BIM技術在城市軌道交通工程供電系統中的應用研究

時悅

（湖北省電力裝備有限公司，湖北 武漢 430000）

伴隨著我國城市現代化進程的不斷加快，城市規模不斷擴大，大量人口涌入城市，為城市的交通運輸帶來了極大負擔，隨之而來的是環境污染、能源危機等一系列連鎖影響，所以大力發展利用清潔能源的軌道交通已經成為各大城市改善交通狀況的首要選擇。據不完全統計，目前我國正有幾十座城市正在大力建設軌道交通工程，但是，由于地鐵項目大多具有建設時間長、投入資金大、牽涉范圍廣等特點，同時受到施工空間和施工周期限制，在施工、運營和管理方面都存在著一些不可控因素，很容易造成工程延期，甚至造成安全事故。如何在保證工期與施工質量的前提下采取有效手段，對地鐵的整個施工流程以及運營維護進行高效調節？這是科研人員在很長時間內的研究方向，現如今BIM技術為解決這個難題提供了可能。

1 BIM技術概述

BIM是建筑信息模型Building Information Modeling的英文縮寫，是以建立建筑物的三維立體模型為載體，做到建筑設計、施工、管理的有效銜接，同時協調不同工種的工作。三維立體模型具有一定的直觀性以及模擬性，可以將建筑物的所有技術參數以空間立體模型的方式呈現在計算機中，然后通過操作計算機，對模型內的數據進行修改與更換，這樣在模型中就匯集了建筑物的所有信息，從而形成了一個完整的數據庫。BIM技術已經在全球范圍內的建筑行業有著廣泛應用，促進了建筑行業的飛躍發展。與此同時，科研人員針對BIM的技術優勢與特點，提出將BIM技術應用于城市的軌道交通工程中，從而使得BIM技術有著更加廣泛的應用空間，為人類的社會發展做出了更為突出的貢獻。BIM技術應用在城市軌道交通工程中尚屬于探索階段，沒有成熟的經驗可以遵循，仍需要科研人員的不斷鉆研，促進BIM技術與城市軌道交通的完美融合。

2 BIM技術在城市軌道交通工程中的應用現狀分析

現如今，BIM技術已經成為建筑行業最可靠的技術保障，為建筑行業的設計、施工、管理都帶來了全新的發展機遇。我國大多數的建筑設計團隊以及房地產開發公司，都成立了自己的BIM技術設計小組，從而有效保證我國建筑行業的高質量發展。BIM技術為建筑行業提供了更多的智能程序，其使用范圍擴展到更多領域，例如進度安排、工程造價等，這也為BIM技術服務于建筑工程的管理工作提供了可能。

雖然BIM技術在我國的建筑領域已經有了十分廣泛的應用，但是應用層面大多停留在民用建筑設計上，BIM技術是在最近幾年內才被引入城市軌道交通的設計中，在我國尚處于起步階段。BIM技術應用于地鐵工程中，主要是對軌道交通的電纜敷設及安裝進行優化設計、車站以及周邊環境進行可視化設計，并對管線的碰撞進行綜合檢測。結合BIM技術的應用現狀，在未來的一段時間內，BIM技術將參與到軌道交通工程的前期設計、施工、運營等各個階段，充分發揮出技術的最大價值。

3 BIM技術在城市軌道交通工程中的應用

3.1 BIM技術在電纜敷設及安裝中的應用

在城市軌道交通的供電系統中，電纜是連接供配電設備的重要紐帶，相當于人類身體中的血管，在供電系統中占有十分重要的地位。在供電系統中，電纜可以分為一次電纜和二次電纜，在同一個變電所內，覆蓋多達5種一次電纜種類，數量可達100余根，覆蓋多達5種二次電纜種類，數量可達80余根。在空間有限的變電所內，眾多線路交錯復雜，在一定程度上會影響供電系統的穩定運行，如果在電纜敷設及安裝的過程中應用BIM技術，將可以完美地解決這一問題。

首先將所需要的數據參數輸入計算機內，建立現場的三維模型，在直觀動態的三維模型演示下，對各種線纜進行模擬敷設及安裝，從而找到最佳的敷設方案，確保電纜運行的安全性與可靠性，并可通過模型的演示，及時發現電纜敷設安裝中存在的問題，通過修改數據參數，及時優化敷設方案。

在整個電纜敷設及安裝中，BIM的應用流程應該是：BIM模型設置→優化模型布局→BIM測試→模擬電纜敷設→模擬布置支架→統計電纜以及支架的用量→模型確認→現場施工。利用BIM技術，對軌道交通供電系統中的電纜走向、順序、支架位置等都做出了十分完善的模擬方案，并對一些敷設難點進行了技術攻關，保證了現場施工的準確性與可靠性，這也在一定程度上降低了電纜的敷設成本。

3.2 BIM技術在軌道交通疏散平臺的應用

疏散平臺是軌道交通所必須配置的逃生通道，可以在地鐵發生故障時及時解救被困人員，同時也可在一定程度上維護地鐵的運營安全與使用壽命。

如果供電系統出現故障，或者是地鐵站、地鐵隧道、地鐵列車發生恐怖襲擊或是火災等情況，將會造成大規模的死傷事件，此時，就需要疏散平臺發揮出重大作用，及時為被困人員打開一條安全通道。由于疏散平臺的重要作用，就必須保證疏散平臺具有可靠性高、使用壽命長、損耗低、故障率低等特點，同時，因為疏散平臺結構簡單，不需要利用大型維修設備，安裝簡單易于維護，所以在施工中所要解決的主要技術難題，就是疏散平臺的沿線路是否存在侵入界限的地方。這也就說明了對疏散平臺的測量是整個工序的核心，此時，可以利用BIM技術進行碰撞檢測，將BIM的測量功能充分應用到疏散平臺的設計過程中，這也是對BIM技術的一次創新研究，其應用流程應該是：BIM技術測量→優化平臺寬度→模擬安裝→優化安裝方案→輸送平臺構件工廠化預制→指導安裝→界限檢測。

BIM技術可以對整個施工現場進行四維模擬，如此在早期的設計階段就可發現在后期的施工過程中所存在的問題，然后針對問題進行優化處理，從而確保后期施工的順利進行。利用BIM技術所建立的空間模型，不僅可以作為后期施工的實際指導，也可以以此為依據，不斷優化施工人員配置、施工方案以及施工材料，從而降低項目的支出成本，實現資源的最大化利用。BIM技術應用在地鐵疏散平臺中，有效解決了疏散平臺與環網支架的碰撞難題，完善了早期設計中存在的不足，合理解決了曲線地段平臺支架會侵入界限的問題，并對環網專業與疏散平臺支架的合理性安裝進行了優化，解決了其他專業的碰撞之處，從而有效確保了施工工期，提高了施工效率。

由此可見，BIM技術應用在地鐵的疏散平臺中，可以實現施工單位的高質量、高效率，這也必將推動我國城市軌道交通業的快速發展。

3.3 BIM可視化技術在研究施工工藝工法中的應用

利用BIM技術的建模功能，對地鐵的工藝工法進行可視化研究，這也是BIM技術應用在城市軌道交通中的主要研究方向之一。在整個工程的設計之初，就需要利用BIM技術對整個工程建立空間模型，對各種施工方案進行仿真模擬，并利用影像、圖形等直觀方式將所有的施工細節完整的呈現出來，在施工現場也可利用手持電子設備，利用BIM的可視化技術對地鐵施工的工藝工法進行無死角的仿真指導，從而確保整個施工環節都可以以非常直觀的技術指導進行可靠施工。

BIM的可視化技術是在建立空間模型的基礎上，對建筑進行虛擬施工，從而實現施工環節的可視化和數據集成的可視化。BIM模型可視化是以設備所需要的數據庫為基礎，所以為了有效確保數據的集成性，在BIM建模前就要準確收集所有的設備數據信息，建立數據庫。在BIM建模時，相關數據就會輸入模型內，作為模型的基礎數據，現如今數據庫已經建立了以設備數據信息和二維碼信息相結合的信息數據庫。利用BIM技術將二維碼技術應用到軌道交通的工作流程中，不僅可以有效提升工作效率，同時，也可以將一些施工重難點簡化成更易掌握的常規性施工內容。

利用BIM的可視化技術，對地鐵施工過程中所涉及的工藝工法進行研究，不僅可以提高員工的實踐技能，也可在一定程度上確保地鐵施工工藝的細節化，從而促進地鐵項目施工流程更加標準化，這不僅可以提高項目的施工效率、提高施工工藝精度，對提高企業的核心競爭力也有著極為重要的意義。

4 結語

綜上所述，通過上述實例可知，BIM技術在城市軌道交通中有著十分廣泛的應用。適用于軌道線纜的敷設及安裝、疏散平臺的碰撞設計、地鐵施工技術工藝的可視化研究等，對提高城市軌道交通的施工效率、優化施工方案、合理配置施工資源都有著極為重要的作用。與此同時，利用BIM技術對施工項目進行管理，可有效降低在施工環節中存在的安全隱患、減少返工率，同時，也可加強施工部門之間的有效溝通，這將為城市軌道交通的快速發展提供了更便利的條件。在未來一段時期內，BIM技術在城市軌道交通施工過程中將有更廣闊的發展空間，對改變我國的交通環境有著極為重要的意義。