BIM技術在地鐵工程中的應用

高洪祥 魏永青 劉文桐

摘 要：現階段，我國的軌道交通正在高速發展，但地鐵工程建設費用高、投資量較大，另外工程建設專業性和綜合性都很強，所以在實際的設計施工環節中存在不小的難度。而新信息技術的問世為地鐵建設提供了新思路。該作筆者在剖析BIM技術在國內外地鐵工程中應用現狀的前提下，進一步對未來此項技術在國內地鐵工程中的前景進行了研究。

關鍵詞：BIM技術；地鐵工程；研究與分析

眾所周知，投資巨大、施工工期長、涉及內容廣泛、數據信息處理量大等是地鐵工程項目的主要特征，不管是設計、施工或者運行管理均存在著人力資源緊張的情況，很可能出現工期拖后、施工質量差、安全隱患頻發等一系列問題。因此，怎樣更有效地在確保工期、安全、質量的基礎上，進一步提高“效率”成為了當前亟待解決的問題。BIM技術的問世為這些難題的解決帶來了新的希望和思路。

一、BIM技術的基本內涵與具體運用

（一）BIM技術的主要內涵研究

按照國外BIM標準對BIM技術進行定義，其主要是構造、管控設備物理和功能特征的數字化表達過程。BIM作為有關設備共享的知識資源，給設備全生命周期的決策制定提供了有效的數據支撐。盡管各組織對BIM技術有著多種多樣的定義，但是總體而言，BIM技術基本上包含以下核心觀念：

首先，BIM是建筑物物理與功能特征的數字化表達，其可以有幾何、空間、量等各類物理信息，也可以有能耗數據、設施使用說明等一系列功能性信息。其中，幾何信息可直接用于可視化，以便提高交流協調的有效性，除此之外，上述各項數據絕非獨立，而是和構件有關，是一個多維度的、富含設施信息的關聯數據庫。其次，BIM當中包括的信息是由概念到拆除的全生命周期中一切決策提供可靠信息，能夠在各類專業、利益關聯方間實現數據的傳輸和共享。與此同時，其還可以在復雜的環境之中保持數據共享和持續更新，也就是在各類工程信息間構建起實時的、統一化的聯系，對平臺當中信息的改動均能夠在關聯處得以體現，從而令業主、設計方、施工企業等關聯方都可以更加清晰地掌握工程的進展情況。

（二）BIM技術在國內外地鐵工程項目中的運用

首先，西方發達國家的城市軌道交通建設早已陷入了沉寂期，BIM技術的運用主要在改擴建、運營維護等方面得以體現。比如說，英國倫敦耗費7億英鎊展開了維多利亞站的升級改造項目，當中借助BIM技術完成了協同設計以及施工控制，從而令業主、設計、施工、供應商等關聯方能夠高效協作；又比如，加拿大首都多倫多某地鐵擴建項目中參建方基于 Bentley Project Wise展開了3D協同設計。

其次，進入到本世紀以來，中國已經成為全球城市軌道交通發展最快的國度之一。BIM技術在國內城市軌道交通行業中的運用仍舊處在初期階段，領域內缺少廣泛地運用，現今主要處在研發時期，較為集中的應用則是在設計過程中。在我國港臺地區，BIM技術的運用遠遠領先于大陸地區。目前，香港地區的地鐵站當中，已經實現了二十多座BIM建模，有些已經展開了譬如能耗、煙霧、可視化碰撞等更深層次的研究應用，并且獲得了不錯的社會經濟效果。像我國的臺北地區，捷運萬大線項目中全面啟用了BIM技術，特別是在設計檢驗和細節設計、施工檢討和進度檢測、設備資料管理和防災動線檢討等幾個方面。反觀大陸地區，不少業主、施工單位特別是北京、上海、南京等城市的軌道交通建設過程中，越來越注重BIM技術的運用。例如，上海地鐵11號線石龍路站的風水電安裝工程選取了BIM碰撞檢測技術，借助數字化、可視化的信息來仿真模擬設施的真實狀況，并通過碰撞檢測技術進一步對施工方案進行了優化。

二、BIM技術在地鐵工程中的運用設想

（1）模擬優化。

BIM的最大優勢便為可視化，在設計時期就能夠直觀地發現建成之后的效果；另外，BIM具備參數化特征，這就令模型能夠直接用來進行計算與研究。在地鐵工程項目中，我們不妨借助各種BIM技術對采光、空氣循環、能耗、人流疏散模擬等在設計初期階段對實際的運營狀況進行仿真模擬，從而盡早發現設計環節中存在的問題，提高設計水平和后續的運行能力。

（2）施工模擬。

BIM技術能夠直接導入進度計劃，動態顯示模型進度，及早對施工現場進行布置，材料儲存、設備出場路線、復雜節點的裝配等環節展開模擬。在虛擬現實的情況下，借助對整個施工環節的還原仿真，令工程參與者對工程項目有一個更加直觀的了解。那些較為復雜的施工部分，也可根據具體的施工方針在計算機中進行模擬操作，進而達到施工方案優化的效果。

（3）沖突檢驗。

BIM技術具備極強的沖突檢測效用，這在很大程度上有助于進度浪費現象的減少。一系列專業沖突浪費了大量進度，不少廢棄項目在返工過程中也導致了人工、材料等的耗費。地鐵項目涉及范圍較廣，且具有空間狹窄、管線復雜、碰撞性強烈的問題。尤其是現階段三邊工程較多的情況下，專業沖突極為常見，自然引起的返工情況也十分普遍。在此前提下，借助BIM系統可以對設計進行及時跟蹤，并在第一時間找到問題所在，為問題的解決、施工進度及效益水平提供有力保障。

（4）投資控制。

地鐵工程的計量在全過程造價管理當中，除了具有工作量較大的特點，同時也具有計算難度大的問題，要想在全周期實現持續統計、拆分以及分類匯總各階段、施工段的工程量更是不太容易，滯后的手工演算手段早已無法滿足精細化造價管理的基本需求。基于BIM技術的造價控制，能夠準確計算出項目的工程量，并且反映出更加精確的投資資料，目的是盡可能降低造價控制方面的缺陷。此外，可以借助廢棄工程項目，來減少變更與簽證，進一步降低造價成本。

（5）溝通協同平臺。

在BIM模型當中含有巨大的數據量，同時又具備可視化優勢，其能夠作為工程各參與者最好的溝通平臺。此外，可視化能夠增強溝通效率，信息的一致性也能夠防止工程項目各參與者、相關部門之間的信息孤島問題，及時有效地進行信息傳輸，進而提升決策有效性和質量。地鐵工程項目的各項業務控制平臺若可以和BIM技術完美契合，則新的工程項目控制平臺工作有效性將會大大提高。

三、結語

綜上所述，本文主要對現階段BIM技術在地鐵工程當中的具體應用問題進行了較為深入、全面的研究。當前，我國的BIM標準仍然處于編制過程中，不同軟件間的數據打通依舊存在較大難度，BIM技術的應用模式尚未成熟。但這并不會阻礙BIM成為下一階段建筑行業最受關注的信息技術，BIM技術在不久的將來定能有更加廣闊的應用前景。

參考文獻：

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[2]邢民，蘇米亞.BIM在地鐵車站工程中的應用價值與障礙分析[J].工程經濟，2016（1）.