BIM技術在軌道交通工程設計中的應用

丁智明

摘? ? 要：隨著我國經濟不斷發展，科學技術水平不斷提高，軌道交通的建設也在高速發展進步。但軌道交通由于其地理環境復雜、設計施工專業化程度高的特性，在實際建設中帶來了許多難點。BIM技術在軌道交通工程中的運用可以有效提高施工效率、優化工程方案、降低施工風險、節約時間和經濟成本。本文針對BIM技術在軌道交通中的應用價值和施工關鍵要點進行研究探討，對軌道交通工程BIM體系的構建進行展望。

關鍵詞：軌道交通;BIM技術;工程設計

1? BIM技術在軌道交通中的應用價值

城市軌道交通整體線網的規劃需要考慮自然、經濟和社會因素，線網中每條線路都要在符合整體線網的施工路線布局的基礎上，根據施工線路周圍的具體人口、經濟狀況、出行需求進行適當的調整。這樣的規劃需要建立在大量詳實可靠的資料的分析基礎上的，并會涉及到城市中的各政府部門之間的溝通決策。因此可以引入BIM+GIS的構建思路建立城市軌道交通數字模型，在模型中納入城市的各項基本信息。通過構建出的城市模型對地質、人口密集度、出行需求等信息進行數據分析，準確規劃城市交通線網，并根據信息變化做出適當的修整優化。

在設計階段，BIM技術也發揮著重要作用。BIM可以搭建模型還原軌道交通工程，解決軌道交通工程中空間復雜、系統管線眾多的難點，保證設計的精準度;由于軌道交通建設中涉及的專業過多，可以利用BIM模型與各專業人士進行交流，吸取建設運營的建議，優化設計方案;BIM技術中的構建屬性信息可以對模擬出的軌道交通工程進行進一步細節優化設計。

2? BIM技術在軌道交通工程設計中的應用

2.1? 協同設計

BIM技術下的協同設計，指的是設備、結構以及建筑等各個專業工作于同一個工作平臺下，集體共享設計的項目中心文件。各專業人員采用自己的BIM核心建模軟件來建立其本專業的BIM模型，將自己的BIM模型與中心文件鏈接并同步，將修改或者新添加的信息自動添加到中心文件中。該中心文件就是建筑信息模型，所有專業能夠通過建筑信息模型來對其他專業構件的信息以及布置等進行查看，這為信息共享提供了便利。

設計單位在對方案進行設計、初步設計以及對施工圖進行設計時，都可以對專業進行分類，例如結構工程、設備工程以及建筑工程等，結構專業中包括柱、板、梁;建筑專業包括門窗、屋頂、樓板以及墻柱;設備專業包括消防、電、暖、水等基本圖元。這些圖元組成具有較高復雜的體量，也被稱為“族”，其與CAD中的“塊”比較相似。最后各個專業協同，將完整的BIM模型搭建完畢。

2.2? 自動碰撞檢測

城市軌道交通工程設計中牽扯專業較多，將近30個，車站內部的吊頂管線數量眾多，需要各個專業相互配合。平面設計時，大量管線以平面圖紙表現出來就是密密麻麻的線條，CAD視圖界面上還可以采用不同寬度與顏色的線條來進行區分，但是當圖紙打印出來時，幾乎全都是黑色的線條，難以相互區分，也不夠直觀，因此即使是有問題，也難以及時發現;剖面圖上的管線排布無法將站內全部管線的高程情況反應出來，空間局促部位如梁下、交叉以及轉角等時常存在梁與管線或者管線之間沖突的問題，但是由于缺乏三維立體空間反饋的緣故，僅從圖面上是看不出問題的，因此平面設計下的管線綜合排布始終是讓人看了就頭痛的工作。

BIM技術的碰撞檢查功能可以實現自動碰撞檢測，三維管線綜合基于BIM三維建筑設計，對管線進行碰撞檢查、標高調整以及走向優化等，這一技術妥善解決了“管線打架”的問題。自動碰撞檢測的功能在短時間內檢查錯、漏、碰、缺，這使得工程師能夠在短時間內獲得設備管線的高程沖突的指導意見，避免了二維設計中各專業信息確實的問題，使得設備、結構以及建筑各專業之間的溝通效率得到了提高，明顯提高了設計以及施工質量。

各專業工程師基于BIM軟件，建立與實際工程大小相同的模型，之后利用專業協同功能來獲取相關專業的信息。之后根據“有壓讓無壓”、“強弱電整合”、“小管讓大管”等原則，由計算機來對各個構件對象之間的相互影響進行自動檢測。例如，自動碰撞檢測可以提示哪里的管線在高程上存在沖突、暖通風管是否存在腋角或梁沖突等。基于BIM技術可以實現自動碰撞檢查，能夠發現人工難以發現的碰撞點，經數次檢測以及設計調整之后，得到的“零碰撞”模型可以滿足各專業以及施工要求。

3? BIM技術在軌道交通中的施工要點

首先是要根據軌道交通工程的具體要求，制定工程實施方案和技術標準，要求方案和標準遵循現實可操作原則，能夠實現BIM模型的有效落實，促進信息的有效傳遞。在確立了技術標準和項目實施方案后，需要建立基于BIM技術的工程項目管理平臺，貫穿軌道交通中規劃、設計、施工和運維的整個生命周期流程，對所有參與方的協同參與進行精細化管理調控，有效提高各參與方與整體項目的配合效率，管控工程建設的進度和質量。BIM工程項目管理信息平臺的特性是統籌集成管理和全生命周期性管理。統籌集成管理，即將工程建設的各項目進行整體統籌安排，比如在施工前通管局哦BIM技術綜合項目的目標、計劃和管理要求，進行項目管理的整體優化。全生命周期型管理，即將BIM工程項目管理信息平臺貫穿軌道交通工程的整個生命周期，管控項目施工工程中可能發生的所有問題，對項目完成后的運維階段問題進行提前模擬考慮。

4? BIM技術在軌道交通工程設計中的應用趨勢

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。

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。

5? 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。

參考文獻：

[1] 石繼斌.BIM技術在軌道交通工程設計中的應用[J].中國管理信息化，2017（20）：148～149.

[2] 范禮乾.BIM技術在城市軌道交通工程設計中的應用研究[A].中國城市軌道交通關鍵技術論壇暨第26屆地鐵學術交流會論文集[C]，2017.