基于創新理念的城市軌道交通車站建筑設計研究

秦浩洋

（中鐵西安勘察設計研究院有限責任公司，陜西西安 710000）

社會各界對城市軌道交通車站的需求越來越大，作為交通行業領域中的一項主體工作，城市軌道交通車站的建設計水平對交通發展具有重要的作用。文章以城市軌道交通車站的建筑設計創新理念、創新智慧體系與BIM技術的關系為出發點，分析BIM技術的可視化優勢，提出BIM技術在城市軌道交通車站建筑各階段的運用思路，為相關項目提供參考。

1 BIM技術的優勢分析

BIM即建筑信息模型，是21世紀建筑工程行業領域逐漸興起的一種新型技術手段。利用BIM技術可以實現城市軌道交通車站的可視化管理，控制造價成本，減少返工，節約工期，提升管理水平，降低運維成本。對于施工企業，BIM在施工工作中極具優勢，可以幫助施工企業實現快速建模，完成碰撞檢查，拋棄劣質施工圖紙，優化和完善施工方案，極大地提升工作效率。BIM技術還可以實現對城市軌道交通車站全過程的信息交換，實現精細化管理模式，促進城市軌道交通行業領域的變革，推動城市軌道交通行業的健康與可持續發展[1]。

BIM技術是一種優質的全過程建設方案，是建筑行業全過程的信息模型，不僅是設計階段的信息技術模型，還是施工階段、運維階段的信息技術模型。利用BIM技術可以從一個階段過渡到另一個階段，真正實現信息流通，貫穿工程項目的整個過程。

城市軌道交通建設計涉及的專業知識眾多，工期比較緊張，離不開各個專業的配合，對設計人員是一個巨大的考驗。在后期的建設過程中，可能會出現結構鑿除的問題。隨著BIM技術在城市軌道交通建筑設計中的應用，可以通過建立的模式指導施工，幫助施工企業加入設計環節，協同設計單位進行設計，減少問題。

2 創新理念與BIM技術的關系

信息時代的到來使城市軌道交通行業領域發生翻天覆地的變化，城市軌道交通內部結構、管線布局均可以在計算機上逐一呈現。

創新理念、創新智慧體系與BIM技術之間是互補關系。BIM技術在城市軌道交通車站建筑設計中的應用，取得了可喜的成績，施工圖紙錯誤被排除90%，返工減少約60%，施工進度提高約20%。BIM技術作為一種有效的技術和方法，以其自身獨特的優勢，迅速成為市軌道交通行業領域中的研究熱點。

3 城市軌道交通車站建筑BIM研究目標

將BIM技術應用到城市軌道交通車站建筑設計中，貫穿項目建設的全過程，可以提升工程項目建設水平、實現精細化管理，為將城市軌道交通打造“智慧地鐵”提供支持。

（1）可研階段的BIM技術。

各個參建單位均利用BIM技術平臺，可以實現三維協同設計與管理，分階段和分角色優化、完善城市軌道交通建筑設計三維模型。

（2）設計階段的BIM技術。

可以幫助設計人員直觀檢查設計過程中存在的漏項和不足，提高設計的質量和水平，完成對工程數量的統計[2]。

（3）施工階段的BIM技術。

可以對城市軌道交通車站建筑進行仿真模擬，提前發現工程項目在建設過程中存在的問題與不足。

（4）運維階段的BIM技術。

構建三維模型可以提高建筑方案設計效率，特別是對車站出入口和換乘通道的設計具有重要的促進作用，可以有效避免拆遷難、改線難等問題，得到更完美的設計方案。

4 基于創新理念的城市軌道交通車站建筑設計研究

地鐵車站是城市軌道中的重要站點，是一項主要用來服務廣大乘客的工程，在本工程項目的車站建筑設計工作中，需要分別從規劃階段、設計階段、施工階段以及運維階段體現BIM技術創新理念。

4.1 規劃階段BIM技術的運用

在城市軌道交通車站建筑設計規劃階段應用BIM技術，可以模擬車站內外部的具體位置，設計人員可以根據模型準確地評估和優化站點，充分利用BIM技術模擬整個交通車站空間。利用BIM技術中的3D模擬可以清楚觀察車站中的通勤流量，不斷優化和完善軌道交通客流信息，實現對客流的準確判斷，降低軌道將建筑車站設計成本，打通站內和地下出入口通道。

4.2 設計階段BIM技術的運用

（1）施工現場仿真模型。

利用BIM技術可以明確車站與周邊建筑物體以及自然環境之間的關系，根據施工現場的實際情況進行三維建模，搭建施工現場模型，檢查城市軌道交通車站主體、地面與建筑地下管線的距離，審查其與市政、景觀之間的外觀效果。

（2）建筑設計機電模型。

利用BIM技術可以使不同施工地點和不同專業的設計人員通過計算機建立一個BIM模型，實現軌道交通三維模型協同設計，提高設計人員之間信息傳遞的效率和質量，實現設計信息的及時更新與完善。

（3）三維模型協同檢查。

利用BIM技術可以檢查設計過程中存在的漏項，合理解決管線碰撞問題，優化和完善管線排布，減少施工過程中因設計問題造成的經濟損失和返工概率，提高施工效率和整個城市軌道交通工程項目的質量。

（4）內部裝修效果渲染。

將BIM模型導入實時渲染引擎中進行三維漫游式體驗，可以引導業主方和各個參建單位在虛擬的三維場景中觀察，獲得真實感受，增加設計過程中的體驗感。

（5）基于BIM自動生成圖紙。

BIM模型可以自動生成圖紙，如建筑物體平面效果圖、大樣圖、剖面圖等，設計變更后可以自動更新圖紙，減少設計人員人為失誤，保證圖紙信息的及時與準確。

（6）工程量計算。

使用BIM技術可以生成工程量清單（鋼筋使用數量、管線長度、所需設備數量），自動計算工程量明細表、減少因熱內統計失誤造成的工期延誤，確保統計數據信息準確性。

4.3 施工階段的BIM技術應用

（1）管線搬遷模擬。

利用BIM技術可以有效模擬城市軌道交通車站周圍市政綜合管線分布情況，對市政管線進行碰撞檢查，以動態的方式展現管線搬遷方案。

（2）交通緩解模擬。

利用BIM技術可以模擬車站在施工過程中的交通緩解過程，檢查交通緩解方案實施的可行性。

（3）土建施工模擬。

可以將土建施工方案融入BIM模型，形成3D模型，模擬各個階段土建施工的實際情況，檢查土建施工方案的可行性，實現未建先試。

（4）機電管線與設備安裝動態模擬。

利用BIM技術可以檢查管線與設備安裝計劃是否存在難點，優化安裝流程，提高安裝效率和安裝質量。

4.4 運維階段的BIM技術應用

（1）運維仿真。

利用BIM技術可以進行客運模擬，發現通道中存在的問題和不足，制定應急預案。

（2）資產管理。

選擇模型中的設施設備，在計算機加載欄中輸入設施設備的基本信息，如設備的名稱、型號、設計參數、供應商、生產日期等信息。在BIM技術的幫助下，可以將這些設備信息自動生成資產管理明細表，方便資產管理人員盤點資產和明確資產所在的具體位置。

（3）維護管理。

在BIM模型中獲取設備信息，對計劃維修的設備進行實時審核，如設備使用年限、旅客回訪記錄等。通過改進和優化BIM的初步模型，可以不斷優化和完善其他設施設備的詳細信息。在后續維護期間，通過設備的名稱或型號輕松查詢設備信息，維護人員可以根據BIM模型中提供的數據信息，對設備進行定期維保，增加設備運行的安全性和穩定性。

5 城市軌道交通車站建筑設計BIM技術的軟件支撐

（1）Autodesk Revit。

該軟件可以全方位實現對城市軌道交通車站的三維建模和建筑設計；還可以幫助設計人員更好、更快地開展設計工作，通過BIM技術的規劃圖、剖面圖不斷創新和優化城市軌道交通車站建筑設計理念。

（2）Power Rail Overhead Line（鐵路接觸網設計軟件）。

該軟件在遵循了行業工作流程的基礎上，引進三維設計和維護接觸網項目，充分利用其中的GIS技術實現對城市軌道交通車站建筑的布局、初期設計以及架空牽引供電系統的施工圖繪制，提升設計人員的工作效率。

（3）Navisworks。

該軟件可以進行碰撞檢查，實現多方位、多接口、多角度觀察。通過分析碰撞沖突報告，提前發現設計中的沖突問題，避免帶來不必要的損失，提高設計的質量，節約工程資源。

（4）Power Rail Track（動力軌道設計軟件）。

該軟件中的GIS工具可以更進一步提升城市軌道交通車站建筑設計的水平，減少返工，簡化設計流程，提高設計人員設計效率。

6 結語

隨著BIM技術的普及和發展，BIM應用越來越廣泛，在軌道交通領域體現智慧創新的趨勢。經濟社會的不斷進步，城市化建設快速發展，城市人口將越來越多，城市軌道的交通壓力會隨之增大。為了解決城市人口增多而造成的交通擁堵問題，需要加快城市軌道交通建設步伐。基于創新理念的城市軌道交通車站建筑設計可以緩解城市軌道交通壓力，改善人們的生活條件，為人們的出行創造更便利的條件。