基于BIM技術(shù)的城市軌道交通建設(shè)管理研究

李慶偉

摘要：當(dāng)前，社會進(jìn)步迅速，我國的城市化建設(shè)的發(fā)展也有了創(chuàng)新。國內(nèi)軌道交通工程BIM技術(shù)階段性應(yīng)用主要以設(shè)計(jì)與施工階段應(yīng)用為主，少數(shù)企業(yè)開展了規(guī)劃階段和運(yùn)維階段的BIM技術(shù)應(yīng)用。在軌道交通工程運(yùn)營管理過程中，涉及人員管理、設(shè)備設(shè)施管理、客運(yùn)組織管理、行車組織管理、演練管理、培訓(xùn)管理、應(yīng)急事件處置等多個方面，以往采用規(guī)則列表、文字描述、數(shù)字列表等管理方式無法滿足當(dāng)前日益復(fù)雜的管理需要。通過應(yīng)用BIM技術(shù)，可以直觀、清晰地對接運(yùn)營管理相關(guān)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，輔助開展運(yùn)營管理活動，有利于提高運(yùn)營管理水平和服務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù);城市軌道交通;建設(shè)管理研究

引言

城市軌道交通行業(yè)的發(fā)展，對于促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的作用。在軌道交通工程的建設(shè)過程中，由于其所處的地區(qū)環(huán)境、施工專業(yè)性等各種因素的影響，其建設(shè)過程存在較高的難度。而引入先進(jìn)的BIM技術(shù)可以有效解決很多的施工問題，具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。

1地下軌道交通工程特點(diǎn)及內(nèi)容

城市軌道交通地下工程通常會受到作業(yè)空間的限制，且施工作業(yè)有著較強(qiáng)的循環(huán)性、隱蔽性。在施工時由于力學(xué)狀態(tài)不是一成不變的，圍巖相應(yīng)的力學(xué)物理性質(zhì)也會出現(xiàn)不同程度的變化。地下軌道施工受到周圍作業(yè)環(huán)境的影響，導(dǎo)致地下水條件變化、噪音、地表下沉、振動等情況。加上城市地下軌道交通工程地下管線較多、存在各種建筑物、施工環(huán)境復(fù)雜，這就對施工中的變形監(jiān)測控制提出了更高的要求。除了外部影響之外，工程的水文、工程地質(zhì)也是重要影響因素之一，由于地質(zhì)的復(fù)雜性，為施工增加了較多的不確定因素。地下軌道交通施工采用的結(jié)構(gòu)形式較為多元化，且運(yùn)用到的施工方法也不是單一的，很多時候需要交叉變換施工，這也大大增加了施工難度。而由于地下軌道交通施工各種各樣的特點(diǎn)，無形中增加了施工的風(fēng)險性。為了保質(zhì)、保量、安全完成施工作業(yè)任務(wù)，必須針對施工安全風(fēng)險采取有效的控制措施。城市軌道交通安全施工風(fēng)險管理包含風(fēng)險的識別、分析、評價、對策等方面。首先，對施工中有可能出現(xiàn)的風(fēng)險進(jìn)行識別，找到有可能誘發(fā)風(fēng)險的因素，再分析風(fēng)險因素會對施工造成的影響以及導(dǎo)致這些問題出現(xiàn)的原因，然后依照風(fēng)險的影響程度判斷最終施工項(xiàng)目最主要的風(fēng)險情況，最終在此基礎(chǔ)上制定具有針對性的風(fēng)險管控措施。

2 BIM技術(shù)概述

2.1概念簡介

BIM技術(shù)（建筑信息模型），工作原理是以建筑物中的三維模型作為有效載體，將城市軌道交通工程項(xiàng)目開展過程中，包含的施工前設(shè)計(jì)、施工過程、工程管理等各種信息進(jìn)行連接并實(shí)現(xiàn)，使此技術(shù)貫穿到開展的項(xiàng)目，每個施工部分的整個施工階段中，使建筑物中所有的信息體現(xiàn)出集中與協(xié)同的效果。

2.2技術(shù)特征

第一，信息集成。BIM技術(shù)在應(yīng)用過程中，主要是通過利用數(shù)字信息，提前對建筑物狀態(tài)進(jìn)行有效模擬，其中所涉及的數(shù)據(jù)信息，必須具有真實(shí)性，且對視覺信息展現(xiàn)、關(guān)系設(shè)定要素較為重視，如設(shè)備等。此外，可以模擬組成建筑物部分構(gòu)建整體性能和功能應(yīng)用，通過信息展現(xiàn)的方式表示出構(gòu)建的連接模式等。此技術(shù)的本質(zhì)為，利用數(shù)字信息的有效性，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的相對應(yīng)功能，組建一個與工程項(xiàng)目各個方面都相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，方便建筑師獲取有效信息，提高工作的效率。第二，傳遞性。BIM技術(shù)對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行構(gòu)建時，可以保證所應(yīng)用的數(shù)據(jù)信息內(nèi)在的一致性、聯(lián)系性。由此可知，建筑物在不同時間段內(nèi)產(chǎn)生的信息，如果在后期階段存在被整改的情況，BIM系統(tǒng)可以及時捕捉到變化，并實(shí)施處理措施，不需要采用人工核對的方式，對設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行調(diào)整。傳遞性的優(yōu)勢在此技術(shù)中體現(xiàn)得非常明顯，不僅能提高工作效率，使工作及時展開，也能在一定程度上加快施工進(jìn)度。此外，將其應(yīng)用在工程開展過程中的各個施工階段過程中，能夠有效地表現(xiàn)工作的最終結(jié)果，并且通過提升各階段施工效率，能有效降低項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)成本。第三，支持與協(xié)同作用。在城市交通工程開展過程中，BIM技術(shù)可以被任何一個參與方使用，并且每一個參與方都能通過BIM技術(shù)達(dá)到有效的溝通交流，這不僅能使實(shí)時檢測的效率得到有效提高，也能確保項(xiàng)目涉及的應(yīng)用質(zhì)量以及呈現(xiàn)效果。而且參與方可以通過使用BIM技術(shù)，構(gòu)建三維建筑信息模型。同時，運(yùn)用專業(yè)的理論知識，做好管線與設(shè)備方面的碰撞測試環(huán)節(jié)，以增強(qiáng)不同部門之間的聯(lián)系緊密性，提高溝通效率。

3基于BIM技術(shù)的城市軌道交通建設(shè)管理研究

3.1進(jìn)行基于BIM技術(shù)的運(yùn)營場景模擬仿真

以BIM的運(yùn)營安全管理為例，通常包括應(yīng)急事件管理、性能化分析等幾個部分。其中，在應(yīng)急事件管理過程中，根據(jù)應(yīng)急事件類別，設(shè)置不同的數(shù)值。以火災(zāi)應(yīng)急場景為例，基于建筑布局及通風(fēng)模式、防排煙模式、屏蔽門開啟方式對火災(zāi)應(yīng)急事件發(fā)生時延期擴(kuò)散效果產(chǎn)生影響，為確定火災(zāi)發(fā)生時軌道交通內(nèi)部防排煙系統(tǒng)具有足量的排煙排熱功效，可以依據(jù)前期BIM建模軟件構(gòu)建的建筑信息模型，并通過專業(yè)仿真軟件（如消防模擬軟件Pyrosim），將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為軌道交通火災(zāi)模擬模型，研究軌道交通火災(zāi)事故發(fā)生時不同火源位置下、屏蔽門開啟方式、通風(fēng)模式對煙氣控制效果，進(jìn)而確定軌道交通設(shè)備損害最小、人員安全逃生概率最大、恢復(fù)運(yùn)行最快及安全疏散時間最短的方案。借鑒國內(nèi)外相關(guān)資料可知，軌道交通發(fā)生火災(zāi)事故時多數(shù)乘客是被因中毒、煙氣熏倒、窒息而導(dǎo)致的受傷或死亡，因此，運(yùn)營管理者可以利用BIM技術(shù)重點(diǎn)對軌道交通火災(zāi)煙氣蔓延規(guī)律進(jìn)行模擬，即設(shè)置站臺主風(fēng)機(jī)排煙、自然排風(fēng)、站臺主風(fēng)機(jī)及隧道輔助風(fēng)機(jī)組合排煙三種模式，分析屏蔽門打開一側(cè)、全部打開、全部關(guān)閉下一氧化碳濃度、站臺溫度場、站臺速度場及其對煙氣的控制效果。在性能化分析方面，運(yùn)營管理者可以設(shè)置相關(guān)數(shù)值，逐一模擬“采用工位送風(fēng)及頂峰旋流風(fēng)口對人員所在區(qū)域送風(fēng)”“僅采用工位送風(fēng)對整體調(diào)度大廳送風(fēng)”等多種方案，選擇大廳熱環(huán)境調(diào)度最優(yōu)方案并下達(dá)送風(fēng)決策指令。