BIM技術(shù)在城市軌道交通設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

吳韜

（重慶市軌道交通（集團(tuán)）有限公司，重慶401120）

城市軌道交通設(shè)計(jì)工作的開展在具體實(shí)施的過程中既要達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的需求，又要符合現(xiàn)代城市現(xiàn)代化和智能化建設(shè)的宏觀要求。BIM技術(shù)依托其在前期設(shè)計(jì)階段所能夠提供的觀察分析維度的便利條件，能夠促使城市軌道交通的設(shè)計(jì)效果得到更進(jìn)一步的優(yōu)化。

1 BIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值分析

BIM技術(shù)作為一種依托計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)發(fā)揮作用的模型建構(gòu)技術(shù)，在城市軌道交通設(shè)計(jì)工作的開展中對于提升設(shè)計(jì)工作的精確性和科學(xué)性有非常重要的作用，其應(yīng)用價(jià)值主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1 提高設(shè)計(jì)過程的可視化

設(shè)計(jì)工作的開展從性質(zhì)上來講具有一定的發(fā)揮創(chuàng)造空間，因此，實(shí)際的設(shè)計(jì)效果與投入應(yīng)用后的實(shí)際狀態(tài)可能存在一定的差異。這種差異如果過于明顯，會(huì)影響軌道交通設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用效果，這對于城市建設(shè)來講是會(huì)造成顯著負(fù)面影響的因素[1]。但有了BIM技術(shù)的支持，城市軌道交通的整體設(shè)計(jì)工作都可以依托具體的工程規(guī)劃設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)生成階段性的動(dòng)態(tài)圖像形式，便于設(shè)計(jì)人員更加直觀地觀察階段性設(shè)計(jì)工作的成果和狀態(tài)，這能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)工作本身的開展提供便利，另一方面也能夠非常直觀地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作中存在的問題，及時(shí)在設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行更正和完善，避免給后續(xù)的施工建設(shè)環(huán)節(jié)帶來不良影響。

1.2 提高設(shè)計(jì)效果的精確性

設(shè)計(jì)效果的精確性提升主要依靠設(shè)計(jì)工作開展過程中依托于BIM技術(shù)對設(shè)計(jì)的階段性效果進(jìn)行模擬呈現(xiàn)來實(shí)現(xiàn)，即依托BIM技術(shù)可將設(shè)計(jì)效果通過圖像的形式進(jìn)行直觀呈現(xiàn)，當(dāng)設(shè)計(jì)人員觀察到軌道交通設(shè)計(jì)的模擬通行和線路結(jié)構(gòu)效果時(shí)，更便于其從城市軌道交通設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)出發(fā)對設(shè)計(jì)工作需要完善和改良的區(qū)域進(jìn)行明確分析和確認(rèn)，隨后在具體的設(shè)計(jì)方案制定和數(shù)據(jù)信息計(jì)算環(huán)節(jié)提高精確度，為整個(gè)設(shè)計(jì)工作的有效性提升提供保障。

1.3 提升設(shè)計(jì)工作整體的科學(xué)性

在城市軌道交通設(shè)計(jì)工作中，涉及的具體設(shè)計(jì)工作內(nèi)容和關(guān)鍵要點(diǎn)都是有所差異的，不同的設(shè)計(jì)工作內(nèi)容和關(guān)鍵要點(diǎn)在整個(gè)軌道交通設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的作用發(fā)揮不僅取決于其自身的作用發(fā)揮效果，更會(huì)受到各個(gè)環(huán)節(jié)協(xié)同工作狀態(tài)的影響。因此，利用BIM技術(shù)對各個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)同工作狀態(tài)和細(xì)節(jié)問題進(jìn)行碰撞檢查，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工作狀態(tài)下可能存在的協(xié)同工作隱患和問題，提高整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行的有效性[2]。如圖1所示為某市城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃圖。

圖1 某市城市軌道交通規(guī)劃設(shè)計(jì)圖

2 BIM技術(shù)的應(yīng)用原則分析

基于這種技術(shù)的先進(jìn)性和實(shí)際應(yīng)用中的實(shí)際效果要求，技術(shù)人員在具體應(yīng)用中需要把握住以下幾方面內(nèi)容。

2.1 全面把握技術(shù)應(yīng)用的原理和方法

BIM技術(shù)的應(yīng)用在實(shí)際中需要相關(guān)工作人員掌握其運(yùn)行的基本原理和發(fā)揮作用的基本狀態(tài)。由于這一技術(shù)是依托計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮作用的，因此，在此技術(shù)投入應(yīng)用的前期，要求技術(shù)人員對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及這一技術(shù)的應(yīng)用方法有較為全面的認(rèn)知和應(yīng)用能力。另外，在具體操作的觀察階段，也要求技術(shù)人員具備相應(yīng)的能力素質(zhì)，這是這一技術(shù)正在城市軌道交通規(guī)劃設(shè)計(jì)中發(fā)揮作用的基本前提條件。

2.2 做好監(jiān)督和管理

BIM技術(shù)的應(yīng)用結(jié)合不同的施工建設(shè)階段在具體的功能發(fā)揮要點(diǎn)和發(fā)揮方法上都是有所差異的，在具體投入應(yīng)用時(shí)，需要管理人員與技術(shù)人員通過協(xié)同商量的方式找到此技術(shù)充分發(fā)揮作用的切入點(diǎn)，并且充分利用技術(shù)中的數(shù)據(jù)計(jì)算環(huán)節(jié)所獲得的數(shù)據(jù)信息為進(jìn)一步的模型建立環(huán)節(jié)提供支持。作為監(jiān)督和管理工作環(huán)節(jié)的人員而言，其自身應(yīng)當(dāng)注重在實(shí)踐中不斷分析和總結(jié)，針對技術(shù)應(yīng)用的效果和其中存在的實(shí)際問題進(jìn)行監(jiān)督和管理，并且以此為契機(jī)積累個(gè)人的技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，為更好地發(fā)揮這一技術(shù)的優(yōu)勢提供便利。

2.3 重視技術(shù)應(yīng)用的靈活性

這一點(diǎn)主要是指在BIM技術(shù)發(fā)揮作用的過程中，設(shè)計(jì)人員不僅要考慮這一技術(shù)系統(tǒng)的功能發(fā)揮效果和平臺(tái)的作用發(fā)揮效果，還需要結(jié)合城市軌道交通設(shè)計(jì)的實(shí)際需求對這一技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，避免在城市軌道交通的設(shè)計(jì)中過于依賴BIM技術(shù)系統(tǒng)所得出的分析數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致城市軌道交通的設(shè)計(jì)失去了實(shí)際應(yīng)用中的有效性。

3 BIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用分析

BIM技術(shù)功能的有效發(fā)揮主要依托計(jì)算機(jī)信息技術(shù)平臺(tái)和各種不同的數(shù)據(jù)信息以及軟件，從城市軌道交通規(guī)劃設(shè)計(jì)的角度上來講，這一技術(shù)的應(yīng)用需要結(jié)合設(shè)計(jì)工作的各個(gè)階段和環(huán)節(jié)尋找發(fā)揮作用的切入點(diǎn)。

3.1 場地分析階段的應(yīng)用

這一階段的應(yīng)用主要是指通過技術(shù)的應(yīng)用對軌道交通設(shè)計(jì)的整體區(qū)域狀態(tài)進(jìn)行分析。場地分析工作的開展是從宏觀角度上對城市軌道交通建設(shè)的效果進(jìn)行規(guī)劃和分析的階段，對于后續(xù)的一系列設(shè)計(jì)工作的效果可能產(chǎn)生非常直接的影響。關(guān)于場地分析的方法，主要是依托具體數(shù)據(jù)信息來進(jìn)行，且由于這一技術(shù)能夠?qū)?shí)際的設(shè)計(jì)效果進(jìn)行模擬呈現(xiàn)，因此更便于設(shè)計(jì)者觀察場地設(shè)計(jì)的效果。在依托BIM技術(shù)進(jìn)行軌道交通規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中，所需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息資料包括地質(zhì)環(huán)境資料、水文資料、建設(shè)區(qū)域的自然環(huán)境資料等，由于場地分析階段會(huì)涉及一部分?jǐn)?shù)據(jù)測量和計(jì)算工作，相關(guān)工作人員可將這部分信息內(nèi)容融入到整體的場地設(shè)計(jì)方案中，最終依托BIM技術(shù)的場地分析軟件，依托這些數(shù)據(jù)生成一份科學(xué)性和完整性相對更高的方案，或者從已經(jīng)生成的方案中選擇最后的方案進(jìn)行試運(yùn)用，這是優(yōu)化基礎(chǔ)環(huán)節(jié)的功能效果的有效方法[3]。

3.2 站點(diǎn)設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

車站作為一個(gè)獨(dú)立的軌道交通運(yùn)行環(huán)節(jié)空間，其自身的設(shè)計(jì)工作不僅要考慮到車站應(yīng)當(dāng)發(fā)揮的基本功能，更要從整個(gè)線路的建設(shè)角度分析不同站點(diǎn)的設(shè)置位置和面積規(guī)格等問題。只有將這兩方面問題進(jìn)行全面考慮，才能取得更好的站點(diǎn)設(shè)計(jì)效果。從站點(diǎn)設(shè)計(jì)本身的角度上來說，其內(nèi)部設(shè)計(jì)工作的開展也需要專業(yè)的技術(shù)和系統(tǒng)作支持，BIM技術(shù)作為先進(jìn)性和精確性都能夠達(dá)到一定水平的先進(jìn)技術(shù)，在車站設(shè)計(jì)中進(jìn)行應(yīng)用具有相應(yīng)匹配性。不同的軌道交通站點(diǎn)由于位置的差異在整個(gè)交通系統(tǒng)中的運(yùn)輸功能發(fā)揮要點(diǎn)也有所不同。在城市軌道交通設(shè)計(jì)中，不同的站點(diǎn)設(shè)置位置及其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是軌道交通設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的部分。車站內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及站點(diǎn)位置的選擇，需要分別從微觀和宏觀兩個(gè)方面入手提升工作的準(zhǔn)確性和有效性。另外，站點(diǎn)的日常運(yùn)行狀態(tài)和不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的客流量也需要進(jìn)行一定的模擬，以便為車次的運(yùn)行安排提供基礎(chǔ)信息。在站點(diǎn)的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)用BIM技術(shù)可以在圖紙呈現(xiàn)模式下使相對比較抽象的站點(diǎn)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)效果轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)性和靈活性的動(dòng)態(tài)圖像?？梢詭椭O(shè)計(jì)人員更加真實(shí)地掌握車站設(shè)計(jì)在實(shí)際應(yīng)用中的效果，從而為設(shè)計(jì)工作的開展提供根本性支持[4]。

3.3 線路規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

線路走向和整體分布網(wǎng)絡(luò)情況的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作對于整個(gè)線路的影響都是非常大的，為了協(xié)調(diào)好不同類型獨(dú)立線路的運(yùn)行需求，并且形成一個(gè)能夠和諧穩(wěn)定運(yùn)行的線路網(wǎng)絡(luò)，需要應(yīng)用BIM技術(shù)為相關(guān)工作的開展提供支持。城市軌道交通的線路設(shè)計(jì)在現(xiàn)代城市建設(shè)中具有復(fù)雜性高、設(shè)計(jì)效果的網(wǎng)絡(luò)化程度高的特點(diǎn)，合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)是在最大化利用城市內(nèi)部的土地面積的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出最為便捷且網(wǎng)絡(luò)覆蓋面最廣的軌道交通規(guī)模，其中必然會(huì)存在一部分交匯線路和聯(lián)通銜接線路，這些線路的規(guī)劃設(shè)計(jì)更需要通過碰撞檢查的方式對其具體設(shè)計(jì)中的運(yùn)行可行性進(jìn)行觀察和檢驗(yàn)，BIM技術(shù)就可以以三維呈現(xiàn)的方式將各個(gè)不同方向、不同源頭的管線實(shí)現(xiàn)全方位的綜合規(guī)劃設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)，從而滿足現(xiàn)代城市交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)的實(shí)際要求。

4 BIM技術(shù)應(yīng)用的未來發(fā)展趨勢

從未來發(fā)展趨勢的角度上分析，BIM技術(shù)作為一項(xiàng)技術(shù)先進(jìn)性和實(shí)際應(yīng)用便捷性很強(qiáng)的施工技術(shù)，在未來的應(yīng)用前景必然是非常廣闊的。從本文探討的城市軌道交通的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作出發(fā)進(jìn)行分析可知，現(xiàn)階段的城市軌道交通設(shè)計(jì)工作正呈現(xiàn)出從技術(shù)層面到運(yùn)行系統(tǒng)的完善層面都逐步提升和優(yōu)化的趨勢。未來城市中的軌道交通網(wǎng)絡(luò)逐步向擴(kuò)大的方向發(fā)展，BIM技術(shù)應(yīng)當(dāng)從技術(shù)難度和技術(shù)分析的精確度兩方面入手實(shí)現(xiàn)提升和完善，力求更加充分地發(fā)揮出此技術(shù)的重要作用。另外，城市軌道交通的施工建設(shè)中，此技術(shù)的應(yīng)用精確性提升則需要依托專業(yè)的技術(shù)研發(fā)人員和數(shù)據(jù)模型的構(gòu)建人員，從技術(shù)實(shí)施效果本身的提升入手到達(dá)更好的施工技術(shù)實(shí)施效果。

5 結(jié)束語

總的來說，城市軌道交通的規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中，BIM技術(shù)的應(yīng)用具有一定的必然性和必要性，依托這一先進(jìn)技術(shù)為軌道交通的設(shè)計(jì)提供服務(wù)，不僅能夠取得更好的設(shè)計(jì)效果和觀察視角，更能夠從具體的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)入手，抓住要點(diǎn)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以提高設(shè)計(jì)工作的針對性，這是實(shí)現(xiàn)軌道交通設(shè)計(jì)現(xiàn)代化的一個(gè)重要的技術(shù)支持，作為設(shè)計(jì)人員，應(yīng)當(dāng)積極掌握這種技術(shù)的應(yīng)用方法，并且結(jié)合不同的設(shè)計(jì)工作階段融合應(yīng)用。