BI M技術在軌道交通工程中的應用探討

郭云飛

（山東省公路橋梁檢測中心有限公司，山東 東營257091）

1 引言

軌道交通作為城市建設的重要組成部分，對城市的交通發展有重要意義。軌道交通工程涉及范圍廣、周期長、工程量大、對周圍環境影響大，在工程管理過程中積極應用BIM技術，可以有效規避軌道交通工程的不良影響，及時解決軌道交通工程中的問題，避免軌道交通工程的運行受到影響。不僅如此，BIM技術在一定程度上可以保障軌道交通工程建設的安全性，推進施工進度。

2 BI M技術介紹

BIM（Building Information Modeling）技術的載體為三維數字化技術，可以結合建筑工程項目，從建筑設計直到施工、竣工等階段制定全過程生命周期管理體系，及時將與建筑項目有關的信息進行關聯，實現全過程管理控制，促進不同企業與部門之間的協同工作，為工程項目提供信息庫，方便工程項目管理，保證項目質量[1]。

3 BI M技術特征介紹

3.1 信息集成化

BIM技術在實際應用中，可以對數字信息進行統計與處理，以數字信息技術為基礎，及時進行數據信息分析，隨后對建筑物進行數字化模擬[2]，借助數字信息，分析項目模型的空間關系，進行最終的結構設計，并且對視覺信息進行科學表達，明確不同要素數據信息的變化，如項目中的管線等，由此建立更完善的三維模型數據庫，為工程項目的結構優化提供可靠的數據依據。

3.2 系統傳遞性

BIM技術作為當前工程項目開展的重要技術支持，數據的關聯性是其重要特征。工程項目往往數據基數大，數據之間存在明顯的關聯性，從項目數據的角度出發，若某項數據出現變化或者被修改，BIM技術可以根據數據變化對其他圖元以及相關聯數據進行修改和計算，從而省去人工處理圖紙環節，避免了人因失誤，為設計人員與管理人員提供了便利[3]，更在很大程度上為工程項目節約了人力資源消耗，減少了相關成本，同時提高了工作效率。

3.3 支持協同工作

將BIM技術應用到軌道交通工程中，還要關注其協同性特征?？梢愿鶕椖康木唧w情況創建監測、管理協調平臺，方便項目各參建方進行實時溝通，對工程項目各個環節進行實時監管，繼而取得理想的設計效果與施工質量。

4 BI M技術在軌道交通工程中的應用趨勢

隨著我國軌道交通工程不斷發展創新，相關企業加大了對工程項目技術監督與管理的力度，逐漸在地鐵車站可視化設計中引入BIM技術，并且將其應用逐漸延伸到管線敷設、設備安裝等方面。近年來，相關人員對BIM技術在交通工程中的應用研究不斷深入，使該技術在交通工程中的應用逐漸成熟，取得十分理想的成效，并開始應用在交通工程的其他方面，如前期設計、施工、運營等，對軌道交通工程建設起著至關重要作用。

5 軌道交通工程中BI M技術的具體應用

5.1 BI M技術在前期規劃中的應用

軌道交通工程涉及范圍廣，工程周期長，在前期規劃工作中應用BIM技術，可以從可行性研究角度出發，創建以城市軌道交通工程為中心的三維模型，模型中包括軌道交通工程中的所有元素，如地質條件、線路設計以及管線規劃等。以線路設計為例，借助BIM三維模型，可以及時展示軌道交通工程周圍的環境以及既有建筑等內容，幫助軌道交通工程順利完成選線設計分析，同時合理布置站位。車站規劃中，在BIM技術的協助下，可以完成線路總體布局，尤其是在虛擬現實技術的輔助下，可以結合地理信息系統的應用實現軌道交通工程的精準測量，確定車站的位置。從道路紅線、軌道交通周圍建筑以及施工范圍等方面，BIM技術的應用可以幫助設計人員及時掌握規劃實施可能存在的限制性因素，同時完善車站總體規劃布局計劃，及時確定車站埋深以及建設要求、規模等。

5.2 BI M技術在可視化設計中的應用

在軌道交通工程的設計環節，可視化設計是BIM技術的重要應用。BIM技術應用中，可以以可視化設計為基礎及時創建軌道交通工程的信息模型，以三維模型協助軌道交通工程設計人員，對地形、地質以及周圍環境等因素進行全面的掌握與分析，同時從功能性角度出發對軌道交通工程展開一體化設計。三維實體模型設計能夠協助設計者全方面地進行方案設計，為城市軌道交通設計與施工提供了方便。三維模型從很多方面做到了可視化，使軌道交通工程設計具有直觀性、可靠性、全面性的特點。

5.3 BI M技術在協同設計方面的應用

協同設計方面主要是在軌道交通工程設計單位中，以局域網為中心，通過BIM技術對軌道交通工程中數據信息的應用，搭配網絡通信軟件，打造更完善的通信系統，為軌道交通工程的運行、相關人員進行信息查閱、文件交換以及在平臺上進行溝通交流等提供基礎，尤其是管理與設計人員。BIM技術在協同設計中，以統一平臺為載體，可以對項目內容、設備管理以及結構設計等方面全部進行統籌規劃與管理，不僅真正做到資源共享，還可以在很多方面加快信息傳播速度，實現實時交流，隨時掌握軌道交通工程的設計情況。軌道交通工程中，不同專業的管理與工作人員可以根據BIM模型對項目文件進行實時查閱與優化，確保相關信息共享同步基礎上，及時添加工程其他實時信息，與軌道交通工程項目具體情況無縫銜接，使管理人員、設計人員以及施工人員等實現整體協同管理與作業。利用BIM技術提供的3D模型，可以展開工程設計檢討，對軌道交通工程建筑間隔、水電環控組件、軌道設計規劃、機電設施、結構構件等進行碰撞檢查，并且及時生成軌道交通工程的相關輔助圖。

5.4 BI M技術在優化設計中的應用

對于軌道交通工程設計，由于影響因素較多，在設計中應不斷優化。傳統的軌道交通設計調整主要以手工修改為主，不僅效率低，而且修改后方案的準確性與整體性等方面不夠理想，甚至還會受到部分結構的影響而出現反復修改的現象。在設計優化中科學應用BIM技術可以加快修改速度與準確性，節省人力資源，縮短修改時間，減少修改精力，保證所有修改信息都能科學匹配。BIM技術創新了優化設計的模式，避免了傳統優化設計中容易出現的問題，節省了工期，保證了設計的合理性。

圖元構建是BIM模型的重要組成，所有構件之間存在明確的關聯，在此基礎上及時將圖紙與三維視圖模型進行有效連接，可以達到軌道交通工程設計的一致性以及構件的關聯性。若設計優化期間發現問題，BIM系統會及時將問題反饋到設計部門，同時，在三維模型視圖中加以呈現，為設計人員進行設計變更提供方便，從專業的角度提高對系統設計的協調性。由此可以降低設計方案的錯誤率、勞動強度和成本，提高工作效率。

5.5 BI M技術在碰撞檢測中的應用

在軌道交通工程中設計中，可以應用BIM技術對機電專業展開碰撞檢測。通過碰撞檢測，可以及時了解軌道交通工程機電規劃與管線敷設等方面的設計情況，并以三維視圖效果的形式更直觀地呈現檢測結果，以此優化設計方案。特別是管線、結構洞口等時常會發生碰撞情況，加上空間關系錯綜復雜，通過自動碰撞檢測的方式可以真正實現軌道交通規劃“零碰撞”。

5.6 施工階段BI M技術的應用

在施工階段，BIM技術可以與無人機技術結合使用，打破施工過程中既有建筑以及交通等條件的限制，保證施工所有測算與勘察結果的準確性，并且可以節省工期。應用BIM技術還可以進行施工模擬，及時發現施工過程中容易出現的問題，并對施工方案的科學性與可行性進行驗證，為施工組織工作的開展以及施工進度計劃的制訂奠定基礎。應用BIM技術進行施工進度控制時，可以打破傳統橫道圖與網絡圖的應用局限，將實際進度與進度計劃進行對比分析，便于有針對性地采取措施調整進度計劃。施工階段的工程造價控制中也可以采用BIM技術，根據工程模型自動對工程量進行計算，貫徹落實全過程施工造價控制，提高工程造價管理質量。

5.7 軌道交通運維階段BI M技術的應用

軌道交通工程運維階段對其使用周期的控制至關重要，全生命周期管理中，運維階段的工作非常重要。運維階段，BIM技術首先可以應用在信息查詢方面，BIM技術的可視化特點可以方便工作人員查詢項目各階段的工程數據，提高了工作效率。其次是資產管理方面，結合可視化、協同性以及參數化等功能，工作人員可以通過動態數據庫。對日常檢修以及故障解決、設備使用狀態等及時掌握。再次是運維計劃方面，在BIM技術的協助下，可采用跟蹤管理的方式及時對運維歷史數據進行科學分析，并迅速生成新的運維計劃。最后是應急預案方面，在Legions、Viswalk軟件的協助下，可以通過BIM三維可視化模型及時模擬運維演習，為運維工作的開展提供參考。

6 BI M技術在軌道交通工程中的應用對策

6.1 BI M計劃以及團隊建設

在軌道交通工程中應用BIM技術時，要注重打造專業的BIM團隊，及時優化團隊結構，細化管理層級，為團隊結構的完善與BIM技術作用的發揮創造有利條件。BIM技術應用團隊建設中，應確保每個單元項目團隊的專業性，尤其是對信息技術的掌握，可以定期組織專業培訓，培養團隊正確的責任意識與團隊意識。建立BIM技術團隊后，應合理安排工作人員，使團隊分工合作，在各專業工作人員的相互配合下完成項目處理工程，并且制訂詳細、科學的備選方案，以專業的BIM團隊提高軌道交通工程施工與管理質量。

6.2 軟件方面問題的解決

軌道交通工程施工中，BIM技術的應用需要成熟、穩定、安全的軟件體系予以支撐，其中，常用軟件為REVIT，但是，該軟件隸屬于美國公司，其在我國的應用，尤其是在軌道交通工程中的應用缺少本土化特色，導致在實際應用中需要面臨一些軟件兼容性等問題。另外，該系統應用中對所有標準要求都十分嚴格，尤其是計算機硬件方面，并且軟件操作的便捷性不夠，加上地域差異影響，數據庫與我國建筑常用模型數據存在一些出入。因此，為了更好地發揮BIM技術在軌道交通工程中的作用，必須加大對軟件的研究力度，為BIM技術應用提供更好的條件。

6.3 族庫文件管理方面的分析

族庫文件管理同樣是BIM技術應用需要研究與深化的內容。目前的設計軟件中，三維模型所有視圖元素的加載都是以族文件為主，所有參數都由族文件提供。因此，族文件關系到BIM技術的操作與應用效果，若族文件內容豐富，則模型構建必然會得到更多元素的支持；若族文件內容較少，則模型構建必然會受到限制。在這種情況下，需要加大對族文件的管理力度，增加族文件內容，為三維模型的創建與其他BIM技術的應用創造有利條件。

7 結語

綜上所述，對于軌道交通工程，BIM技術的應用可以提高設計階段的工作效率，優化設計方案。雖然很多方面還處于探索研究階段，但是已經從多個角度將軌道交通工程的管理認知局限打破。5G以及人工智能等技術為BIM技術在軌道交通工程中的應用提供了有利條件，未來，軌道交通工程中BIM技術的應用空間將越來越大。