BIM技术在轨道交通工程设计中的应用

石继斌

[摘 要]近几年我国的城市轨道交通在不断发展，BIM技术也在轨道交通工程的设计中得到了广泛应用。本文简要地介绍了BIM技术的涵义、特征以及在轨道交通工程设计中的发展趋势，并探讨BIM技术在轨道交通工程设计中的应用，最后总结和分析了BIM技术在轨道交通工程设计中应用的情况。

[关键词]BIM技术；轨道交通；应用

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.20.090

[中图分类号]TU17；U212 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2017）20-0-02

由于轨道交通工程具有建设周期长、施工工期短、工作量大等特点，所以在设计、施工、运营和管理方面都存在人员紧张的问题，稍有不慎就会出现工程拖延或者安全事故。如何在保证质量和安全的情况下提升效率是建设各方都要考虑的，而BIM技术的出现为解决这些问题提供了新思路。

1 BIM技术介绍

1.1 BIM技术的涵义

BIM技术即为建筑信息模型，其主要工作原理是以建筑物中的三维数字为载体，有效地连接建筑设计、施工以及管理等主要环节中的信息，贯穿于建筑物的每个生命周期中，从而使建筑物中的信息能夠有效集中和协同起来。

1.2 BIM技术的特征

首先，实现信息的高度集成。BIM技术主要借助数字信息实现对建筑物的有效模拟，其主要的工作原理是以空间关系、几何形状等多个方面的数字信息为依据，与此同时，还要重视设计过程中各种要素的视觉信息表达。除此之外，BIM技术还能对建筑施工中的所需材料和相关构件进行功能和性能的模拟，从而全面了解建筑物中的各种构件方式等信息。

其次，传递性强。BIM技术的基本特征表现创建数据的时候，能够有效保证数据的一致性和关联性。这就意味着，建筑物每个阶段的信息在后期一旦存在被更改的情况，BIM系统就会在第一时间作出反应，不需要人工再进行图纸处理。BIM技术的这个具有较强传递性的特征，能够保证工作过程的连续性，在工程的每个阶段将工作结果及时体现出来，从而可以有效提升建筑各个阶段的工作效率，从而进一步降低人工成本。

最后，能够最大化地发挥支持和协同的优势。建设过程中的各方使用BIM技术能够进行及时沟通，以此来达到实时监测的目的，提升建筑设计的品质和建设工作的水平。各方利用BIM技术可以创建三维建筑信息模型，并结合专业性质完成管线、设备等的碰撞测试，从而使整个团队的不同部门实现有效沟通。

1.3 BIM技术在轨道交通工程设计中的发展趋势

目前，我国对于BIM技术的应用和发展研究大多集中在民用建筑设计方面，在轨道交通工程设计方面的应用还几乎是空白。近几年，BIM技术逐渐被应用在城市轨道交通工程的设计中，主要体现在地铁车站和周边环境的可视化设计中以及管线、设备的碰撞测试。根据BIM技术目前的应用情况来看，未来在轨道交通工程设计的前期、施工、运营等方面都会发挥很大的作用，集中体现在三维可视化、分析优化、协同与资源共享方面。

2 BIM技术在轨道交通工程设计中的应用

2.1 BIM技术在前期规划中的应用

在城市轨道交通工程设计的前期规划中，各方要重视项目的可行性研究分析，要巧妙地结合BIM的思想创建城市交通的三维模型。创建的三维模型中不仅要包括地质条件、管线、建筑物等的特征，还要包含技术、人文、科学等学科的信息和资料。城市轨道交通工程设计，只有建立在这些信息的基础上，才能够实现轨道交通工程设计中各种信息的分析和核算。

2.2 BIM技术在可视化设计中的应用

在轨道交通的方案设计阶段，设计人员可以利用BIM技术创建三维建筑信息模型，帮助相关工作人员全方位掌握各种地形、道路和建筑物的情况，并结合一体化开发实现各种功能的有效分析。除此之外，在各个项目的不断发展中，设计方案也可以存在着多样化，不用局限在概念设计方案上。同时，BIM技术在轨道交通工程设计中的应用，可以帮助建筑师利用三维实体模型实现全面开发。再加上三维实体模型具有直观性、可视化、可靠性等特征，借助BIM技术可以进行有效沟通，最大限度地发挥BIM技术的价值。此外，BIM技术还突破了传统的设计模式，利用三维数字化对建筑物构件进行真实描述。

2.3 BIM技术在协同设计方面的应用

协同设计就是在设计单位局域网中，利用网络通信软件和各种数据信息建立通讯系统，其目的是帮助设计人员和管理人员在此平台的基础上，实现信息和文件的有效查阅和交换。而轨道交通工程的协同设计方面，就是利用BIM技术将建筑、结构和设备等集中在一个平台下，实现资源共享。除此之外，不同专业的人员还可利用BIM软件创造出专业的BIM模型，来实现和中心文件的连接，还可以在信息共享和同步后，实现信息的添加。

2.4 BIM技术在设计优化中的应用

建筑设计优化就是一个不断修改的过程，在BIM技术未应用之前，一旦设计出现变更，只能进行手工修改。这样的方式不仅耗费了大量的人力、精力和时间，还容易出现信息不匹配的情况，如果修改的过程中存在着一些不顺现象拖延至施工阶段，还会进一步导致工程延误或者返工。但设计人员通过利用BIM技术创建三维实体模型，就可以在很大程度上解决这个问题，由于设计图纸具有可视化特征，建筑师可以结合图纸的类型和需要调节三维视图下不同模型的界面。

由于BIM模型的所有图元构件都是建立在一定的关系基础上，有效地连接了图纸的视图和模型，保证了各个构件的一致性和关联性。因此，如果出现问题需要修改，BIM系统可以进行自动反馈，反映到相关的图纸和模型中，及时有效地进行变更。所以BIM技术在轨道交通工程的设计优化中，能够及时更新各个专业的详细信息，保证各个专业设计的完整性和协调性。这样的工作方式不仅能够降低工作人员的劳动强度和错误率，还能提升工作效率、节约成本。endprint

2.5 BIM技术在碰撞检测中的应用

BIM技术具有碰撞检测的功能，就是在BIM建筑设计模型的基础上，对机电专业的管线和桥架进行不断优化，调整标高以达到最佳效果。BIM技术的这个碰撞检测功能能够在第一时间对管线和设备等进行检测，帮助设计者获取更加直观的建议和信息，并指导他们进行有效布局。

3 BIM技术在轨道交通工程设计中应用的总结和分析

3.1 BIM计划和团队建设

BIM技术在轨道交通工程设计的应用过程中，首先要建立BIM团队，然后逐步完善BIM团队的结构，不断優化BIM团队的管理层级，这对促进BIM团队的建立有积极的作用。任何一个完善的团队，不仅需要完善的规章制度支撑，还需要工作人员各司其职、分工合作。另外，每一个项目的每一个单元都要由相应的专业人士组成，而且负责项目的人员必须是可以熟练掌握计算机的年轻人，同时还要对这些人进行长期的培训和教育，逐步提升成员的团队意识。在实际操练几个工程项目之后，团队成员就可以相互配合做出相关的备选方案。值得注意的是，BIM团队在建立的初期，要先从简单的小工程开始，其目的是要建立团队的信心。

3.2 软件的本土化问题

BIM技术的使用需要软件的支撑，而目前普遍使用的软件是REVIT系统，但该软件是由美国公司研发的，由于没有本土化，所以在使用过程中还存在一些问题，而且这款软件对于计算机的硬件要求特别高，使用时操作也不够简便。同时，该软件自带的数据模型和我国常用的模型也不相符，三维模型的展示效果也不够精美，鉴于种种原因，在没有更好的软件出现之前，设计师必须要习惯该款软件的相关操作。

3.3 族库文件的管理

在REVIT软件的使用过程中，所有的图都是通过族文件加载而来，这个作用类似于CAD中的“块”，族文件是由很多构件元素组成的，里面涉及很多参数，十分复杂。因此，REVIT软件的实际操作能力取决于建立的族文件的多少，丰富的族文件对于模型的构建有着积极的促进作用，而越复杂的模型就需要越多的族文件。所以大型的专业团队要根据实际情况对特殊的工程建立相应的族库，只有这样才能保证工程项目顺利完成，REVIT软件的优势才能真正体现出来。

4 结 语

目前，BIM技术在地铁方面的应用已经比较成熟，而在桥和隧道方面的经验还比较缺乏。从总体来讲，BIM技术在我国还处于起步阶段，在轨道交通工程设计中普遍推广还需要时间，但可以肯定的是在未来有很广阔的发展前景。

主要参考文献

[1]杨昭君，沈锐.BIM技术在轨道交通工程设计中的应用[J].门窗，2017（5）.

[2]张志永.BIM技术在轨道交通工程设计中的应用探究[J].山东工业技术，2016（13）.

[3]周鹏光，黄杰.BIM技术在轨道交通工程中的应用探索[J].武汉勘察设计，2015（12）.endprint