關(guān)于BIM技術(shù)助力綜合交通樞紐運(yùn)營管理的研究

1 現(xiàn)階段綜合交通樞紐運(yùn)營管理存在的主要問題

目前，全國各地的綜合交通樞紐建設(shè)正如火如荼地開展。現(xiàn)階段，綜合交通樞紐的運(yùn)營管理尚存在較多的問題和難點(diǎn)，具體而言，主要包括以下幾個方面：

1.1 綜合交通樞紐的利益相關(guān)主體較多，管理界面復(fù)雜

綜合交通樞紐通常以社會公益性為主要屬性，多由各級政府部門作為投資主體；同時，一些綜合交通樞紐也會引入創(chuàng)新型的投融資模式，諸如TOT（轉(zhuǎn)讓經(jīng)營權(quán)模式）、BOT（建設(shè)經(jīng)營轉(zhuǎn)交模式）、PPP（引入社會資本模式）等，這些綜合交通樞紐的利益相關(guān)主體，除了各級政府部門（諸如：發(fā)改、交委、環(huán)境、規(guī)劃、建設(shè)、公安、衛(wèi)生等），還包括相關(guān)企事業(yè)單位（諸如：國鐵、城際、地鐵、民航、公交、長途、旅游、出租、輪渡、開發(fā)商、租戶等），管理界面十分復(fù)雜，劃分難度很大。

1.2 綜合交通樞紐集眾多交通方式于一體，交通組織管理困難

綜合交通樞紐通常包含多種交通方式，諸如：國鐵、城際、地鐵、民航、公交、長途、旅游、出租、輪渡、磁懸浮等，涉及多類型的客流、車流、貨流等，同時，還需要考慮節(jié)假日高峰、突發(fā)事件等的負(fù)面影響，交通組織管理工作十分困難。

1.3 綜合交通樞紐客流量、車流量巨大，存在較大的安全隱患及突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)難度

綜合交通樞紐通常需要承擔(dān)多種交通方式所帶來的客流、車流、貨流集散壓力，客流量巨大，尤其是節(jié)假日高峰，人、車、物高度聚集，對樞紐的安全及應(yīng)急管理能力構(gòu)成巨大的挑戰(zhàn)。

1.4 綜合交通樞紐的設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)施種類繁多，對運(yùn)維管理的要求很高

綜合交通樞紐的設(shè)備系統(tǒng)，通常包括：給排水及消防水系統(tǒng)、暖通空調(diào)系統(tǒng)、動力照明供電系統(tǒng)、通信信號系統(tǒng)、智能化系統(tǒng)、自動扶梯及電梯系統(tǒng)等，設(shè)備及管線種類繁多，路由復(fù)雜，需要綜合考慮不同工況（正常工況、故障工況、災(zāi)害工況[1]）下的運(yùn)行情況，運(yùn)維管理難度很大。

1.5 綜合交通樞紐運(yùn)營管理工作介入時機(jī)較晚

目前，尚有部分樞紐在建設(shè)過程中，忽視運(yùn)營管理工作的重要性，沒有把運(yùn)營管理工作前置，導(dǎo)致樞紐都快建設(shè)好了，運(yùn)營部門才姍姍來遲，即使提出有利于運(yùn)營的整改意見，也往往無能為力或不可承受。有些樞紐剛建好，就帶著諸多“先天缺陷”，造成人力、物力的巨大浪費(fèi)。

1.6 綜合交通樞紐往往規(guī)模和管理范圍較大，物業(yè)管理的難度大

綜合交通樞紐往往體量巨大，規(guī)模動輒數(shù)十萬平方米，需要管理的設(shè)施范圍很廣，對于物業(yè)管理（含環(huán)衛(wèi)保潔、綠化、保安等）而言難度較大。

1.7 綜合交通樞紐以公益性為主，如何通過合理的經(jīng)營管理，實(shí)現(xiàn)樞紐的投融資平衡，困難重重

綜合交通樞紐以社會公益性為主要屬性，但通常也兼具部分經(jīng)營屬性。綜合交通樞紐的資產(chǎn)通常可以分為不可經(jīng)營性資產(chǎn)和可經(jīng)營性資產(chǎn)，可經(jīng)營性資產(chǎn)主要包括：可出租商鋪、便民服務(wù)設(shè)施、可出租寫字樓、可出租廣告位、機(jī)動車停車位、可出租公共場地等。如何通過合理的經(jīng)營管理，產(chǎn)生一定的經(jīng)營性收益，以彌補(bǔ)綜合交通樞紐的日常運(yùn)營虧損，是綜合交通樞紐運(yùn)營主體必須考慮的難題。

1.8 如何改變傳統(tǒng)的運(yùn)營管理模式，突破傳統(tǒng)的思維桎梏，引入創(chuàng)新的技術(shù)和方法，難度很高

傳統(tǒng)的綜合交通樞紐運(yùn)營管理，往往通過大量的人力資源、低效的管理方式來實(shí)現(xiàn)，或者采用簡單但成本高昂的外包方式來實(shí)現(xiàn)。如何引入新理念、新技術(shù)（諸如BIM、物聯(lián)網(wǎng)、AI、大數(shù)據(jù)、云平臺、視頻監(jiān)控等），通過創(chuàng)新的技術(shù)和方法，實(shí)現(xiàn)高效、低成本的樞紐運(yùn)營管理，是樞紐運(yùn)營管理主體亟需解決的關(guān)鍵問題。

1.9 具備綜合交通樞紐運(yùn)營管理能力和經(jīng)驗(yàn)的復(fù)合型人才十分稀缺

綜合交通樞紐運(yùn)營管理所涉及的專業(yè)眾多，涵蓋了建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、消防、智能化、裝修、交通、經(jīng)管、物管、安防等專業(yè)方向，具備相關(guān)管理能力和經(jīng)驗(yàn)的復(fù)合型人才十分稀缺，也給綜合交通樞紐運(yùn)營管理工作的開展帶來了現(xiàn)實(shí)的困難。

2 BIM的優(yōu)勢

BIM（Building Information Modeling建筑信息模型）的基本內(nèi)涵是：利用精準(zhǔn)的數(shù)字模型對項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營的全生命周期高效管理的過程。

從BIM應(yīng)用的角度，可把BIM的價值歸納為“BIM三字經(jīng)”：“視”、“預(yù)”、“管”。

2.1 “視”

是指BIM的三維直觀可視。在具體BIM應(yīng)用的過程中，我們通常可以通過BIM漫游動畫、BIM+GIS、BIM+VR、BIM+3D打印、720度全景、BIM施工模擬動畫、電子沙盤、空氣投屛、三維交底、三維驗(yàn)收等方式，充分發(fā)揮BIM“視”的優(yōu)勢。

2.2 “預(yù)”

是指預(yù)演、預(yù)測、預(yù)判，基于BIM模型提前發(fā)現(xiàn)問題、避免問題、解決問題。在具體BIM應(yīng)用過程中，我們通常可以通過碰撞檢測、多專業(yè)綜合問題分析、方案比選、施工工藝模擬、施工進(jìn)度模擬、BIM優(yōu)化、VR預(yù)演等方式，充分發(fā)揮BIM“預(yù)”的優(yōu)勢，并可在此基礎(chǔ)上提取相關(guān)信息，諸如二維圖紙、工程量清單等。

2.3 “管”

是指管理、管控，管結(jié)果、控過程。BIM從本質(zhì)上來說，是一個信息集成平臺，在具體BIM應(yīng)用過程中，我們通常可以通過基于BIM的協(xié)同管理平臺，對招標(biāo)、設(shè)計(jì)、施工（包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度、安全、資料等的管理）、運(yùn)營等多方面進(jìn)行精細(xì)化管理，充分發(fā)揮BIM“管”的優(yōu)勢。

3 BIM技術(shù)如何助力綜合交通樞紐運(yùn)營管理

現(xiàn)階段，綜合交通樞紐運(yùn)營管理存在上述諸多問題，使用傳統(tǒng)的運(yùn)管模式，是很難解決的。如何引入新理念、新技術(shù)，比如BIM技術(shù)，來助力綜合交通樞紐運(yùn)營管理工作，是行業(yè)內(nèi)十分值得研究和探索的新領(lǐng)域。筆者結(jié)合自身的工作實(shí)踐，得到一些經(jīng)驗(yàn)和心得，現(xiàn)整理如下，旨在拋磚引玉，為行業(yè)同仁提供一個全新的視角和思路。

3.1 利用BIM技術(shù)進(jìn)行以運(yùn)營管理為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)優(yōu)化

有研究表明，設(shè)計(jì)階段對工程項(xiàng)目總成本的影響占比約80%，設(shè)計(jì)的好壞也必然對綜合交通樞紐的運(yùn)營管理產(chǎn)生最直接的影響，這就要求，運(yùn)營管理工作的介入時機(jī)應(yīng)該前置到設(shè)計(jì)階段，甚至前置到項(xiàng)目立項(xiàng)、選址、規(guī)劃階段，應(yīng)在設(shè)計(jì)任務(wù)書中提前納入運(yùn)營需求。在具體的項(xiàng)目實(shí)踐中，可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行以運(yùn)營管理為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)優(yōu)化。

3.1.1 優(yōu)化交通組織設(shè)計(jì)

對于綜合交通樞紐而言，交通組織管理是運(yùn)營管理工作的基礎(chǔ)組成部分。如何在設(shè)計(jì)階段，對交通組織設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，是設(shè)計(jì)工作的核心問題，也是運(yùn)營管理前置所要優(yōu)先解決的一個問題。優(yōu)化交通組織設(shè)計(jì)，通常可以從交通流線優(yōu)化、交通標(biāo)識優(yōu)化、車庫停車模擬等多方面著手進(jìn)行，而BIM在這幾方面都可以發(fā)揮重要的作用。

3.1.1.1 交通流線優(yōu)化

我們可以利用BIM“視”和“預(yù)”的優(yōu)勢，通過諸如VISSIM等交通仿真軟件，對綜合交通樞紐的客流、車流、貨流進(jìn)行可視化模擬，提前發(fā)現(xiàn)樞紐未來正式運(yùn)營過程中可能會出現(xiàn)的問題，并通過交通流線優(yōu)化提前避免諸如流線交叉、人貨干擾、擁堵瓶頸等交通組織問題。

3.1.1.2 交通標(biāo)識優(yōu)化

對于綜合交通樞紐，特別是大型綜合交通樞紐，交通標(biāo)識是進(jìn)行科學(xué)交通組織管理的重要手段和工具。在具體運(yùn)營實(shí)踐中，常常會出現(xiàn)標(biāo)志含義不明晰、設(shè)置位置不合理等問題，我們可以在BIM模型中，把交通標(biāo)識按照設(shè)計(jì)定位構(gòu)建出來，通過漫游動畫或BIM+VR等方式，對于關(guān)鍵位置的交通標(biāo)識進(jìn)行場景模擬分析及優(yōu)化，確保交通標(biāo)識位置合理、視線醒目、美觀大方。

3.1.1.3 車庫停車模擬

綜合交通樞紐通常具有公交功能或長途客運(yùn)功能，內(nèi)設(shè)大型客車停（蓄）車庫，這些大型客車的長度可達(dá)到12米，對于車位的大小、柱網(wǎng)的間距以及車道的寬度，都有較高的設(shè)計(jì)要求。我們可以通過BIM大客車停車模擬動畫，來提前預(yù)演大客車的停發(fā)車場景，并以此優(yōu)化車位設(shè)置、車道寬度，乃至柱網(wǎng)尺寸。（圖1）

圖1 大客車停車模擬分析

3.1.2 優(yōu)化安全及應(yīng)急設(shè)計(jì)

綜合交通樞紐運(yùn)營管理工作中，安全及應(yīng)急管理工作是重中之重，如何在設(shè)計(jì)階段提前發(fā)現(xiàn)安全隱患及應(yīng)急風(fēng)險，并通過相關(guān)設(shè)計(jì)優(yōu)化，避免和解決相關(guān)潛在的危險源、風(fēng)險點(diǎn)，是運(yùn)營管理工作前置，所要實(shí)現(xiàn)的重要目標(biāo)。我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^發(fā)揮BIM技術(shù)“視”和“預(yù)”的優(yōu)勢，對樞紐的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行安全及應(yīng)急設(shè)計(jì)優(yōu)化。具體而言可以通過以下幾種方式開展。

3.1.2.1 消防疏散流線優(yōu)化

對于綜合交通樞紐，由于規(guī)模較大，功能繁多，空間復(fù)雜，在火災(zāi)、暴恐等緊急突發(fā)事件情況下，需要對人流進(jìn)行快速疏散，我們可以通過BIM技術(shù)，利用諸如Pathfinder等軟件（人員疏散能力模擬軟件，緊急疏散逃生評估系統(tǒng)）對疏散流線進(jìn)行模擬[2]，用以提出優(yōu)化的緊急疏散逃生設(shè)計(jì)方案。

3.1.2.2 防高空拋物、防墜落

綜合交通樞紐通常存在中庭、地下開放式廣場、天橋等垂直疊合空間，這些空間的臨邊設(shè)施，諸如欄桿、扶手、隔斷、自動扶梯等的設(shè)計(jì)，往往存在高空墜物等安全隱患。另外，出入口上方是否設(shè)置防墜落雨棚，也是重要的安全設(shè)計(jì)措施。我們可以通過BIM漫游動畫、BIM安全專項(xiàng)分析等方法，對相關(guān)臨邊設(shè)施、出入口等進(jìn)行仿真模擬及設(shè)計(jì)優(yōu)化，以減少或避免樞紐的安全隱患。

3.1.2.3 監(jiān)控視線優(yōu)化

綜合交通樞紐往往設(shè)置了大量的監(jiān)控攝像頭，用以監(jiān)控和保障樞紐的正常運(yùn)行。但在具體運(yùn)營實(shí)踐中，卻會出現(xiàn)攝像頭位置不合理，出現(xiàn)監(jiān)控死角等安全隱患問題。我們可以通過BIM漫游動畫或視線模擬分析軟件等，對樞紐的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)（如主要出入口、重要空間等），提前進(jìn)行監(jiān)控視線模擬分析，并提出優(yōu)化方案。

3.1.3 優(yōu)化樞紐的物理環(huán)境

很多綜合交通樞紐都有“三星綠色建筑”的相關(guān)建設(shè)目標(biāo)要求，樞紐的聲、光、風(fēng)、水、能耗等物理環(huán)境的好壞，與后期運(yùn)營管理效果的好壞休戚相關(guān)。因此，在設(shè)計(jì)階段，通過基于BIM的室內(nèi)外燈光模擬分析、日照分析、能耗分析、通風(fēng)分析、排煙分析、噪音分析等技術(shù)手段，優(yōu)化樞紐的物理環(huán)境，將大大方便樞紐的運(yùn)營管理工作，并降低運(yùn)營管理成本。

3.1.4 優(yōu)化可經(jīng)營性資產(chǎn)的設(shè)計(jì)

綜合交通樞紐內(nèi)設(shè)的商鋪、便民服務(wù)設(shè)施、車位、廣告位、公共空間（如廣場、中庭）等，是支撐樞紐良性運(yùn)營的重要資產(chǎn)。在設(shè)計(jì)階段，我們可以通過基于BIM的設(shè)計(jì)優(yōu)化，增加商業(yè)面積；可以通過BIM+A（I人工智能）方式對地下車庫進(jìn)行優(yōu)化，增加車位數(shù)量；也可以通過對廣告位進(jìn)行視線模擬，增加廣告位的定位合理性、美觀性及廣告位數(shù)量。

3.1.5 優(yōu)化園林景觀設(shè)計(jì)

綜合交通樞紐通常有大量的室外場地（廣場、庭院等）及園林景觀面積，其中除人員集散功能外，一般兼具旅客休憩娛樂功能；同時，大量小市政管線、管井會安排在綠化景觀或場地的覆土范圍之內(nèi)。通過基于BIM的設(shè)計(jì)優(yōu)化，可以完美解決市政管線與綠化景觀的碰撞干涉問題，保障后期運(yùn)維管理的順利進(jìn)行，同時確保樞紐綠化景觀的美觀程度，提升旅客體驗(yàn)。

3.2 利用BIM技術(shù)進(jìn)行運(yùn)營場景模擬

綜合交通樞紐移交投入運(yùn)營之后，通常會面臨很多不同類型的運(yùn)營場景。這些場景在真正運(yùn)營時，由于運(yùn)營單位的經(jīng)驗(yàn)欠缺或準(zhǔn)備不足，通常會暴露很多安全隱患或使用漏洞，BIM技術(shù)恰恰可以彌補(bǔ)這些問題。我們可以通過BIM漫游動畫、BIM+VR/AR等技術(shù)手段，根據(jù)樞紐的安全及應(yīng)急預(yù)案，提前模擬各種運(yùn)營場景，并進(jìn)行身臨其境的預(yù)演和培訓(xùn)，大大降低運(yùn)營培訓(xùn)的成本，以及對運(yùn)營人員的素質(zhì)要求。具體而言可以模擬以下運(yùn)營場景：

3.2.1 消防安全演練模擬

根據(jù)相關(guān)法規(guī)及政府主管部門要求，綜合交通樞紐一般會編制《公共安全及突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案》，并根據(jù)預(yù)案組織消防安全演練，傳統(tǒng)的方式是調(diào)配大量人力、物力資源，真刀真槍地進(jìn)行演練，實(shí)際效果雖然也不錯，但畢竟成本較高；我們可以通過BIM+VR/AR等技術(shù)，對火災(zāi)時的消防應(yīng)急措施進(jìn)行仿真模擬，相關(guān)人員只需要戴著VR眼鏡，即可身臨其境地體驗(yàn)火災(zāi)發(fā)生時的真實(shí)場景，接受相關(guān)消防知識培訓(xùn)[3]。

3.2.2 突發(fā)暴恐事件應(yīng)急響應(yīng)模擬

根據(jù)同樣原理，我們也可以通過BIM+VR/AR的方式，根據(jù)樞紐《突發(fā)暴恐事件應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案》，模擬該類事件發(fā)生的場景，對樞紐相關(guān)運(yùn)營管理人員進(jìn)行培訓(xùn)。

3.2.3 樞紐設(shè)備運(yùn)行故障模擬

綜合交通樞紐不同交通方式的運(yùn)行時間不同、運(yùn)行要求不同，對支撐其正常運(yùn)行的設(shè)備系統(tǒng)也提出了更高的要求，通常我們需要考慮不同工況下，該如何應(yīng)急處理。我們可以通過BIM+VR/AR方式，模擬設(shè)備系統(tǒng)在故障工況或?yàn)?zāi)害工況下，運(yùn)營管理人員該如何進(jìn)行應(yīng)急處理的場景。

3.2.4 大客流場景人流模擬

仍然是基于BIM的可模擬性，我們還可以通過諸如Legion等行人仿真軟件，對樞紐進(jìn)行高峰客流行為模擬、高峰客流密度模擬，以保障在大客流場景下樞紐的交通組織，提前規(guī)避相關(guān)風(fēng)險。

3.3 利用BIM技術(shù)輔助商業(yè)經(jīng)營管理

BIM在市場營銷方面也具備得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。我們可以對樞紐的可經(jīng)營性資產(chǎn)（諸如商鋪、辦公、公寓、酒店、廣告等）的精裝效果進(jìn)行高品質(zhì)的仿真模擬，輔助樞紐運(yùn)營管理部門的招商、招租、銷售等商業(yè)經(jīng)營工作，提高資產(chǎn)出租率或銷售率。具體可以采用漫游動畫、VR/AR、720度全景等BIM技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

3.4 基于BIM的智慧運(yùn)營管理系統(tǒng)（平臺）

綜合交通樞紐運(yùn)營管理工作內(nèi)容繁多、界面復(fù)雜，涉及專業(yè)眾多，十分需要構(gòu)建集“信息化”“輕量化”“集成化”“智能化”“可視化”為一體的基于BIM的智慧運(yùn)營管理系統(tǒng)，可極大提高樞紐運(yùn)營管理效率、降低運(yùn)營管理難度及成本。該系統(tǒng)由基于BIM的智慧運(yùn)營管理平臺及相關(guān)智能化軟硬件系統(tǒng)構(gòu)成。此平臺以“圖像識別技術(shù)、室內(nèi)外定位技術(shù)、人工智能、架構(gòu)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、BIM+GIS”等底層技術(shù)為支撐，融合“視頻監(jiān)控系統(tǒng)、BAS系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、巡更系統(tǒng)、維修維保系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、停車管理系統(tǒng)”等多種系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口，采用大屏、電腦端、移動端、網(wǎng)頁端多種方式開展樞紐運(yùn)營管理工作。

4 具體實(shí)踐及心得

綜上所述，綜合交通樞紐的運(yùn)營管理工作十分復(fù)雜，迫切需要引入先進(jìn)的BIM技術(shù)，并與其他技術(shù)相結(jié)合，諸如BIM+VR/AR、BIM+GIS、BIM+RFID、BIM+云平臺、BIM+AI等，開拓性思考綜合交通樞紐的運(yùn)營管理方法，助力行業(yè)發(fā)展。筆者在廣州白云（棠溪）站綜合交通樞紐、廣州金融城站交通樞紐、岳陽東站綜合交通樞紐等具體項(xiàng)目實(shí)踐中，做了一些有益的探索，成效顯著。