BIM技術在城市軌道交通施工階段的應用研究

王惠晨

(無錫汽車工程高等職業(yè)技術學校，江蘇 無錫 214153)

1 BIM技術的基本概念

BIM技術，是一種應用于工程項目施工和土木工程建設的新技術，該技術具體來說是依托于信息技術和數(shù)字技術而發(fā)展的土木工程技術，其基本的概念是，通過自身的數(shù)字技術，將建筑結構和各種數(shù)據(jù)以三維模型的形式展現(xiàn)出來，并且可以基于這一模型，實現(xiàn)各種結構調整、數(shù)據(jù)修改、動態(tài)演示等工作的應用，促使工程項目的設計和施工，拜托過去單純的圖紙分析和現(xiàn)場分析兩種方式，對于減少工程量和提升工作效率都有很大的幫助作用。也正是基于BIM技術優(yōu)越的應用效果，在當下的很多工程項目施工中，都能看到BIM技術應用的身影。

2 BIM技術在城市軌道交通施工階段的應用價值

城市軌道交通施工，本身具備體量大、建設周期長、建設費用高等特點，因此對于該項目的施工需要相關的工作人員和單位應用相應的技術，實現(xiàn)城市軌道交通施工的質量保障。而本文認為在項目施工中，BIM技術的應用，主要具備如下的應用價值。

首先，BIM技術的應用能夠有效提升城市軌道交通的建設施工質量，這主要是因為BIM技術本身可以通過三維模擬，實現(xiàn)對施工中建筑結構、施工效果等的現(xiàn)實模擬，并且基于其數(shù)據(jù)的真實性，在建筑結構施工的過程中，相關工作人員還可以通過技術的數(shù)據(jù)的分析和結構的研究，發(fā)現(xiàn)其中缺陷和問題部位并及時修改，能夠在很大程度上降低工程項目的施工風險，提高最終質量。其次，BIM技術的應用，對于工程的施工效益也有很大提升。工程施工效益的提升需要從兩方面來講，一方面是工程中，技術的應用可以提升質量減少問題，促進工期的保障和建設效率的提升，因此就可以避免工程問題和工程延誤導致的賠償，進而保障經(jīng)濟效益。另一方面，是技術的應用可以彰顯施工單位良好的技術應用能力以及整體施工保障效果，這對于企業(yè)的市場競爭力和社會口碑都有很大的提升，能夠促使企業(yè)在社會中和后續(xù)的市場競爭中獲取更大訂單，實現(xiàn)整體效益的提升。最后，BIM技術的應用，也可以實現(xiàn)整體安全性的提升，這還是得力于工程項目建設中，BIM技術本身應用的良好技術分析以及良好數(shù)據(jù)監(jiān)測和可視化結構展現(xiàn)，總的來說可以促使施工設計人員快速發(fā)展工程項目的建設問題，保障最終施工的安全性。

3 BIM技術在城市軌道交通施工階段的應用

3.1 方案比選

城市軌道交通的建設，基于建設過程中受到城市地區(qū)的限制，以及規(guī)劃要求的考量，在設計的過程中，相關的單位人員需要首先做好方案的必選。方案的必選簡單來說就是通過BIM技術的應用，對城市環(huán)境和城市各項數(shù)據(jù)，特別是地下管道、地上車流、建筑范圍等數(shù)據(jù)的錄入并建立數(shù)字沙盤，以三維模型的方式將城市展現(xiàn)在設計施工人員面前，并以此制定合理的施工方案和各種預備方案，并在此基礎上結合現(xiàn)實環(huán)境進行方案的對比選擇，選出最為合適的方案，以此最終實現(xiàn)設計施工效果的提升，避免后期的返工。

3.2 可視化設計

傳統(tǒng)的CAD設計中，設計人員在設計的過程中，需要應用到各種圖紙，這種圖紙的應用能夠對設計工作帶來數(shù)據(jù)、規(guī)劃等多方面的優(yōu)化保障。但是基于城市軌道交通設計的復雜性，以及設計中城市環(huán)境的復雜影響，僅以這些傳統(tǒng)的平面圖紙進行設計施工的保障是完全不足的，因此就需要應用BIM技術，實現(xiàn)可視化的設計，可視化的設計不僅是設計中數(shù)據(jù)詳盡和設計合理的重要保障，也是促進三維化設計成果提升，以及各種問題快速解決的重要手段。在軌道交通哪個系統(tǒng)施工中，對于BIM技術的應用以及其中可視化技術的落實，主要突顯在BIM技術自身的虛擬技術上，虛擬技術作為BIM技術的重要內在技術分支之一，其在應用的過程中，可以通過虛擬但能夠直觀看到的虛擬圖像，為設計和施工人員展現(xiàn)軌道交通施工的整體設計思想和整體設計方案，這對于大規(guī)模且工程涉及面廣的軌道交通工程來說具備很好地幫助作用。而在實際的應用中，虛擬現(xiàn)實技術的應用主要有如下集中具體應用方式。首先，虛擬效果圖。虛擬效果圖就是在施工過程中，應用3D、SU等軟件技術進施工方案的預先模擬，并應用計算機進行立體建模和場景渲染，在渲染完成后，相關施工人員、管理人員等，可以從不同角度、不同環(huán)境等方向進行現(xiàn)場施工的虛擬化展現(xiàn)，更好的表達軌道交通工程建設的要求。其次，場景漫游技術。該技術就是在虛擬效果圖的基礎上增添設計中人與設計場景的互動性，實現(xiàn)從多個場景進行施工現(xiàn)場和預先設計規(guī)劃的觀察，現(xiàn)對于單張的效果圖具備更為全面的觀察效果。最后，實際場景應用，在施工的過程中，技術人員為了保障施工過程中的場景真實性以及落實設計階段要點中對各種模型的仿真設計，可以在實際應用中對現(xiàn)實的場地、草木、周邊建筑等拍照錄入，并創(chuàng)建相應的仿真模型，形成立體且真實的場景，供設計人員和施工人員參考和調整。

3.3 碰撞檢查

城市軌道交通的建設，從來都不是土木工程一方面的工作，而是需要結合電力工程、水利工程、城市規(guī)劃等多方面工作內容的工程項目，因為城市軌道交通本身需要面對錯綜復雜的城市地下管線以及城市地上空間規(guī)劃情況。而基于這種問題的影響，對于BIM的技術應用就更為重要，因為BIM的技術應用可以實現(xiàn)碰撞分析，為上述問題和情況的解決實現(xiàn)了解決的可能。對于土木工程的建設來說，碰撞問題主要為軟碰撞，也就是設計中的空間不足，管線專業(yè)內部及與土建專業(yè)的碰撞問題多因實施先后順序或專業(yè)間溝通不暢導致的硬碰撞，即空間關系重疊問題。但是鑒于該技術的專業(yè)性較強，在實際的應用中應當注意。首先，在技術應用的過程中，相關人員要注意學習和掌握人工智能技術的重要要點，并在日常的工作中加以應用，提升自身的人工智能應用能力，實現(xiàn)基于智能技術的碰撞檢查。其次，在技術應用和碰撞檢查的過程中，要明確技術只是輔助工具，并不能取代人工進行全方位的設計和施工規(guī)劃，因此在設計的過程中，相關的設計人員要避免對人工智能技術的依賴，以免造成自身設計能力的下降。

3.4 工程量統(tǒng)計

同時BIM技術能夠對各種系統(tǒng)予以整合，包括構件信息系統(tǒng)、施工流程系統(tǒng)等，這種系統(tǒng)上的整合不僅有利于操作，更有利于對工程量的統(tǒng)計，包括各種工程量編制、成本管控等，都可以在BIM技術的應用下實現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效展現(xiàn)。而在建模過程中，一方面BIM技術的應用可以實現(xiàn)對各種材料的數(shù)據(jù)獲取，并通過自動報表和自動統(tǒng)計的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動更新。另一方面，在濕濕的過程中，通過BIM技術的材料分類，可以更快的實現(xiàn)工程量的統(tǒng)計。此外，明細表統(tǒng)計工具可以用于建筑面積圖紙目錄、防火分區(qū)、房間面積等多重信息。節(jié)省了大量設計中簡單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作量。

3.5 自動出圖

利用BIM技術，城市軌道交通施工中自動出圖的技術實現(xiàn)也成為可能。BIM技術本身就可以在應用的過程中，對圖紙的比例、位置、樣式等進行自定義，在滿足了建模需求和設計要求后，BIM技術可以通過對建模的分析和數(shù)據(jù)的結合，實現(xiàn)對圖紙的聯(lián)動式更改，也就是說，設計人員對模型的數(shù)據(jù)更正，可以聯(lián)動到相關圖紙數(shù)據(jù)的自動更正，這對于施工中圖紙設計的進行，可以節(jié)省大量的時間和工作，但目前由于缺少三維出圖的相關規(guī)范，軟件自身的設置又難以滿足傳統(tǒng)制圖規(guī)范要求，因此后續(xù)需要進行相關二次開發(fā)來適應圖審需求。

4 BIM技術在城市軌道交通施工階段的應用質量控制

4.1 建立建筑工程BIM模型

BIM技術在本質上來說是一款數(shù)據(jù)處理軟件。因此對于BIM技術的應用，首先要注意對參數(shù)錄入的正確，這就有需要在設計規(guī)劃的過程中，由相關的工作人員做好數(shù)據(jù)的現(xiàn)場檢驗，并利用插件進行數(shù)據(jù)的快速導入和自動建模，之后再結合現(xiàn)場情況進行參數(shù)調整修正，最終實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)錄入和動態(tài)控制。除此之外BIM模型的構建也需要注意三維建模和信息采集，其中軌道交通工程施工的過程中，對于三維建模環(huán)節(jié)的應用，主要是注重對遙感數(shù)據(jù)、GIS技術等各項技術進行應用，以此實現(xiàn)對周邊環(huán)境的分析研究。而在此基礎上，設計人員就可以應用3DGIS技術，以及虛擬現(xiàn)實技術結合數(shù)據(jù)信息進行三維模型的構建，這種三維模型在設計工作上有利于對軌道交通工程施工中各個重要部位和構件的透視，并且結合復雜地形和空間環(huán)境來說，建筑設計的精確度也是相當高的。信息采集環(huán)節(jié)的應用，需要注意信息數(shù)據(jù)的采集主要的目的在于了解當?shù)氐脑O計情況，并以此為基礎進行設計工作的靈活化。這也就要求在設計的過程中，相關的設計人員要注意對各種設計數(shù)據(jù)的獲取，包括地理信息、氣候信息、環(huán)境信息、周邊城市信息等，而對于這些設計信息的獲取，一方面是結合現(xiàn)場拍攝航空拍攝扥該方法進行實際的信息獲取，另一方面也需要注意將收集而來的數(shù)據(jù)應用數(shù)字技術進行分析檢查一次實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)處理和應用。

4.2 施工過程事前質量控制

基于BIM技術在應用過程中的三維展示功能，在施工的過程中，相關的工作人員和技術人員，也需要注意在BIM技術應用的過程中，做好動態(tài)演示和碰撞檢查工作，以實現(xiàn)對施工中各種問題的發(fā)現(xiàn)并解決，提高施工方案優(yōu)化效率。例如在管線的施工裝飾過程中，非專業(yè)人員很難在現(xiàn)場分析和圖紙分析中，發(fā)現(xiàn)施工問題，因此這就需要應用到BIM技術，進行施工前的事前控制，通過三維模型，BIM技術可以實現(xiàn)對不同構件位置的展示，并可以對各種數(shù)據(jù)參與予以同步展現(xiàn)，在這一情況下，及時是非專業(yè)人員也可以通過對相關要求和規(guī)范的結合，以及簡單的培訓，實現(xiàn)對這一專業(yè)問題的分析，實現(xiàn)對各種數(shù)據(jù)的對策，實現(xiàn)有效的事前控制，減少事中和事后控制帶來的高昂成本。

4.3 施工過程事中質量控制

在城市軌道交通的施工中，基于施工現(xiàn)場的環(huán)境復雜，對這一施工階段的質量控制尤為重要，對于施工階段的質量控制，本文認為主要是注意加強對BIM技術的應用，對于該技術應用下質量控制的落實。首先，在施工的過程中，通過BIM技術，實現(xiàn)對工程施工的動態(tài)化展示，也就是通過動態(tài)的模擬，實時的發(fā)下工程施工的問題環(huán)節(jié)，并及時優(yōu)化，避免出現(xiàn)問題出現(xiàn)在積累一段時候后再處理的情況。其次，在施工的過程中，還需要相關的工作人員做好對BIM技術的管控平臺建設，管控平臺建設，就是通過現(xiàn)場的監(jiān)控設備和各種數(shù)據(jù)采集設備，構建一個動態(tài)的、可視的管控平臺，實現(xiàn)對現(xiàn)場施工作業(yè)的實時管理。而在施工中，做好場景的渲染優(yōu)化是極為重要，場景渲染優(yōu)化主要是通過有效的場景渲染，實現(xiàn)對現(xiàn)場場景細節(jié)問題的還原和展現(xiàn)，渲染模擬完成后，設計人員還可以通過對視角的轉化，實現(xiàn)對不同角度下效果的展示，這對于設計人員從多方面考量和分析設計結果，有很大的幫助。最后，事中的質量控制也需要注意強化信息化監(jiān)控技術的應用，對于這一技術應用處了注意對系統(tǒng)的了解以及應用外，還需要注意在應用過程中提高人員素質、做好設備強化等，以此實現(xiàn)有效的技術應用。以此實現(xiàn)有效的工程建設質量、安全性保障，促進工程施工的推動發(fā)展。

4.4 施工過程事后質量控制

基于BIM技術搭建的數(shù)據(jù)信息平臺不僅可以根據(jù)項目參數(shù)進行建模，還可以對施工過程中各類信息資料進行分類歸檔，施工現(xiàn)場的各種影像數(shù)據(jù)資料和BIM三維模型構建項目數(shù)據(jù)庫?，F(xiàn)場驗收階段可以根據(jù)該數(shù)據(jù)庫進行驗收活動，驗收過程中對可能的隱患和缺陷需要驗證時，在數(shù)據(jù)庫中快速查閱文件和照片資料以及與三維模型對比，進一步核實施工問題，確保項目質量。數(shù)據(jù)庫的應用未達成方便應用的效果最好能夠結合人工智能技術的應用，因為人工智能技術的應用具備重要的優(yōu)勢。首先，人工智能的應用能夠有效的促進系統(tǒng)的穩(wěn)定，因為人工智能依托于計算機技術，本身在邏輯思維和判斷能力上要遠高于傳統(tǒng)計算機技術，更高于人工的控制手段，因此在應用的過程中，可以憑借自身的技術優(yōu)勢實現(xiàn)對設備的幫助和輔助。其次，即時控制。人工智能的應用也可以實現(xiàn)對各種電氣自動化技術和設備的即時控制，因為該技術的應用可以憑借自身優(yōu)秀的短時響應能力，實現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)傳輸和指令下達，總的來說可以有效的實現(xiàn)對設備控制問題的解決，避免軌道交通項目施工中的問題發(fā)生。

5 結 語

綜上所述，BIM技術作為重要的施工技術，其在城市軌道交通施工建設的過程中，具備重要施工應用價值和意義，而其實際的施工建設，也有很多技術應用重點，包括方案比選、可視化設計、工程量統(tǒng)計等，而本文認為若想實現(xiàn)施工建設過程中技術的有效應用，就需要在施工建設過程中做好施工過程事后質量控制、事中質量控制和事前質量控制，并注重建立建筑工程BIM模型，以此實現(xiàn)技術應用質量和軌道交通建設質量的提升。