BlM技术在城市轨道交通中的应用

孙奕轩

山东城市建设职业学院 山东 济南 250103

摘 要：近年来BIM技术在城市轨道交通工程中的应用日渐成熟，呈现出百花齐放的态势，其应用涵盖工程所有区域和专业，涉及规划、设计和施工单位等各参建单位以及项目各阶段。BIM技术不仅为城市轨道交通项目的管理提供了新型信息化手段，为项目的大数据积累奠定了基础，也为项目管理创新创造了新机遇。

关键词：BlM技术；城市轨道交通；应用

1 BIM在城市轨道交通各阶段中的应用

1.1 规划阶段

城市轨道交通项目周边地形、管线和建筑物的BIM数据生成，利用BIM技术对城市轨道交通车站内部空间和外部空间进行仿真模拟，高度可视化模型使设计人员更好地分析车站空间是否合理，从而优化完善使空间的实用性充分发挥。利用BIM技术对城市轨道交通车站进行高度仿真性内部渲染，包括室内材质、颜色、质感甚至设备的选择和布置有利于设计人员更好的优化室内设计方案。

城市轨道交通车站客流通过BIM三维动态仿真模拟，能够直观清晰地反映城市轨道交通客流信息。通过对城市轨道交通客流信息不断优化，获取到准确的城市轨道交通客流分布情况，从而为城市轨道交通车站出入口的综合开发规模的确定提供高价值的参考信息。通过对BIM模型信息综合分析，线网规模的计算、日客运量的计算、轨道线网平均运距等各种运营指标可以得出更加准确的信息；然后再采用层次分析法和模糊决策等方法来进行线网评价和方案的优选。

1.2 设计阶段

设计阶段是城市轨道交通建设过程中非常重要的一个阶段，对城市轨道交通建成后的工程整体能否发挥其设计功能其决定性作用。在设计阶段将决策整个项目实施方案，确定整个城市轨道交通项目信息，对工程招标、设备采购、施工管理、运维等后续阶段具有决定性影响，设计阶段的项目管理主要包含设计单位、业主单位等各参与方的组织、沟通和协调等管理。

在设计阶段通过模型的创建，更好地表达设计意图，满足业主需求，通过BIM三维空间技术，将设计和制图完全分开，提高设计质量。设计单位在设计阶段利用BIM的协同技术可提高专业内和专业间的设计协同质量，减少错漏碰缺，提高设计质量；参数化设计是对目前新兴的设计方法的抽象描述，利用BIM技术的参数化设计和性能模拟分析等各种功能，可提高建筑整体性能，有利于设计方案优化、量化设计成果，实现绿色建筑设计；利用BIM技术的3D可视化技术，可提高和业主、供货方、施工等单位的沟通效率，帮助准确理解业主需求和开发意图，便于设计安全管理、合同管理和设计信息管理。

1.3 施工阶段

基于BIM技术的自动算量、可视化、参数化、模拟性、和仿真性等特点，可对城市轨道交通进行快速算量工作，还可以对技术方案进行可视化三维动态展示。利用BIM三维可视化功能再加上时间维度，通过碰撞优化进行施工交底、施工模拟，发现城市轨道交通的重难点施工部分，将按照规范标准制定的施工方案模型化、动态化，可以使各相关人员对施工方案了如指掌。

通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场视频检测进行基于BIM技术的虚拟施工，在不消耗任何资源的同时，通过3D可视化模型真实直观将施工过程中所遇见的问题以及处理方式进行真实的展现，并且展现的内容与工程实际完全一致，通过数据的比对制定一套切实可行的施工方案，再配合现场检测等技术，大大提高建筑质量，减少安全、返工以及整改的问题。

在安全管理方面可视化技术可以通过一种更加直观和形象的方式展示整改施工过程提前发现现场的各类潜在风险；虚拟现实技术在三维的交互式虚拟环境中进行真实模拟并对各类影响安全的情况模拟分析，实现可视化查询。基于BIM实现资源的共享，保证企业在安全检查工作中采集数据的准确性与完整性，通过信息的有效整合，安全应急决策更合理。

1.4 运营阶段

在设计前期将城市轨道交通车站内部各类机电设备的详细信息录入BIM设计模型中，随着模型的完善不断丰富。在后期的维护过程中很容易通过设备名称或编号，查询相关设备的信息。维护人员可据此进行设备的定期检查和维修，从而将安全隐患扼杀在摇篮中。通过BIM技术与物联网云计算机等相关技术的结合，对城市轨道交通车站能耗进行诊断分析，并自动管控照明、空调、消防等系统使城市轨道交通运营单位对各车站达到最智能化节能管理，现实降低能耗的目标。BIM技术同样可以模拟紧急疏散，根据数学模型可以方便地计算出人员疏散时间，选择最优的疏散路径。对车站在突发性灾害下的应急疏散模拟，可以有效组织人员疏散，减少事故伤亡。

2 城市轨道交通建设项目应用BIM的关键要素

2.1 建设单位是应用BIM的关键主体要素

（1）其对BIM的重视程度，决定了城市轨道交通其他参建单位对BIM的重视程度。

（2）其所明确的工程建设各阶段BIM的应用目标、建立的模型创建要求等BIM技术标准，决定了BIM在城市轨道交通建设项目全过程应用BIM的绩效水平。

（3）其所选择的BIM咨询单位，能够在很大程度上决定BIM应用是否成功。因此，建设单位在选择BIM咨询单位时，应严格考察其是否具有城市轨道交通建设项目BIM实施的成功经验，是否能够编制可行的城市轨道交通建设项目BIM技术应用总体实施方案是否能够编制全面、可行的BIM应用实施标准，是否有实力搭建BIM技术应用管理平台，是否具有各个参建方BIM实施过程审查、指导等管理能力等。

（4）在招标文件中，建设单位对BIM应用提出的具体合同条件要求，也影响了设计单位、施工单位、监理单位等参建方的选择，而这些单位是BIM实施的主体，直接影响了BIM应用能够达成的效果。

2.2 管理流程再造是应用BIM的关键管理要素

城市轨道交通建设项目是投资规模巨大的工程项目，工序更加复杂，在建设中人力物力等资源所需的投入更多，参建单位的数量更多，实施过程具有更多的复杂性、不确定性以及可变性，因此，如果按照传统的方法管理这类工程项目容易出现较多的问题。在这些项目中应用BIM，能够显著地改进建筑产品的质量、提高实施项目的工作效率、节约项目建设的成本。但是，在城市轨道交通建设项目中应用BIM，需要对传统的管理流程进行再造与创新，并建立与之匹配的组织管理架构，才能充分地发挥应用BIM能够实现的效益。

基于BIM技术，可以对传统的管理工作流程进行再造，以解决上述在工程施工中经常遇到的问题。基于再造的管理流程，在设计单位的施工图完成、但是还没有正式施工之前，BIM咨询单位根据完成的施工图纸进行建模，然后设计、监理、施工等各个参建单位共同参与，进行虚拟建造、虚拟验收，并据修改施工方案，直至获得了最优的施工方案，最后再编制详细的施工组织设计、并据此进行正式的施工。正式施工之前的这些工作都是在BIM的模型中完成的，因此，参与方能够提前识别、并解决城市轨道交通建设项目施工过程中可能出现的各类问题，显著减少了正式施工过程中出现问题的可能性，从而实现缩短工期、节约成本的目标。

结束语：

BIM技术的应用可有效解决信息记录、传承问题。要规范BIM技术应用流程，建立、完善总体性应用框架并实施，提高BIM技术应用效率，打造一个融设计、建设、运营等项目全生命周期的数字化、可视化、一体化系统信息管理平台，为真正实现运营维护信息化提供有效的技术、流程、制度的保障。

参考文献：

[1] 蔡蔚.  建筑信息模型（BIM）技术在城市轨道交通项目管理中的应用与探索[J].  城市轨道交通研究，2014，17(5)：1-4.

[2] 中建《建筑工程设计BIM 应用指南》编委会.  建筑工程设计BIM应用指南[M].  北京：中国建筑工业出版社，2017