城市轨道交通工程BIM应用探索

刘磊

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摘要：BIM技术在我国建筑业使用已经有了众多成功经验和相关成功经验总结，而轨道交通项目中涉及的专业多，建设周期长，导致BIM技术的引入相对落后。一般建筑工程中主要有建筑、结构、设备三个专业，而在轨道交通工程中需要有场站、结构、线路、电力、设备等二十多个专业互相协同才可以完成项目。由于轨道交通项目所涉及的专业多，专业之间进行协同难度大，目前依靠传统二维图纸作为媒介进行设计信息传递的模式已经无法满足现在对交通基础发展的需要，而对发展阻碍最大的原因就是专业协同效率低，各个专业之间无法及时更新传递信息，最终导致项目进展缓慢。

关键词：城市轨道；交通工程；BIM应用

引言

轨道交通作为城市建设的重要组成部分，对城市交通发展具有重要意义。轨道交通项目涉及范围广泛、周期长、数量大、对环境影响大。BIM技术在项目管理中的积极应用可以有效地避免轨道交通工程的不利影响，及时解决轨道交通工程中的问题，避免对轨道交通工程运行的影响。此外，BIM技术可以在一定程度上确保轨道交通建设的安全，促进建设进展。

1BIM技术在城市轨道交通建设项目中应用的必要性

城市轨道交通工程对于一座城市的出行方式、人员流线、土地价值都有着重大的影响，具有投资巨大、施工周期长、工程覆盖范围广、车站节点多、多专业协作、施工场地复杂等特点。而且在项目的施工建设、日常运营过程中会使用各种各样不同的机械和设备，信号、供电系统复杂，运营过程中存在各种风险。这些制约因素对轨道交通工程项目全生命周期的管理与监控提出了较高的要求。目前，无论是机械工程还是土建工程领域，都是使用二维的施工图纸进行设计，表达方式具有专业化的特点，没有经过工程专业的学习和训练，无法准确理解图纸所传递的工程信息。但是，负责地铁、轻轨日常维护的工作人员并不完全具备工程专业背景，抽象的二维平面工程图增加了工作人员的工作难度。并且，施工图纸通常是按专业分类绘制的，建筑、结构、机电、信号等不同专业之间的联结关系，必须同时阅读不同专业的施工图纸，才有可能准确把握工程整体的信息。

2BIM技术特点

2.1项目全程的可视化

通过三维建模软件，能够将二维平面图转化为三维立体模型，展示出整个轨道交通工程项目的实际效果，使工程建设在可视化的状态下进行。对于工程项目而言，可视化的作用是非常重要的，BIM技术提供了“视觉冲击”的思路，所有的项目参与方都能够直观地了解某个阶段或某一具体分项工程的重点和难点，最终实现可视化交底，帮助项目施工人员顺利进行质量、进度方面的检查和管理，提升工作效率。

2.2提升实施速度

依托BIM技术能够快速构建起3D模型，通过该模型，作业人员能够对工程有所了解，在工程正式建设前，可从模型中发现设计方案存在的缺陷和不足，便于参建各方进行商讨，得出最优的设计方案。BIM的合理运用能使设计审查速度得到显著提升，工程项目的实施速度随之加快，借助BIM的可视化功能，可以促进设计方案的质量提升。

2.3专业协调

协调性是BIM技术的核心理念，也是BIM技术的魅力所在。城市轨道交通工程的建设，涉及包括建筑、结构、通信、综合监控及环境控制等近30多个专业。在以往的工程项目建设过程中，常常会出现专业施工之间的冲突，需要通过设计变更来协调。利用BIM技术，在设计阶段建立包含所有专业构件、设备的三维模型，将不同专业的数据整合为一，提前发现不同专业间可能存在的冲突点，及时进行协调，减少工期延误，保证工程质量。

3BIM技术在轨道交通工程各阶段的应用

3.1BIM技术在协同设计方面的应用

协同设计主要是在以局部网络为中心的轨道交通工程设计单元中，通过将BIM技术应用于轨道交通工程中的数据信息，并与网络通信软件相匹配，创建了更完善的通信系统，为轨道交通工程的运行、相关人员的信息访问和文件交换以及平台上的通信提供了基础，专门面向管理人员和设计人员。而在协同设计中，以统一平台为载体的BIM技术能够进行项目内容的总体规划管理、设备管理和结构规划，不仅真正实现了资源紧张，而且在许多方面加快了信息传播，实现了实时通信，并及时了解了轨道交通项目的设计。在铁路交通工程中，不同行业的管理者和员工可以按BIM模型实时查看和优化项目文档，并在确保相关信息共享同步的基础上，及时添加与铁路交通工程具体情况无缝关联的其他实时项目信息，使管理者、设计师和施工人员能够实现全面的协作管理和联合运行。采用BIM技术提供的三维模型，可以进行工程设计检查，对建筑距离、水和电力环境控制构件、轨道交通工程的轨道规划、机电设施和结构构件进行碰撞检查，及时制作轨道交通工程的相关辅助图。

3.2施工场地平面布置

在轨道工程项目建设前期，利用BIM施工场地布置软件，绘制工程项目红线、周边道路及施工围挡范围，可以进行施工场地总体布局分析，创建施工场地三维模型，使轨道工程的施工场地、附属设施布置、水电线路布置、大型机械工作环境直观呈现出来。施工场地布置软件的应用，可以优化施工场地平面布置方案，对工程材料的运输、堆放场地，大型车辆的进出路线设计也有帮助。

3.3BIM+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。对地铁车站现场施工过程、施工工艺可视化，帮助提高工程质量。

3.4 BIM技术在城市轨道交通工程施工成本管理中的应用

经理可以根据需要使用BIM技术对城市轨道项目进行建模，以计算土方量。准确计算工程量有助于管理者估算城市轨道交通总体成本，结合价格因素实现施工成本的总体管理。同时，管理者可以通过建立模型，对施工过程中使用的相关建材进行参数化。成本管理过程中，管理者通过输入和调整成本信息，可以实现城市轨道交通项目成本的动态管理，大大降低成本管理的难度。

3.5监控列车运行情况

通过BIM技术的应用，城轨运行管理部门可以实时获取列车运行过程中产生的各类数据，在制定设备维护计划、分析运行成本时，BIM技术提供的准确数据能够成为科学施策的坚实基础。同时，BIM还可以用于辅助调整行车计划，根据不同时间段、不同站点内的人流数据调整列车的发车间隔，能够有效地提高市民对城轨运营服务的满意度。同时，BIM技术的运用能够为运营企业的商业决策提供参考，使城轨的商业运营与市民幸福指数的提升形成良性循环。

结束语

在城市轨道交通工程项目的全生命周期中，BIM技术改变了传统工程技术和理念，解决了诸多规划、设计、施工和运营阶段的困难，为工程项目提供有效的保障。在行动时代环境下，BIM技术与轨道交通工程日渐深入的结合，必定能够创造出更高的价值。

参考文献

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