軌道交通工程設(shè)計中BIM技術(shù)的應(yīng)用研究

朱小芹

摘?要：隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，軌道交通的建設(shè)也在高速發(fā)展進步。但軌道交通由于其地理環(huán)境復(fù)雜、設(shè)計施工專業(yè)化程度高的特性，在實際建設(shè)中帶來了許多難點。BIM技術(shù)在軌道交通工程中的運用可以有效提高施工效率、優(yōu)化工程方案、降低施工風(fēng)險、節(jié)約時間和經(jīng)濟成本。本文針對BIM技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用價值和施工關(guān)鍵要點進行研究探討，對軌道交通工程BIM體系的構(gòu)建進行展望。

關(guān)鍵詞：軌道交通;BIM技術(shù);工程設(shè)計

城市軌道交通承擔(dān)著著城市內(nèi)和城際間的經(jīng)濟貿(mào)易往來、城市居民的交通出行等重要作用，其安全性、質(zhì)量和使用壽命與城市居民的日常生活、城市形象等息息相關(guān)[1]。隨著科學(xué)技術(shù)的進步發(fā)展，對于軌道工程建造要求的不斷提高，建造工期的逐漸縮短，導(dǎo)致如今的軌道交通工程建設(shè)成為了結(jié)合多門學(xué)科的嚴格復(fù)雜工程。BIM技術(shù)在軌道交通建設(shè)中的運用，能夠為工程項目的安全性和施工進度提供有效保證。

1 BIM技術(shù)概述

BIM是根據(jù)關(guān)鍵技術(shù)和硬件技術(shù)，在工程中應(yīng)用建筑信息模型，在建筑工程中傳遞共享建筑模型信息的一種技術(shù)[2]。BIM技術(shù)將信息機數(shù)與建筑行業(yè)相結(jié)合，對建筑工程的運營過程進行管理和優(yōu)化，將建筑項目的建模到各個階段進行協(xié)同，既是一種模型工具，又能為工程項目決策者提供系統(tǒng)化的優(yōu)化方案。

BIM中所包含的主要信息技術(shù)包括CAD與圖形學(xué)技術(shù)、語義與知識表示技術(shù)以及集成與協(xié)同技術(shù)[3]。由CAD與圖形學(xué)技術(shù)構(gòu)建3D模型幫助人們直觀的觀察工程建模信息;語義與知識表達技術(shù)是在模型中呈現(xiàn)建筑物力學(xué)作用表達的技術(shù);集成與協(xié)同技術(shù)可以建立起信息修改交換共享渠道，對工程項目進行完善。

BIM在工程項目的規(guī)劃、設(shè)計、施工和運維各階段發(fā)揮著不同的作用，貫穿于建筑工程的整個生命周期中，將建筑物的信息有效的集中協(xié)同起來，促進各方在工程建設(shè)中的有效溝通[4]。

2 BIM技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用價值

在前期規(guī)劃階段，需要完成軌道交通建設(shè)的基本準(zhǔn)備，從軌道交通的概念提出到具體設(shè)計環(huán)節(jié)進行論證分析，落實城市交通路線布局以及整體規(guī)劃。城市軌道交通整體線網(wǎng)的規(guī)劃需要考慮自然、經(jīng)濟和社會因素，線網(wǎng)中每條線路都要在符合整體線網(wǎng)的施工路線布局的基礎(chǔ)上，根據(jù)施工線路周圍的具體人口、經(jīng)濟狀況、出行需求進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。這樣的規(guī)劃需要建立在大量詳實可靠的資料的分析基礎(chǔ)上的，并會涉及到城市中的各政府部門之間的溝通決策。因此可以引入BIM+GIS的構(gòu)建思路建立城市軌道交通數(shù)字模型，在模型中納入城市的各項基本信息。通過構(gòu)建出的城市模型對地質(zhì)、人口密集度、出行需求等信息進行數(shù)據(jù)分析，準(zhǔn)確規(guī)劃城市交通線網(wǎng)，并根據(jù)信息變化做出適當(dāng)?shù)男拚麅?yōu)化。

在設(shè)計階段，BIM技術(shù)也發(fā)揮著重要作用。BIM可以搭建模型還原軌道交通工程，解決軌道交通工程中空間復(fù)雜、系統(tǒng)管線眾多的難點，保證設(shè)計的精準(zhǔn)度;由于軌道交通建設(shè)中涉及的專業(yè)過多，可以利用BIM模型與各專業(yè)人士進行交流，吸取建設(shè)運營的建議，優(yōu)化設(shè)計方案;BIM技術(shù)中的構(gòu)建屬性信息可以對模擬出的軌道交通工程進行進一步細節(jié)優(yōu)化設(shè)計。另一方面BIM在設(shè)計過程中可以對設(shè)計流程標(biāo)準(zhǔn)進行統(tǒng)一，提高設(shè)計企業(yè)的軌道交通設(shè)計效率和質(zhì)量。

軌道交通的施工階段具有周期長、協(xié)調(diào)工作量大、設(shè)計專業(yè)多等復(fù)雜特點。在施工準(zhǔn)備時可以利用BIM模型對工程建設(shè)人員進行技術(shù)交底，加深各個參與方對工程設(shè)計的理解，提前對可能發(fā)生的工程問題進行模擬和解決方案設(shè)計，提高實際建設(shè)工程的效率。通過BIM模型對軌道交通施工中的復(fù)雜工序進行模擬排布，減少在復(fù)雜空間施工現(xiàn)場進行不必要的拆除改建操作，節(jié)約時間和材料資源成本。各參與方也可以通過根據(jù)現(xiàn)場情況不斷調(diào)整的BIM模型實時觀測施工進度，并據(jù)此作出施工方案的優(yōu)化調(diào)整。另一方面BIM模型整合了時間、成本因素，可以根據(jù)需求隨時調(diào)整工程施工進度，將預(yù)算信息在模型中進行計算分解，制定合理采購計劃，有利于施工企業(yè)進行直接的成本和進度管控。

在運維階段，利用BIM技術(shù)已經(jīng)建立起的完備的竣工模型，可以進一步抽取BIM模型中的信息建立工程資料管理庫，方便后期運營維護的信息記錄和設(shè)施管理。

3 BIM技術(shù)在軌道交通中的施工要點

首先是要根據(jù)軌道交通工程的具體要求，制定工程實施方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，要求方案和標(biāo)準(zhǔn)遵循現(xiàn)實可操作原則，能夠?qū)崿F(xiàn)BIM模型的有效落實，促進信息的有效傳遞。

在確立了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和項目實施方案后，需要建立基于BIM技術(shù)的工程項目管理平臺，貫穿軌道交通中規(guī)劃、設(shè)計、施工和運維的整個生命周期流程，對所有參與方的協(xié)同參與進行精細化管理調(diào)控，有效提高各參與方與整體項目的配合效率，管控工程建設(shè)的進度和質(zhì)量。BIM工程項目管理信息平臺的特性是統(tǒng)籌集成管理和全生命周期性管理。統(tǒng)籌集成管理，即將工程建設(shè)的各項目進行整體統(tǒng)籌安排，比如在施工前通管局哦BIM技術(shù)綜合項目的目標(biāo)、計劃和管理要求，進行項目管理的整體優(yōu)化。全生命周期型管理，即將BIM工程項目管理信息平臺貫穿軌道交通工程的整個生命周期，管控項目施工工程中可能發(fā)生的所有問題，對項目完成后的運維階段問題進行提前模擬考慮。

4 結(jié)語

城市軌道交通建設(shè)能夠方便城市居民的日常出行，推動我國的城市化建設(shè)進程，是時代發(fā)展的必然趨勢。BIM技術(shù)運用在城市軌道交通建設(shè)中，在確保工程信息精度的基礎(chǔ)上實現(xiàn)信息的高度集成，促進各專業(yè)參與方的高效溝通信息傳遞，實現(xiàn)協(xié)同作業(yè)，提升工作效率。但要構(gòu)建完善的軌道交通工程BIM體系，還需要更多研究進一步完善軟件層面的數(shù)據(jù)傳遞共享，將BIM技術(shù)滲透于軌道施工的全階段中，推動軌道交通業(yè)的工業(yè)化信息化發(fā)展。

參考文獻：

[1]郭建民，李虎.城市軌道交通環(huán)線與城市建設(shè)的協(xié)同耦合發(fā)展[J].城市軌道交通研究，2019，22（01）：14-16.

[2]胡雷宇.BIM技術(shù)在我國的發(fā)展及應(yīng)用前景[J].智富時代，2019（3）.

[3]張愛琳，閆澤文，惠之瑤.我國建筑業(yè)BIM技術(shù)研究文獻綜述[J].基建管理優(yōu)化，2018，30，116（03）：4-10.

[4]劉占省，趙明，徐瑞龍.BIM技術(shù)在我國的研發(fā)及工程應(yīng)用[J].建筑技術(shù)，2013，44（10）：893-897.