BIM技術(shù)在城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用研究

王珩陽

（中國鐵路設(shè)計集團有限公司廣東分公司，廣東深圳518000）

0 引言

2016年中旬，我國政府下發(fā)了《2016—2020年建筑行業(yè)信息化發(fā)展綱要》，在該文件中明確指出，在“十三五”發(fā)展期間，必須要著力于提升建筑行業(yè)的信息化水平，使現(xiàn)代信息技術(shù)為建筑行業(yè)的發(fā)展添磚加瓦。自此之后，建筑行業(yè)信息化水平越來越高，很多建筑企業(yè)在發(fā)展過程中都加強了對大數(shù)據(jù)、BIM、云計算以及智能化等信息技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了建筑項目建設(shè)質(zhì)量和建設(shè)效率，更是為國家整體經(jīng)濟的快速發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

城市軌道交通作為我國至關(guān)重要的一個基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目，該行業(yè)的信息化程度也受到了廣泛關(guān)注，為了進(jìn)一步加強城市軌道交通行業(yè)的信息化水平，需要積極開展BIM 等現(xiàn)代信息技術(shù)在該行業(yè)中的應(yīng)用研究。

1 BIM 技術(shù)在城市軌道交通行業(yè)應(yīng)用中存在的問題

現(xiàn)如今，我國城市軌道交通行業(yè)在發(fā)展過程中逐漸加強了對BIM 技術(shù)的重視，特別是一些經(jīng)濟發(fā)達(dá)的大型城市，如北京市、上海市以及深圳市等，都將BIM技術(shù)全面應(yīng)用到了城市軌道交通行業(yè)中。不過，由于BIM 技術(shù)在我國的應(yīng)用時間有限，并沒有形成一個統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，再加上傳統(tǒng)建設(shè)觀念的限制，BIM 技術(shù)在城市軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用也受到了很大的限制。其中，主要問題包括：

1.1 應(yīng)用軟件不統(tǒng)一

被廣泛應(yīng)用的BIM 技術(shù)軟件種類繁多，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計顯示，目前國內(nèi)的BIM 軟件數(shù)量已經(jīng)有數(shù)百種。這些軟件的功能雖然都基本相同，但是由于缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，軟件之間很難實現(xiàn)良好的互通，而這也就導(dǎo)致了BIM 應(yīng)用成本大幅提高，很多建設(shè)單位都不愿意在BIM 技術(shù)應(yīng)用上投入太多的成本。因此，限制了BIM在城市軌道交通行業(yè)中的應(yīng)用。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

城市軌道交通行業(yè)在應(yīng)用BIM 技術(shù)開展管理的時候，涉及的單位與部門比較多，而這些單位與部門之間并沒有一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，這也阻礙了BIM 技術(shù)作用的發(fā)揮。

1.3 沒有統(tǒng)一的建筑材料和設(shè)備編碼

城市軌道交通項目在建設(shè)階段，需要使用到的建筑材料和建筑設(shè)備比較多，這些不同種類的材料與設(shè)備，都沒有一個統(tǒng)一的編碼，無法應(yīng)用BIM 技術(shù)來對這些材料和設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)籌管理。

1.4 城市軌道交通工程基本構(gòu)件不夠完善

由于BIM 技術(shù)在我國的應(yīng)用還沒有很長時間，很多基礎(chǔ)性的工作仍然處于開展階段，基本構(gòu)件比如自動售檢票、綜合監(jiān)控以及屏蔽門等專業(yè)設(shè)備系統(tǒng)還不夠完善，這也很大程度地限制了BIM 技術(shù)在城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用[1]。

2 BIM 技術(shù)在軌道交通行業(yè)中的應(yīng)用分析

2.1 規(guī)劃階段

在城市軌道交通工程項目規(guī)劃階段，利用BIM 技術(shù)，可以生成項目周邊的地形、管線以及建筑物數(shù)據(jù)，項目規(guī)劃人員可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)，來對項目進(jìn)行仿真模擬，并根據(jù)仿真模擬結(jié)果做出最合理的項目規(guī)劃，使工程在后續(xù)施工階段能夠順利、高效進(jìn)行，防止因規(guī)劃不合理而導(dǎo)致工程質(zhì)量和進(jìn)度受到影響。同時，還可以利用BIM 技術(shù)對車站空間的合理性進(jìn)行分析，可以模擬出車站空間室內(nèi)的材質(zhì)、顏色以及設(shè)備設(shè)施的布局，可以幫助設(shè)計人員找出最優(yōu)的設(shè)計方式，避免設(shè)計不合理的問題發(fā)生。在城市軌道交通項目規(guī)劃階段，對車站客運流量的預(yù)測也是非常重要的，只有通過對客流量的準(zhǔn)確預(yù)測，才能根據(jù)客流量情況，對車站規(guī)模進(jìn)行合理設(shè)置，避免不必要的資源浪費，并防止空間較小而不夠使用的現(xiàn)象發(fā)生。所以，在城市軌道交通項目規(guī)劃階段，需要使用BIM 技術(shù)來對車站客流量進(jìn)行全面分析，分析出客流量之后，設(shè)計人員就可以根據(jù)客流量情況，合理地設(shè)置車站規(guī)模，并對車站出入口的位置進(jìn)行合理規(guī)劃[2]。

2.2 設(shè)計階段

在城市軌道項目中，設(shè)計環(huán)節(jié)是非常重要的一個環(huán)節(jié)，項目設(shè)計是否合理，不僅影響著項目建設(shè)能否順利完成建設(shè)，更直接關(guān)系著項目質(zhì)量，所以，必須要加強對設(shè)計階段的把控。可以將BIM 技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計環(huán)節(jié)中，應(yīng)用內(nèi)容主要包括：設(shè)計建模、結(jié)構(gòu)分析、工程量統(tǒng)計、施工圖生成以及三維渲染圖繪制等。之所以要在設(shè)計環(huán)節(jié)應(yīng)用BIM 技術(shù)，主要是因為通過該技術(shù)的運用，可以使設(shè)計人員快速完成給排水、供暖以及機電系統(tǒng)等專業(yè)設(shè)計，且設(shè)計的合理性能夠得到更好的保證。由于設(shè)計階段是項目最為重要的一個階段，因此，該階段受到的關(guān)注也是非常高的，業(yè)主單位和工程建設(shè)參與單位都會對項目設(shè)計進(jìn)行考察，確定設(shè)計無誤后，才會按照設(shè)計方案進(jìn)行施工建設(shè)[3]。所以，設(shè)計方案的可視化對于項目設(shè)計來說也是非常重要的，在設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要應(yīng)用BIM 技術(shù)，對項目各種數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與整理，然后設(shè)計出一套最合理的設(shè)計方案，并利用BIM 軟件中的建模功能，對項目進(jìn)行模擬建造，從而實現(xiàn)設(shè)計方案的可視化，讓業(yè)主單位和施工單位能夠更加清晰地觀察項目構(gòu)造。除此之外，設(shè)計人員在開展項目設(shè)計工作的時候，需要加強對BIM 協(xié)同技術(shù)的運用，通過對該技術(shù)的應(yīng)用，可以使各專業(yè)之間的協(xié)同性大幅提高，有助于設(shè)計合理性的提升，能夠有效避免錯誤設(shè)計和數(shù)據(jù)遺漏等問題的發(fā)生，避免在后期施工階段因設(shè)計不合理而反復(fù)更改，這樣不僅提高了項目建設(shè)效率，而且保證了項目建設(shè)質(zhì)量。

2.3 BIM 技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

BIM 技術(shù)在施工階段的應(yīng)用主要包括場地規(guī)劃、施工模擬以及施工情況管理等幾個方面。

2.3.1 場地規(guī)劃

相較于其他工程項目，城市軌道交通工程項目的復(fù)雜程度更高，且施工環(huán)境更加復(fù)雜，通常都是在城市繁華的階段開展建設(shè)，施工場地非常有限，容易受到其他建筑物和道路的影響。因此，一個合理的施工場地規(guī)劃是非常重要的，只有規(guī)劃好施工場地，才能保證施工項目的順利、高效開展。在場地規(guī)劃過程中應(yīng)用BIM 技術(shù)，可以使現(xiàn)場勘測數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)，且數(shù)據(jù)的完整性也能得到更好地保證，規(guī)劃人員可以按照BIM 軟件整理好的數(shù)據(jù)來進(jìn)行場地規(guī)劃。

2.3.2 施工模擬

在城市軌道建設(shè)中，施工階段的重要性是不言而喻的，一旦施工階段出現(xiàn)問題，那么項目質(zhì)量和項目建設(shè)效率都會受到嚴(yán)重影響。在施工之前使用BIM技術(shù)來進(jìn)行施工模擬，可以找出最優(yōu)的施工方法，避免在施工過程中出現(xiàn)問題。

施工進(jìn)度管理，施工進(jìn)度直接關(guān)系著城市軌道項目能否如期投入使用，因此，施工進(jìn)度管理也是施工階段非常重要的一項工作。在施工進(jìn)度管理中應(yīng)用BIM 技術(shù)，可以使管理者實時掌握各個施工環(huán)節(jié)的施工情況，并以此為依據(jù)做出合理的進(jìn)度安排，從而避免實際施工進(jìn)度與預(yù)計施工進(jìn)度產(chǎn)生太大的偏差，確保項目能夠如期完成施工[4]。

2.4 運營階段

運營階段BIM 主要的應(yīng)用內(nèi)容：維修管理、能耗管理。利用BIM 技術(shù)所提供的列車運行記錄、維修記錄、財務(wù)狀況、客流數(shù)據(jù)等集成信息，可以實時進(jìn)行運營成本分析、行車計劃調(diào)整等。在設(shè)計初期，需要將相關(guān)設(shè)備設(shè)施的詳細(xì)信息錄入BIM 模型中，使模型得到進(jìn)一步的完善。在后期維護和管理階段，運維人員可以以此為依據(jù)對設(shè)備進(jìn)行定期維護，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并及時予以處理，避免因設(shè)備故障處理不及時而導(dǎo)致的安全隱患。通過BIM 技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)云計算機等相關(guān)技術(shù)的結(jié)合，對城市軌道交通車站能耗進(jìn)行診斷分析，并自動管控照明、空調(diào)、消防等系統(tǒng)，使城市軌道交通運營單位對各車站達(dá)到最智能化節(jié)能管理，實現(xiàn)降低能耗的目標(biāo)[5]。BIM 技術(shù)同樣可以模擬緊急疏散，根據(jù)數(shù)學(xué)模型可以方便地計算出人員疏散時間，選擇出最優(yōu)的疏散路徑，避免在事故發(fā)生后因人員疏散不及時而造成的大規(guī)模傷亡。

3 結(jié)語

總而言之，在城市軌道交通行業(yè)中，BIM 技術(shù)的應(yīng)用是非常重要的，通過BIM 技術(shù)的應(yīng)用，不僅能有效加快城市軌道交通項目建設(shè)效率，還能有效保證項目質(zhì)量，同時，還便于項目后期的運維管理。就目前來看，因為BIM 技術(shù)在我國的應(yīng)用還處于初期階段，還沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此，BIM 技術(shù)在城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用受到了很多的限制。在未來的發(fā)展中，必須要加強對BIM 技術(shù)應(yīng)用的重視，積極探索將BIM 技術(shù)應(yīng)用到城市軌道交通行業(yè)中的方法，使該技術(shù)的重要作用得到進(jìn)一步的發(fā)揮，進(jìn)而推動我國城市軌道交通行業(yè)健康發(fā)展。