BIM 技术在城市轨道交通工程中的应用

张红薇

（中国铁路设计集团有限公司，天津300000）

1 引言

城市轨道交通工程具有复杂性和系统性的特点，在规划设计和施工建设的过程中，容易出现问题，而且工程中需要用到的工艺技术较多，任何一个环节出现问题都会对工程整体的进度和质量产生影响。BIM 技术的应用，能够对轨道交通工程建设中存在的问题进行有效解决，保障工程的建设效果[1]。

2 BIM 技术概述

BIM（Building Information Modeling），指建筑信息模型，其本质是多维模型信息技术，在工程设计、施工建造以及数据管理中可以发挥非常显著的作用，能够通过对工程数据信息模型的整合，确保数据信息可以在工程全生命周期内实现传递和共享，为工程技术人员的决策制定提供可靠支持，促进工程施工效率的提高，在节约成本方面同样有不可忽视的作用[2]。

在城市轨道交通工程中，BIM 技术的合理应用能够确保所有的参与主体可以在工程建设的不同阶段，借助BIM 模型完成数据的共享，对工程项目进行建设与管理。以BIM 技术为支撑，城市轨道交通工程建设的参与主体可以从成本、质量、安全、进度等方面，对工程进行模拟分析，实现专业协同以及精细化管理，保障工程决策的科学性，减少规划不当或操作错误引发的风险及返工问题。以BIM 技术为基础，实施城市轨道交通工程管理，可以最大限度地保证各种基础数据的完整性、准确性和透明性，从工程全寿命周期的角度控制资金风险，而且BIM 技术还支持能耗管理、空间管理、资产管理、虚拟模拟等，能够为轨道交通工程的运营维护管理提供便利。

3 BIM 技术在城市轨道交通工程各阶段的应用

在城市轨道交通工程中，BIM 技术有非常广阔的应用前景，在工程规划、设计、施工以及后期运营等方面都有良好的应用效果，例如，借助模拟功能，可以提前模拟工程的施工流程，提高效率和质量的同时，减少返工问题；借助数字功能，可以保证轨道交通运营管理的信息化和智慧化。当现有管理手段无法很好地满足城市轨道交通建设需求时，BIM 技术可以从规划、设计、施工以及运营4 个阶段对BIM 技术在城市轨道交通工程中的应用情况进行分析和讨论[3]。

3.1 在规划阶段的应用

规划阶段，可以利用BIM 技术对轨道交通沿线的空间进行模拟，通过输入调研数据的方式得到可视化模型，帮助设计人员对车站空间布局的合理性以及车站位置设计的科学性进行分析，进一步优化布局，对其中存在的问题进行处理。借助BIM 技术，还可以结合车站所处的地理位置对客流进行动态仿真模拟，使规划部门能够直观地看到轨道交通的客流信息，明确客流分布状况，为工程总体设计和细节规划提供参考依据。另外，以BIM 模型为支撑，轨道交通的各类运营指标都可以得到明确，如日客运流量、轨道线网平均运距、线网规模等，配合模糊决策或层次分析的方法，能够就多种方案进行对比，确定最佳的规划方案。

3.2 在设计阶段的应用

BIM 技术在设计阶段的应用体现在很多方面，如模型构建、结构分析、协同设计、碰撞检查等，要求工程设计人员能够借助BIM 技术和专业软件的相互配合，完成各个专业的设计和模型构建，提高设计过程的协同性。对于城市轨道交通工程，设计阶段的重要性毋庸置疑，其能够直接决定工程的施工效果和功能发挥，对于后续的项目招标、设备材料购置、施工管理等都有显著影响。在设计阶段，通过对BIM 模型的构建，设计人员能够将设计意图准确地表达出来，为沟通提供方便，而三维空间技术有助于设计质量的提高。对于设计单位，合理运用BIM 协同技术可以强化不同专业之间的协同设计，最大限度地减少专业碰撞或错漏问题，配合相应的参数化设计以及性能模拟分析等功能，轨道交通工程的性能可以得到提升，设计成果也能持续优化，更好地适应绿色工程以及可持续发展的客观要求。不仅如此，配合BIM 技术的3D 可视化功能，设计单位能够更好地与业主方、供应商、施工单位等进行沟通，提升沟通效率的同时，准确把握业主的实际需求，确保设计环节信息管理和安全管理的有效性[4]。

3.3 在施工阶段的应用

借助BIM 技术的虚拟施工，能够得到可视化的结果，帮助施工人员更好地了解施工中可能遇到的各种问题并进行规避，减少返工的同时，降低成本和风险。BIM 的可视化、模拟性、仿真性等特征，使其能够很好地胜任城市轨道交通工程中的各种算量工作，也可以将施工技术方案通过三维动态的方式展示出来，搭配碰撞检查，可以发现工程施工的重点和难点，帮助施工人员更加深入地了解施工方案。

安全管理方面，通过对BIM 可视化技术的应用，可以对施工过程中潜在的风险和隐患进行展示，而三维交互场景下的虚拟现实技术能够就可能影响安全的因素进行模拟和分析，利用BIM 技术进行资源共享，保证了安全检查数据的完整性和准确性，制定的应急策略也会更加科学有效。

成本管理方面，利用5D 关系数据库，施工单位可以对成本数据进行高效的汇总和分析，使数据维护的工作量大大减少，而且效率更高，准确性更强，并且可以从多个维度对成本报表进行分析，为成本管理提供参考依据。

3.4 在运营阶段的应用

BIM 技术在城市轨道交通工程运营阶段的应用体现在2 个方面，分别是维修管理和能耗管理。在维修管理中，可以利用BIM 技术提供的列车运行信息、客流数据及维修记录等，也可以借助模型建设环节给出的设备编号，对相关设备的运行情况进行查询，及时消除安全隐患；在能耗管理中，通过BIM 与云计算、物联网等技术的相互配合，实施车站能耗分析，自动完成照明、空调等系统的调节管控，使车站能够实现智能化的能耗管理，在维持车站正常运营的前提下，实现能耗的降低[5]。

4 结语

在城市轨道交通工程中，BIM 技术的应用能够对很多疑难问题进行解决，实现对工程规划、设计、施工和运营的全生命周期管理，为工程的施工建设提供可靠保障。并且在新的发展环境下，BIM 技术与轨道交通工程的结合越发深入，能够创造出更高的价值，推动轨道交通行业的持续发展。