢＩＭ（Building Information Modeling）という呼称で最近三次元ＣＡＤと三次元データの活用が推進されている。

現在我々は、二次元ＣＡＤソフトと表計算ソフトを活用することで、三次元データベースを作成し、それを基に土木設計、施工管理、三次元ＦＥＭ解析用データ作成等の支援を行ってきた。その過程で、三次元データを活用した設計や施工管理に多くの実績を持ち、業務の効率性や品質向上にその有効性を実感している。しかし、現時点では表計算ソフトを使用せざるを得ないため作業が複雑になっており、これを解決するために三次元ＣＡＤの中で三次元データを作成するシステムを開発する必要がある。ここでは、我々の実例を紹介すると共に、三次元ＣＡＤ開発とその普及への今後の道程を示す。

二次元ＣＡＤでは、平面図、縦横断図を描いたとき夫々のデータは独立しており、修正する場合関連する全ての図面を人の手により修正する必要があるが、三次元ＣＡＤでは、例えば平面データを修正すると、縦横断図も自動的に修正することができる。

数量等各種計算を表計算ソフトで実行する場合、二次元ＣＡＤでは変更数値を表計算ソフトに再入力するが、三次元ＣＡＤではＣＡＤ上で図面を修正した後、ＣＡＤデータを表計算ソフトに出力して自動的に数量等の修正を行うことができる。又表計算ソフトで数値を修正後表計算ソフト上のデータをＣＡＤに出力し図面を修正することができる。これらの概要を表２－１に示す。

我々の三次元ＣＡＤシステムの特徴は、既成の三次元ＣＡＤソフトではなく、表計算ソフトと二次元ＣＡＤを活用して様々な土木構造物設計の図面作成、数量計算等を行い、基本設計レベルだけでなく詳細設計にも対応でき、かつ設計変更や修 正に迅速に対応できることにある。したがって、設計検討業務では、構造物の配置形状等が決定した後、図面作成と数量計算を本システムで行うだけでなく、配置や形状を検討する手段として三次元ＣＡＤシステムを活用し、結果的に設計の最適化を得ることができる。

また、施工における出来高管理や出来形管理においても三次元データを活用することで測量や数量計算のスピードアップや効率化を図ることができる。

現在市販されている各種専用ソフトは設計対象物に限界があるが、我々のシステムは設計対象物に合わせて二次元ＣＡＤをカスタマイズすることで、道路、河川、ダム、港湾など全ての構造物に対応でき、また三次元座標を有しているために任意の断面図を簡単に作成することができる。しかし、現時点では技術者が二次元ＣＡＤと表計算の二つのソフトを使いこなせるようにトレーニングすることで設計等が可能である。

本システムの特徴を表３－１に、作業手順を図３－１に示す。また、設計の成果である対象物の立体的表示の例を図３－２に示す。このような立体図は設計成果を目で確認できるため第三者にも説明し易く、又データチェックとして活用することも可能である。

我々の三次元ＣＡＤシステムは二次元ＣＡＤと表計算ソフトを駆使しているが、本来はＢＩＭシステムのように三次元ＣＡＤシステムの中で三次元データ入力と図面修正を行える近未来型三次元ＣＡＤにする必要がある。近未来型三次元ＣＡＤの全体フローを図４－１に、仕組みの概要を図４－２、図４－３に示す。