城市轨道交通BIM 建模及技术应用探究

高 丽

（江苏省苏州技师学院，江苏 苏州 215000）

BIM 技术理论体系的不断完善和实践经验的日益丰富，使该技术在建筑工程施工领域的应用范围进一步拓宽。然而城市轨道交通工程项目建设与其他建筑工程施工建模参数有所不同，在施工过程中不同主体的建模表达习惯也有所不同，导致最终的BIM 很难在较短时间内得到有效运用。为规范城市轨道交通工程项目建设不同阶段的BIM 数据信息，以BIM 建模在城市轨道交通工程建设中的应用为研究对象，详细研究了不同阶段的模型表达，分析了BIM 建模标准等。

1 BIM 建模标准

BIM 建模是对城市轨道交通建设过程中规范不同阶段的重要参数，需要对模型分解、建模范围确定、设计深度设置和模型属性定义等诸多内容，本文着重讨论城市轨道交通建设中的建模范围和深度等级等内容。在模型单元深度等级确定过程中，该内容要求对城市轨道交通建设项目的数据进行全面性及精准性地覆盖，涵盖了几何表达精度等级确定和信息深度等级设计等内容。经过深入分析发现，在考虑到城市轨道交通工程的特点之后，应根据BIM 建模的几何表示精度要求[1]，并结合国际上通用的参数标准来确定最终的参数。例如，在城市轨道交通建筑中，构件的精度是非常重要的。表1 为构件几何表达精度要求统计表。

表1 构件几何表达精度要求统计表

为了保障城市轨道交通建设过程中模型表达的规范性，实现施工过程中模型参数的共享和模型表达的标准化，保证建设完成的城市轨道交通BIM 能够及时推送和交付，也便于后期施工作业队对模型的批量编辑、修改甚至是对模型区域的划分[2]，使城市轨道交通建设中的各单位能够根据模型完善协同工作，在三维模型构件分类的基础上，实现对模型中构件图、颜色、材质、数量等信息的规范化表达。以城市轨道交通工程项目建筑墙为例，图1 为不同几何表达精度等级下的BIM。

由图1 中的几何表示精度，可以看出BIM 的表示方式有所差异。当建筑墙几何表达精度等级为G1 等级时，BIM 表达以二维平面图形展开，使用线条和框架来表示建筑物的坐标位置；在G2 等级的建筑中，BIM 可以将建筑物的外观和内部结构进行体量化，并通过空间占用来显示每一面墙的外观和内部特征；在G3 等级的情况下，BIM 的表达方式采用了体量化的方法，通过空间占用的方式来展示一面墙的外观特征，使得它的外观特征能够清晰地反映出来，而且比G2 等级的情况更加准确和可靠；G4 等级的建筑墙几何表达精度可以通过BIM来实现，它可以通过体量化的方式来展现，并且可以通过空间占用的方式来清晰地呈现出墙体的各个部分的细节。还能够辅助实现实际材质类型的表达，整体精度较G3 等级状态下更准确可靠。

2 多阶段BIM 表达

2.1 总体设计阶段

在城市轨道交通工程建设过程中的总体设计阶段利用BIM，对运营维护、工程设计、投资运行等进行详细分析，进一步验证城市轨道交通工程建设可行性，找到项目建设的稳定线路，根据实际情况进行方案的优化，最大限度地确保整体方案设计的合理性和经济性。在城市轨道交通工程的总体设计阶段，利用BIM 技术，可以实时监测周围环境的变化，精准定位各个站点的位置，并将其呈现给用户，从而更加清晰地展示出项目的整体结构，并且可以清晰地表达出每个单元的细节。在城市轨道交通工程的总体设计阶段，BIM 技术可以帮助更好地描述建筑物的外观[3]，无论是外墙还是内部结构。这种技术的几何表示精度可以达到G2 或N1 的水平，从而更好地满足需求。

2.2 初步设计阶段

BIM 被广泛应用于城市轨道交通工程的初步设计阶段，能够有效地帮助企业识别出潜在的技术挑战，并且能够有效地协调各个设计主体之间的关系，从而使得项目的建设更加稳健、高效，并且能够满足企业的需求，从而实现技术的可行性、经济的合理性。在城市轨道交通工程建设中，BIM 可以帮助相关单位更好地界定总体设计。通过将运输线路、站点设置和坐标位置等信息录入模型，可以更精确地构建建筑内墙，并且能够满足几何表达精度和信息深度等级的要求。

2.3 施工图设计阶段

在城市轨道交通工程建设过程中的施工图设计阶段，应用BIM 主要是借助模型的三维显示功能，强化对项目轨道埋设管线的综合检查与控制，进一步优化城市轨道交通工程建设的技术措施，并针对性地引入新材料新工艺等，完成对技术方案的设计。在进行城市轨道交通工程建设初步设计阶段，编制得到辅助项目工程施工的设计文件，用于指导城市轨道交通工程施工和安装。在这个过程中，应该以稳定性为基本标准来使用设计图方案。建筑墙的几何表达精度应该达到G3 级别，信息深度应该达到N2 级别[4]。

2.4 施工阶段

在城市轨道交通工程建设过程中的施工图设计阶段，应用BIM 主要是强化对工程项目建设过程中的深化设计及虚拟建造的应用，确保施工团队和作业人员深度理解项目建设施工图意图，指导实际施工过程，且确保工程项目重难点确认全面，完善对施工组织设计和平面布局的，进而将BIM 和地理信息系统、物联网技术、人工智能技术、云计算平台等结合起来，提高城市轨道交通工程建设的标准化程度，确保项目建设的进度目标、质量目标、效益目标、造价目标等符合设计方案需求，保证最终工程能够顺利结算和通过验收。鉴于建筑信息模型的深度适应性，将对建筑墙的几何表达精度提出G3和N3 的要求，以确保其能够满足最高的信息深度标准[5]。

2.5 运营阶段

BIM 被广泛应用于城市轨道交通工程的施工图设计阶段，有助于更好地管理项目建成后的设备、资产、线路资源，并且能够通过可视化技术来展示设备的运行情况。这种方法便于更好地优化资产配置，并且能够更好地保障项目的顺利完成。重新安排线路资源，并合理分配资源。在城市轨道交通项目的施工和使用过程中，需要确保建筑物的几何形状符合G3 或N4 级标准，并保证其信息的准确性。本文重点讨论建筑物的墙壁，并研究不同阶段的模型的要求。将比较不同构件在这些阶段的几何表现，并确定它们的信息深度。表2 为建模范围和深度等级统计表。

表2 建模范围和深度等级统计表

3 工程应用

为深入探讨城市轨道交通工程建设过程中BIM建模及技术应用，以某地铁12 号线为研究对象，以其中的33 座车站站点数据为分析内容，利用BIM 对该工程项目建设过程中的各项数据进行分析，建立地质、管线、区间以及车站主体模型，并以施工不同阶段为例，详细分析车站主体建筑模型，以期更好地理解城市轨道交通工程建设过程中的BIM 技术应用，为城市轨道交通工程建设提供参考依据。图2 为车站主体建筑模型架构示意图。

图2 车站主体建筑模型架构示意图

4 结论

通过讨论BIM 在城市轨道交通项目中的作用，探讨其各个阶段的表现，概括了BIM 的建立方法，深入探讨了各个阶段的表现方式。通过具体的案例，证明了BIM 在这些阶段的重要性。研究表明，BIM 在城市轨道交通工程建设中的应用具有重要的意义，在城市轨道交通工程以及类似的工程项目中，实现BIM 建模的统一性，并且有助于形成良好的施工习惯。