BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

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（南昌軌道交通設(shè)計(jì)研究院有限公司 江西南昌 330000）

0 引言

BIM技術(shù)，即建筑信息化模型，適用于工業(yè)與民用建筑工程。其具有信息完整性、信息聯(lián)系性和優(yōu)化性等八大特征。BIM技術(shù)可以用于設(shè)計(jì)、建造和管理等領(lǐng)域，支持建筑工程的集成管理環(huán)境。運(yùn)用BIM技術(shù)可以顯著提高建筑工程的進(jìn)行效率，降低技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。但是，該項(xiàng)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在一定問題，本文將簡(jiǎn)要探討實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的問題，并提出具體對(duì)策以促進(jìn)BIM技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

1 BIM技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的問題

1.1 缺乏軟件支持

BIM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)除了技術(shù)人員要素的適用范圍外，還需要相關(guān)軟件的支持。簡(jiǎn)而言之，沒有相應(yīng)軟件就無法實(shí)現(xiàn)BIM技術(shù)的應(yīng)用。BIM核心建模軟件由幾何造型軟件、可持續(xù)分析軟件和可視化軟件等部分組成，這些軟件因居于同一系統(tǒng)中具有聯(lián)系性，缺一不可?，F(xiàn)階段BIM技術(shù)缺乏軟件支持，從而在實(shí)際應(yīng)用中運(yùn)行效率低下。

1.2 BIM技術(shù)人員素質(zhì)較低

BIM技術(shù)應(yīng)用學(xué)科為幾何學(xué)、空間關(guān)系和地理信息系統(tǒng)等，其理科性、抽象性和專業(yè)性較強(qiáng)。BIM技術(shù)人員在我國則需要通過統(tǒng)一的BIM認(rèn)證考試才能夠獲得BIM從業(yè)資格證書，進(jìn)入相關(guān)行業(yè)就業(yè)。雖然BIM從業(yè)人員門檻較高，但其技術(shù)素質(zhì)仍有待提升。

1.3 BIM技術(shù)適用范圍較小

這里的技術(shù)適用范圍既指BIM技術(shù)所涉及領(lǐng)域也指BIM技術(shù)適用的對(duì)象?，F(xiàn)階段BIM技術(shù)的運(yùn)用主要體現(xiàn)在建筑模擬中，適用范圍較小。

2 具體措施

2.1 加強(qiáng)軟件建設(shè)

BIM技術(shù)軟件由造價(jià)管理軟件、模型綜合碰撞檢查、運(yùn)營管理軟件、發(fā)布審核軟件、深化設(shè)計(jì)軟件、模型檢查軟件、可視化軟件、結(jié)構(gòu)分析軟件、機(jī)電軟件、可持續(xù)軟件和幾何造價(jià)軟件共同組成。所以加強(qiáng)軟件建設(shè)應(yīng)該從BIM技術(shù)軟件的下設(shè)軟件開始加強(qiáng)，從而使BIM技術(shù)軟件的總體水平提高?？梢詮膮?shù)化設(shè)計(jì)和數(shù)字化平臺(tái)兩方面提升軟件的運(yùn)算能力和處理能力。參數(shù)化設(shè)計(jì)是對(duì)一種抽象性描述，包含生成設(shè)計(jì)、算法幾何和關(guān)聯(lián)性模型等概念。關(guān)聯(lián)性模式是實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的重要手段，模型的構(gòu)建需要由不同的元素單元組成。結(jié)構(gòu)定義表述為參數(shù)輸入模塊、調(diào)節(jié)控制模塊、邏輯計(jì)算模塊和數(shù)據(jù)輸入輸出模塊組成。關(guān)聯(lián)性模型建立后，通過BIM技術(shù)人員的輸入和調(diào)節(jié)就可以讓BIM技術(shù)軟件完成復(fù)雜的運(yùn)算，并自動(dòng)輸出設(shè)計(jì)成品數(shù)據(jù)和模型圖樣。BIM軟件的設(shè)計(jì)也要符合交通建筑性能分析復(fù)合設(shè)計(jì)流程，不能進(jìn)行跨步驟演算，應(yīng)該遵循程序的流程性。由于現(xiàn)在城市交通工程車站建筑功能和建筑空間關(guān)系日益復(fù)雜，對(duì)其構(gòu)建模型幾何需要進(jìn)行更多的分析、設(shè)定和運(yùn)算處理，這也對(duì)軟件性能提出更高的要求。對(duì)于大型公共運(yùn)輸建筑，性能成為其質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí)的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)大型公共運(yùn)輸建筑所涉及的BIM軟件應(yīng)該包含消耗模擬、消化模擬和運(yùn)輸質(zhì)量模擬。軟件根據(jù)施工主體的不同，也應(yīng)該包含周邊環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境鹽酸、主體結(jié)構(gòu)和基坑關(guān)系演算等內(nèi)容。外來BIM軟件漢化也有一定問題。

以唐山市地鐵建設(shè)為例，將唐山市地質(zhì)情況、地面上環(huán)境和已有交通路線輸入到BIM軟件下設(shè)的建筑可行性分析軟件，就可以得出唐山市的地鐵建筑可行性分析報(bào)告。但由于歷史性和自然性的雙重因素，唐山市地質(zhì)情況使得唐山市不適宜建設(shè)地鐵，由此唐山市的地鐵分析報(bào)告會(huì)顯示不可行的相關(guān)內(nèi)容。

2.2 提高BIM技術(shù)人員工作素質(zhì)，進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作

雖然BIM就業(yè)人員需要通過BIM資格考試才能獲得從業(yè)資格證書，進(jìn)入相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行就業(yè)，但這并不代表本行業(yè)就業(yè)人員工作素質(zhì)較高。BIM就業(yè)人員應(yīng)該提升自己的工作能力，提升自己的工作素質(zhì)，適應(yīng)BIM技術(shù)的飛速發(fā)展。BIM工程師根據(jù)自身應(yīng)用領(lǐng)域可以分為BIM產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員、BIM軟件開發(fā)人員和BIM工具研發(fā)人員。BIM工程師基本素質(zhì)要求為：職業(yè)道德、健康素質(zhì)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通協(xié)調(diào)能力。BIM工程師也應(yīng)該集成較為完備的BIM團(tuán)隊(duì)，以團(tuán)隊(duì)形式提升工程進(jìn)展素的。BIM團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)該由熟悉軌道交通設(shè)計(jì)，相對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)設(shè)計(jì)人員組成。團(tuán)隊(duì)中也應(yīng)該有熟悉BIM軟件運(yùn)作的軟件工程師和產(chǎn)品研發(fā)人員。BIM工程師應(yīng)該在不斷實(shí)踐中提升自己的工作能力，也要跟進(jìn)技術(shù)前沿，提升自己對(duì)先進(jìn)知識(shí)的理解和掌握。管理層人員要采取一定措施激勵(lì)工程師人員提升自己的勞動(dòng)能力。管理層人員可以采用股權(quán)激勵(lì)、工資激勵(lì)等方式鼓勵(lì)工程師積極提升自己的能力，全心全意投入到自己的工作中。管理層人員還要選取一定的工程師人才組成一支專業(yè)化的BIM技術(shù)團(tuán)隊(duì)，以團(tuán)隊(duì)工作方式提升軌道交通設(shè)計(jì)工程的進(jìn)展速度和工程質(zhì)量。中鐵上海局集團(tuán)就擁有一只專業(yè)性較強(qiáng)的BIM團(tuán)隊(duì)，隊(duì)員自身素質(zhì)能力較強(qiáng)，也十分擅長運(yùn)用BIM技術(shù)軟件。這支團(tuán)隊(duì)依托在建地鐵項(xiàng)目中不斷強(qiáng)化的BIM技術(shù)贏得了一場(chǎng)又一場(chǎng)軌道交通工程技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)，成果斐然。該團(tuán)隊(duì)中的技術(shù)人員依托BIM技術(shù)對(duì)施工作業(yè)各項(xiàng)工序進(jìn)行模擬運(yùn)算，提前發(fā)現(xiàn)102處碰撞點(diǎn)，有效避免了事故問題的發(fā)生。在安裝工程完工后，該支隊(duì)伍還運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，進(jìn)行工程后期維護(hù)。工程隊(duì)將工作人員集成隊(duì)伍可以有效提升工作速度和工作效率，進(jìn)而拉低工作時(shí)間，降低工作成本。

2.3 擴(kuò)大BIM技術(shù)適用范圍

BIM又建筑信息模型、建筑信息化模型和建筑信息管理三部分構(gòu)成。相較于國外而言，現(xiàn)如今BIM應(yīng)用施工在我國還并非普遍現(xiàn)象。BIM技術(shù)人員應(yīng)該擴(kuò)大BIM技術(shù)的適用范圍，讓BIM技術(shù)能夠最大限度的發(fā)揮其效能，提高工程建設(shè)進(jìn)度。BIM在施工中的運(yùn)用具體體現(xiàn)在計(jì)算施工成本等方面。在施工成本的計(jì)算上，BIM技術(shù)整合可以減少重置施工和失敗成本，節(jié)約工期；施工進(jìn)度方面，BIM技術(shù)能夠提高驗(yàn)收正確性，讓施工方各個(gè)單位能夠最大限度的掌握施工具體信息；在施工品質(zhì)方面，BIM技術(shù)的運(yùn)用可以減少返工現(xiàn)象，能夠優(yōu)化交通設(shè)施建筑細(xì)節(jié)。BIM技術(shù)還應(yīng)該應(yīng)用到設(shè)計(jì)圖樣可行性分析、設(shè)計(jì)圖紙符合、現(xiàn)場(chǎng)4D管理等方面。BIM技術(shù)并不僅僅拘泥于模型的構(gòu)建，相關(guān)技術(shù)人員和軟件設(shè)計(jì)人員應(yīng)該將BIM技術(shù)應(yīng)用到軌道交通工程的更多建設(shè)方面。

以施工現(xiàn)場(chǎng)4D管理中的BIM，技術(shù)應(yīng)用為例：在我國西部地區(qū)建設(shè)跨深谷型橋梁時(shí)，BIM工程師通過BIM技術(shù)能夠輕松創(chuàng)建、審核和編輯橋梁的4D進(jìn)度模型，相關(guān)技術(shù)人員也能夠根據(jù)BIM工程師所模擬出的4D橋梁模型編制出符合實(shí)際的進(jìn)度表。在這種情況下建立的進(jìn)度表能夠和三維模型完美對(duì)接，從而使各個(gè)項(xiàng)目方順暢溝通，最大限度的提升協(xié)作效果。BIM技術(shù)還能通過建立模型的方式，在設(shè)計(jì)階段模擬出大橋的防風(fēng)能力和抗壓能力，進(jìn)而計(jì)算出大橋在不同情況下的抗壓能力。在后期維護(hù)時(shí)，工程師通過BIM技術(shù)也能精準(zhǔn)算出預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)間。通過BIM技術(shù)，能夠最大限度的降低工程時(shí)間，提升工作能效，協(xié)調(diào)工程各方溝通。

3 結(jié)語

促進(jìn)BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，需要從軟件性能提升、BIM技術(shù)人員素質(zhì)提升和擴(kuò)大BIM技術(shù)的適用范圍三方面出發(fā)。BIM技術(shù)的提升需要技術(shù)人員、產(chǎn)品研發(fā)人員和軟件開發(fā)人員的共同努力。BIM技術(shù)的發(fā)展注定是一個(gè)漫長的過程，業(yè)界人士應(yīng)該聯(lián)合起來，共同促進(jìn)本技術(shù)的發(fā)展、壯大。