BIM技術在軌道交通工程設計中的應用

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（南昌軌道交通設計研究院有限公司 江西南昌 330000）

0 引言

BIM技術，即建筑信息化模型，適用于工業與民用建筑工程。其具有信息完整性、信息聯系性和優化性等八大特征。BIM技術可以用于設計、建造和管理等領域，支持建筑工程的集成管理環境。運用BIM技術可以顯著提高建筑工程的進行效率，降低技術風險。但是，該項技術在實際應用中仍然存在一定問題，本文將簡要探討實際應用中出現的問題，并提出具體對策以促進BIM技術的廣泛應用。

1 BIM技術在實際應用中出現的問題

1.1 缺乏軟件支持

BIM技術的實現除了技術人員要素的適用范圍外，還需要相關軟件的支持。簡而言之，沒有相應軟件就無法實現BIM技術的應用。BIM核心建模軟件由幾何造型軟件、可持續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中具有聯系性，缺一不可。現階段BIM技術缺乏軟件支持，從而在實際應用中運行效率低下。

1.2 BIM技術人員素質較低

BIM技術應用學科為幾何學、空間關系和地理信息系統等，其理科性、抽象性和專業性較強。BIM技術人員在我國則需要通過統一的BIM認證考試才能夠獲得BIM從業資格證書，進入相關行業就業。雖然BIM從業人員門檻較高，但其技術素質仍有待提升。

1.3 BIM技術適用范圍較小

這里的技術適用范圍既指BIM技術所涉及領域也指BIM技術適用的對象。現階段BIM技術的運用主要體現在建筑模擬中，適用范圍較小。

2 具體措施

2.1 加強軟件建設

BIM技術軟件由造價管理軟件、模型綜合碰撞檢查、運營管理軟件、發布審核軟件、深化設計軟件、模型檢查軟件、可視化軟件、結構分析軟件、機電軟件、可持續軟件和幾何造價軟件共同組成。所以加強軟件建設應該從BIM技術軟件的下設軟件開始加強，從而使BIM技術軟件的總體水平提高?？梢詮膮祷O計和數字化平臺兩方面提升軟件的運算能力和處理能力。參數化設計是對一種抽象性描述，包含生成設計、算法幾何和關聯性模型等概念。關聯性模式是實現參數化設計的重要手段，模型的構建需要由不同的元素單元組成。結構定義表述為參數輸入模塊、調節控制模塊、邏輯計算模塊和數據輸入輸出模塊組成。關聯性模型建立后，通過BIM技術人員的輸入和調節就可以讓BIM技術軟件完成復雜的運算，并自動輸出設計成品數據和模型圖樣。BIM軟件的設計也要符合交通建筑性能分析復合設計流程，不能進行跨步驟演算，應該遵循程序的流程性。由于現在城市交通工程車站建筑功能和建筑空間關系日益復雜，對其構建模型幾何需要進行更多的分析、設定和運算處理，這也對軟件性能提出更高的要求。對于大型公共運輸建筑，性能成為其質量檢驗時的關鍵標準。針對大型公共運輸建筑所涉及的BIM軟件應該包含消耗模擬、消化模擬和運輸質量模擬。軟件根據施工主體的不同，也應該包含周邊環境、地質環境鹽酸、主體結構和基坑關系演算等內容。外來BIM軟件漢化也有一定問題。

以唐山市地鐵建設為例，將唐山市地質情況、地面上環境和已有交通路線輸入到BIM軟件下設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告。但由于歷史性和自然性的雙重因素，唐山市地質情況使得唐山市不適宜建設地鐵，由此唐山市的地鐵分析報告會顯示不可行的相關內容。

2.2 提高BIM技術人員工作素質，進行團隊合作

雖然BIM就業人員需要通過BIM資格考試才能獲得從業資格證書，進入相關領域進行就業，但這并不代表本行業就業人員工作素質較高。BIM就業人員應該提升自己的工作能力，提升自己的工作素質，適應BIM技術的飛速發展。BIM工程師根據自身應用領域可以分為BIM產品設計人員、BIM軟件開發人員和BIM工具研發人員。BIM工程師基本素質要求為：職業道德、健康素質、團隊協作能力和溝通協調能力。BIM工程師也應該集成較為完備的BIM團隊，以團隊形式提升工程進展素的。BIM團隊應該由熟悉軌道交通設計，相對有經驗的專業設計人員組成。團隊中也應該有熟悉BIM軟件運作的軟件工程師和產品研發人員。BIM工程師應該在不斷實踐中提升自己的工作能力，也要跟進技術前沿，提升自己對先進知識的理解和掌握。管理層人員要采取一定措施激勵工程師人員提升自己的勞動能力。管理層人員可以采用股權激勵、工資激勵等方式鼓勵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化的BIM技術團隊，以團隊工作方式提升軌道交通設計工程的進展速度和工程質量。中鐵上海局集團就擁有一只專業性較強的BIM團隊，隊員自身素質能力較強，也十分擅長運用BIM技術軟件。這支團隊依托在建地鐵項目中不斷強化的BIM技術贏得了一場又一場軌道交通工程技術攻堅戰，成果斐然。該團隊中的技術人員依托BIM技術對施工作業各項工序進行模擬運算，提前發現102處碰撞點，有效避免了事故問題的發生。在安裝工程完工后，該支隊伍還運用了虛擬現實技術對現場進行實時分析，進行工程后期維護。工程隊將工作人員集成隊伍可以有效提升工作速度和工作效率，進而拉低工作時間，降低工作成本。

2.3 擴大BIM技術適用范圍

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成。相較于國外而言，現如今BIM應用施工在我國還并非普遍現象。BIM技術人員應該擴大BIM技術的適用范圍，讓BIM技術能夠最大限度的發揮其效能，提高工程建設進度。BIM在施工中的運用具體體現在計算施工成本等方面。在施工成本的計算上，BIM技術整合可以減少重置施工和失敗成本，節約工期；施工進度方面，BIM技術能夠提高驗收正確性，讓施工方各個單位能夠最大限度的掌握施工具體信息；在施工品質方面，BIM技術的運用可以減少返工現象，能夠優化交通設施建筑細節。BIM技術還應該應用到設計圖樣可行性分析、設計圖紙符合、現場4D管理等方面。BIM技術并不僅僅拘泥于模型的構建，相關技術人員和軟件設計人員應該將BIM技術應用到軌道交通工程的更多建設方面。

以施工現場4D管理中的BIM，技術應用為例：在我國西部地區建設跨深谷型橋梁時，BIM工程師通過BIM技術能夠輕松創建、審核和編輯橋梁的4D進度模型，相關技術人員也能夠根據BIM工程師所模擬出的4D橋梁模型編制出符合實際的進度表。在這種情況下建立的進度表能夠和三維模型完美對接，從而使各個項目方順暢溝通，最大限度的提升協作效果。BIM技術還能通過建立模型的方式，在設計階段模擬出大橋的防風能力和抗壓能力，進而計算出大橋在不同情況下的抗壓能力。在后期維護時，工程師通過BIM技術也能精準算出預防性養護時間。通過BIM技術，能夠最大限度的降低工程時間，提升工作能效，協調工程各方溝通。

3 結語

促進BIM技術在軌道交通工程設計中的應用，需要從軟件性能提升、BIM技術人員素質提升和擴大BIM技術的適用范圍三方面出發。BIM技術的提升需要技術人員、產品研發人員和軟件開發人員的共同努力。BIM技術的發展注定是一個漫長的過程，業界人士應該聯合起來，共同促進本技術的發展、壯大。