BIM技术在轨道交通工程中的应用探讨

曹冠杰

摘 要：随着城市轨道交通的快速发展，建筑信息模型技术（BIM）在轨道工程的设计已有广泛的应用。对BIM技术在轨道交通工程中的应用进行研究，是发挥其应用价值，改善轨道交通工程设计与管理等不足的重要基础。文章从多角度去研究BIM技术的应用，目的在于实现轨道交通工程设计与施工的顺利完成。

关键词：城市轨道交通;BIM技术应用;工程设计与管理

引言

2010年以来，国内的建筑信息模型（以下简称BIM）技术在各行各业中均开展积极研究和应用。随着BIM技术在城市轨道交通工程中的应用， 它可以发现并解决很多传统综合管线无法解决的问题。

1 BIM 技术含义及特点

BIM技术的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。它具有可视化、协调性、优化性三大特点。

1.1 可视化

BIM技术的可视化效果是区别于传统CAD技术最显著的一点。将传统的二维线条构件形成三维立体模型，根据大原则空调管线走最上方，其次强电，其次弱电，设计将管线排布、空间走向及设备构件等转换三维成果，辅以局部剖面及局部轴侧图，更清晰的呈现管线关系。同时还可通过浏览，慢走等多种仿真手段指导施工。

1.2 协调性

因BIM技术的核心理念就是项目的参与方，从业主开发初期到后期物业管理，可以共同参与项目全生命周期管理。在目前的开发阶段，城市轨道交通大部分属于地下车站，由于地下车站本身存在造价高、结构体系复杂、机电设备专业系统繁多、管线布局交错复杂的特点，现场常出现管线之间、管线与结构构件之间發生碰撞的情况，给施工带来麻烦，影响房间及走道净高空间，造成返工和浪费，甚至存在安全隐患。因此在设计阶段处理好各专业管线空间排布关系，并在施工阶段能够以三维的方式指导施工，对于保证城市轨道交通工程质量与项目经济性相当重要，BIM技术可满足各专业对模型的深化要求并即时与各专业进行有效的沟通，即时调整发现的所有不合理的设计内容，对各专业进行全面协调。

1.3 优化性

管线综合设计对于城市轨道交通地下空间的形成至关重要，作为城市轨道交通设计中专业涉及最广、信息量最多的设计，设计不仅仅满足管线综合设计的合理性，同时需根据实际情况针对空间的要求进行优化排布，精确控制净高及吊顶高度，优化各专业之间的统筹，减少不必要的材料浪费。

2 BIM 技术在轨道交通工程中的应用实践

2.1 BIM技术在前期规划中的应用

轨道交通工程涉及范围广，工程周期长，在前期规划工作中应用BIM 技术，可以从可行性研究角度出发，创建以城市轨道交通工程为中心的三维模型，模型中包括轨道交通工程中的所有元素，如地质条件、线路设计以及管线规划等。以线路设计为例，借助BIM三维模型，可以及时展示轨道交通工程周围的环境以及既有建筑等内容，帮助轨道交通工程顺利完成选线设计分析，同时合理布置站位。车站规划中，在BIM技术的协助下， 可以完成线路总体布局，尤其是在虚拟现实技术的辅助下，可以结合地理信息系统的应用实现轨道交通工程的精准测量，确定车站的位置。从道路红线、轨道交通周围建筑以及施工范围等方面，BIM技术的应用可以帮助设计人员及时掌握规划实施可能存在的限制性因素，同时完善车站总体规划布局计划，及时确定车站埋深以及建设要求、规模等。

2.2 BIM技术在可视化设计中的应用

在轨道交通工程的设计环节，可视化设计是BIM技术的重要应用。BIM技术应用中，可以以可视化设计为基础及时创建轨道交通工程的信息模型，以三维模型协助轨道交通工程设计人员，对地形、地质以及周围环境等因素进行全面的掌握与分析，同时从功能性角度出发对轨道交通工程展开一体化设计。三维实体模型设计能够协助设计者全方面地进行方案设计，为城市轨道交通设计与施工提供了方便。三维模型从很多方面做到了可视化，使轨道交通工程设计具有直观性、可靠性、全面性的特点。

3 BIM 技术在建设施工阶段中的应用

3.1 管线迁改

工程处于市区，场地狭小，对施工单位的工程管理能力提出了较高要求。在施工前期，基于前期建立周边环境及地下管线模型，进行管线迁改模拟，输出管线迁改工程量，评估管线迁改方案经济性、合理性，辅助建设单位决策。

3.2 场地布置

根据建设单位统一的标准化文明施工场地要求，进行场地布置模拟， 有效提升现场文明施工水平。

3.3 BIM+进度管理

地铁车站的施工需要多个专业和工种进行交叉施工作业，组织工作难度大。在工程复杂节点的施工前技术交底和作业过程中的协同作业协调都是地铁车站施工管理上的主要难题。在地铁车站工程中使用基于BIM技术的施工模拟，把工程的施工进度与三维空间模型进行关联，在施工准备阶段进行工程的施工模拟，对工程中的每一个构件进行空间和时间两个维度的定位，提前发现可能会遇到的问题并及时调整，借此实现动态、实时、可视的模拟地铁车站建造过程。提前对施工错误环节进行检查和预防，合理划分施工区段，有助于节约工期。

3.4 BIM+质量管理

在地铁车站工程中使用BIM技术对施工的质量进行事前、事中、事后三个阶段的控制。在项目施工前搭建三维信息模型的过程中核查工程图纸的设计错误和漏洞，协同工程设计单位对设计进行修改，同时在这个过程中找出施工时的重点和难点，提前准备，保证工程质量得到控制。进入实际施工阶段后，使用三维可视化模型进行技术交底并作为施工质量控制的基础，在局部细节和整体工程上全面进行质量控制。最后在工程竣工时， 进行三维信息模型的交付和质量验收。

3.5 BIM计划以及团队建设

在轨道交通工程中应用BIM技术时，要注重打造专业的BIM团队，及时优化团队结构，细化管理层级，为团队结构的完善与BIM技术作用的发挥创造有利条件。BIM技术应用团队建设中，应确保每个单元项目团队的专业性，尤其是对信息技术的掌握，可以定期组织专业培训，培养团队正确的责任意识与团队意识。建立BIM技术团队后，应合理安排工作人员， 使团队分工合作，在各专业工作人员的相互配合下完成项目处理工程，并且制订详细、科学的备选方案，以专业的BIM团队提高轨道交通工程施工与管理质量。

3.6 软件方面问题的解决

轨道交通工程施工中，BIM技术的应用需要成熟、稳定、安全的软件体系予以支撑，其中，常用软件为REVIT，但是，该软件隶属于美国公司，其在我国的应用，尤其是在轨道交通工程中的应用缺少本土化特色， 导致在实际应用中需要面临一些软件兼容性等问题。另外，该系统应用中对所有标准要求都十分严格，尤其是计算机硬件方面，并且软件操作的便捷性不够，加上地域差异影响，数据库与我国建筑常用模型数据存在一些出入。因此，为了更好地发挥BIM技术在轨道交通工程中的作用，必须加大对软件的研究力度，为BIM技术应用提供更好的条件。

4 结语

综上所述，对于轨道交通工程，BIM技术的应用可以提高设计阶段的工作效率，优化设计方案。虽然很多方面还处于探索研究阶段，但是已经从多个角度将轨道交通工程的管理认知局限打破。5G以及人工智能等技术为BIM技术在轨道交通工程中的应用提供了有利条件，未来，轨道交通工程中BIM技术的应用空间将越来越大。

参考文献：

[1]陈功.等信息技术在工程图学实践教学中的应用分析[J].科学与信息化，2020，（1）：121-123.