综合交通枢纽设计中BIM技术应用分析

丁丹

（重庆铁路投资集团有限公司，重庆400025）

0 引言

当前我国的城市化进程已经发展到了一个存量提质的增长阶段，在此背景下，城市空间逐步向着集约化、高密度、品质化的趋势发展。而作为城市发展建设中的一个重要基础设施，城市综合交通枢纽是实现城市空间开发、提高城市道路交通管理水平的重要条件。在进行城市综合交通枢纽的设计时应用BIM技术可以做到从总体把控全局，从而提高设计的准确性，确保设计的品质。据此，研究综合交通枢纽设计中BIM 技术应用十分重要[1]。

1 综合交通枢纽设计中BIM 技术应用优势

目前对于BIM 技术的应用，我国已建立了相关的政策体系和应用标准，这也使得BIM 技术在城市工程项目中广泛使用。对于城市综合交通枢纽的设计而言，其具有工程体量大、设计难度大等特点，如果采用传统的设计方式难以满足当前的设计要求，因此应用BIM 技术提高项目设计质量是大势所趋，分析其应用优势，具有以下几点：

1.1 实现精确设计与方案的优化

以往的综合交通枢纽设计中，多采用二维设计，其设计方式粗犷，对于一些设计死角而言，很难被全面关注，而综合交通枢纽的设计中又极易存在设计死角。

基于此，应用BIM 技术可以辅助相关专业进行精确地设计，从而完善设计内容。同时，应用BIM 技术可视化可以帮助设计师进行直观的感受，而这也有利于设计师在众多方案的比选中进行方案的优化。

1.2 提高协同设计质量与效率

综合交通枢纽设计相比一般的民用建筑设计，其包含了更多的专业内容，除了基础的机电等工程项目外，还包含了地铁、站场、市政道路等多个工程项目，接口繁多内容复杂[2]。据此，在进行项目的设计时，需要各专业进行协同设计，通过BIM 技术的应用，提高设计质量与沟通效率。

1.3 实现交付与展示多样化

传统的综合交通枢纽设计交付内容包括了二维图纸与交底文件，而对于设计中存在的复杂空间而言，二维图纸极易出现交付不清楚的情况。在BIM 技术的应用之下，设计图纸以及交底文件都可以以三维方式对交付难点进行一个清晰的展示，与此同时，在设计过程中还可以结合VR 技术的使用，以进一步直观地展示出功能空间等，以供快速决策。

2 综合交通枢纽项目的特点

综合交通枢纽是集多种交通形式为一体的复合功能建筑[3]，相比于其他工程项目，综合交通枢纽项目具有参与方多、专业涉及种类多等特点，而这也造成了设计的一定难度。具体而言，综合交通枢纽项目具有以下特点。

2.1 项目参与方多

由于综合交通枢纽项目工程体量大，且其也是城市发展建设中的一个重要内容，所以一个综合交通枢纽项目往往会涉及政府部门、规划团队、多个设计团队、运维单位等参与方。而这就决定了项目设计中需沟通的主体变多，同时由于综合交通枢纽的设计复杂程度决定了各个参与主体需进行实时交互，因此相比于其他工程项目，综合交通枢纽对设计沟通的效率要求更高。

2.2 多设计专业交叉

作为复合功能建筑，综合客运枢纽项目必然会涉及多种专业，如规划、建筑、景观、内外装修等，且这些所涉及的专业还需要进行密切的配合，通过协同合作以此来满足综合交通枢纽的多样化功能和复杂化的交通运输需求。基于此，应用BIM 技术是确保项目设计质量的有效途径，通过BIM 技术的应用为各专业搭建起一个数字化的协作平台，进行多专业数据的有效传递，从而实现多专业设计的实时联动。

2.3 交通流线复杂

由于交通枢纽中包含了地铁、公交、长途、高铁等多种交通方式，使得其交通组织流线变得复杂[4]。同时由于交通枢纽中人流量大，对快速集散也有一个较高的要求。从目前我国多个综合交通枢纽运营状况来看，大多存在交通拥堵的情况，没能实现正常的交通运行需求，往往在枢纽周边道路和落客匝道出现拥堵的问题，出现这些问题多是因为在综合交通枢纽设计之初，没有对不同时段车流量等信息进行充分的考量，合理分析交通流线，从而导致了交通枢纽在实际的投入使用中不能满足交通运行的实际需求，出现交通拥堵的问题。

2.4 快速疏散要求高

由于综合交通枢纽的体量较大，所以其能够容纳人员的数量也比其他建筑多很多，尤其是在综合交通枢纽的局部候车区域，人流量往往过度集中，这些对乘客快速疏散提出了更高的要求。一旦出现消防安全事故，就需要快速地进行乘客疏散，以最大限度地减少人员经济损失。与此同时，从现下国内外反恐形势的发展情况来看，综合交通枢纽作为一个人流量较多的公共场所，最容易发生大规模踩踏、冲突矛盾等公共危害事件。这就要求当发生公共危害事件时，综合交通枢纽需第一时间进行人员的疏散，保证人员安全。

2.5 空间舒适性要求高

作为城市发展建设中的一个重要基础设施，城市综合交通枢纽融合了多种功能空间，比如实现了与超市、餐馆、宾馆、购物中心等的融合[5]。同时综合交通枢纽中的各个交通方式还应实现无风雨衔接，缩短各个交通方式的乘车距离，实现“零换乘”的设计目标。可以看出，城市综合交通枢纽不仅要满足人们的日常出行需求，更要为人们提供一个舒适性的功能空间，增强人们的出行体验。

3 综合交通枢纽设计中BIM 技术应用

3.1 建立BIM 模型标准规范

基于BIM 技术的应用，综合交通枢纽设计过程中必不可少的会使用到BIM 模型，而BIM 模型的搭建需要统一完善的标准规范，如果没有相应的标准规范，BIM 模型的搭建会出现过于繁复的问题，无法达到辅助设计施工的效果。在设计前期需要建立起项目级BIM 标准，通过标准的建立，更好地指导各参与主体基于BIM 应用的配合工作、参与周期、输出成果等；同时在设计时，设计人员应创建起分层级、分专业的BIM 模型，以满足各分项设计的内容。如在进行综合管线设计时，应在二维设计图纸的基础之上，构建起BIM 模型以发现图纸中难以发现的问题，优化综合管线排布：

3.1.1 BIM 模型进行碰撞检查

以三维效果展示的方式将项目设计中所有的设备管线展示在真实的模型空间中，从而直观地发现管线的设计中存在的碰撞问题，并分析管线与结构之间的关系，以此来发现碰撞矛盾[6]，在BIM 模型的观察下，交叉碰撞问题能够被第一时间发现，并及时地进行管线排布的优化，满足设计要求。

3.1.2 BIM 模型验证复杂空间

对于局部复杂交叉点的设计而言，传统二维综合管线设计是通过剖切设计的方式，而这种方式下难以体现出管线排布变化，节点处的空间关系也没有办法全面的体现出来，不利于设计人员进行分析。通过构建BIM 模型，对复杂位置的设计进行数据信息的整合，如综合交通枢纽中的大型风管及其他管线等，以此来精确每处空间平剖面关系，实现多维协调管线设计。

3.1.3 BIM 模型解决净空问题

设计人员应考虑到综合交通枢纽结构复杂、施工工艺要求高等特点，对其结构、管线安装协调问题进行及时的考虑，尤其是对于枢纽中的公共空间设计而言，其管线排布的设计将直接决定空间整体装修效果以及室内净高。构建BIM 模型后，应对各功能区进行净高分析，以不同的颜色标注各功能区，对不满足净高区域进行标注，从而是实现优化管线设计。

3.2 多参与方实时交互

在设计前期，设计人员应通过倾斜摄影技术、BIM ＋GIS 平台的使用，完成倾斜摄影模型和BIM 模型的融合处理。在此基础上，三维GIS 可为其提供可视化展示，项目各参与主体可以在三维实景模型的展示下，对综合交通枢纽的原始地形进行分析，实现复杂节点可视化，并就其中的问题进行共同的分析探讨，从而减少现场勘察次数提升工作效率，项目参与方可通过PC 端、手机端等进行实时的交互。与此同时，通过对平台的二次开发，还可以应用测量等基础功能，提高设计效率，缩短设计周期。

3.3 合理设计交通流线

为了解决综合交通枢纽交通拥堵的问题，在设计之初应建立起BIM 模型，并对交通仿真模拟分析软件加以利用，通过软件仿真模拟交通枢纽中车流复杂的路口[7]。在软件的选项设置中，应将车流方向、车流量等影响因素录入系统，模拟分析设计方案中的道路交叉路口（见图1），在仿真模拟后分析，根据分析的结果，优化设计方案，确保交通流线设计的合理性，并对其中存在的一些问题进行优化设置，如信号灯配时，应确保枢纽周边道路来往车辆通过路口的时间满足正常通行需求，避免后期交通枢纽投入使用出现交通拥堵的问题。

图1 模拟分析动画

3.4 集散大厅快速疏散

设计时应考虑到综合交通枢纽人员安全疏散的问题。为了实现快速的人员疏散，在设计时应以换乘大厅为核心，地下空间内的各种功能应该围绕着换乘大厅进行设计，以达到一种主次分明的空间效果，形成一种视觉上的引导作用。对集散大厅疏散效果进行设计时，除了要满足国家有关消防设计规范，还要运用疏散模拟软件，分析综合交通枢纽的实际疏散情况，在疏散模拟分析之前应设置好必要的模拟分析条件，结合交通枢纽消防设计需求、应用场景等进行分析，从而确保疏散模拟软件分析结果的准确性。

3.5 建筑造型及空间设计优化

综合交通枢纽设计中的重点内容就包括了空间的舒适性。设计时应通过BIM 及BIM＋技术的运用，将综合交通枢纽内外空间的舒适度直观地展示出现，从而对方案进行优化设计。对于内部空间舒适度的模拟，可通过BIM＋VR 技术的使用，直观感受内部空间，加强对内部空间舒适度的指导设计，提升设计效率[8]。对于外部空间舒适度的设计，利用BIM 结合3D打印技术，以三维打印的方式将综合交通枢纽直观地展示出来，并制造原比例缩放的沙盘模型以此来准确观测整体的设计布局，确保设计的合理性，真实感受到各种空间的舒适度。

3.6 VR 交互展示

为了进一步验证综合交通枢纽的设计效果，在设计时可采用VR 交互展示，对精装图纸应用BIM 技术进行三维建模，从而通过模型的创建直观地展示设计效果，在视觉感知下对地面、天花板以及内部的布局等存在的一些设计缺陷进行及时的优化，确保设计质量。同时，还可以应用VR 交互展示技术模拟旅客乘车流向，该技术包含了BIM 展示、信息可视化等功能，在旅客乘车流向VR 体验增加选择行程等特色体验项目，增强乘客的出行体验，满足乘客的个性化出行需求。在高精度的仿真情景构建之下，可以根据仿真模拟结果对设计方案提出优化措施，不断满足交通运行要求。

4 结语

综上所述，城市综合交通枢纽作为城市交通体系的重要组成部分，其发展建设有着十分重要的意义。对于综合交通枢纽的设计而言，应积极采用创新的设计手段，以城市发展需求为导向，不断地提升城市综合交通枢纽设计品质。为此，本文对BIM 技术在城市综合交通枢纽设计中的应用进行了一系列深入的探讨，分析了当下BIM 技术在综合交通枢纽设计中的应用优势，并立足城市综合交通枢纽的特点、BIM 技术的应用，对综合交通枢纽的设计提出了应通过建立BIM 模型标准规范、多参与方实时交互、合理设计交通流线、集散大厅快速疏散、建筑造型及空间设计优化、VR 交互展示的措施，实现设计过程以及成果的优化，提高城市交通运行效率。