BIM技術(shù)在城市軌道交通施工階段的應(yīng)用研究

王惠晨

(無(wú)錫汽車工程高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 無(wú)錫 214153)

1 BIM技術(shù)的基本概念

BIM技術(shù)，是一種應(yīng)用于工程項(xiàng)目施工和土木工程建設(shè)的新技術(shù)，該技術(shù)具體來(lái)說(shuō)是依托于信息技術(shù)和數(shù)字技術(shù)而發(fā)展的土木工程技術(shù)，其基本的概念是，通過(guò)自身的數(shù)字技術(shù)，將建筑結(jié)構(gòu)和各種數(shù)據(jù)以三維模型的形式展現(xiàn)出來(lái)，并且可以基于這一模型，實(shí)現(xiàn)各種結(jié)構(gòu)調(diào)整、數(shù)據(jù)修改、動(dòng)態(tài)演示等工作的應(yīng)用，促使工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工，拜托過(guò)去單純的圖紙分析和現(xiàn)場(chǎng)分析兩種方式，對(duì)于減少工程量和提升工作效率都有很大的幫助作用。也正是基于BIM技術(shù)優(yōu)越的應(yīng)用效果，在當(dāng)下的很多工程項(xiàng)目施工中，都能看到BIM技術(shù)應(yīng)用的身影。

2 BIM技術(shù)在城市軌道交通施工階段的應(yīng)用價(jià)值

城市軌道交通施工，本身具備體量大、建設(shè)周期長(zhǎng)、建設(shè)費(fèi)用高等特點(diǎn)，因此對(duì)于該項(xiàng)目的施工需要相關(guān)的工作人員和單位應(yīng)用相應(yīng)的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通施工的質(zhì)量保障。而本文認(rèn)為在項(xiàng)目施工中，BIM技術(shù)的應(yīng)用，主要具備如下的應(yīng)用價(jià)值。

首先，BIM技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提升城市軌道交通的建設(shè)施工質(zhì)量，這主要是因?yàn)锽IM技術(shù)本身可以通過(guò)三維模擬，實(shí)現(xiàn)對(duì)施工中建筑結(jié)構(gòu)、施工效果等的現(xiàn)實(shí)模擬，并且基于其數(shù)據(jù)的真實(shí)性，在建筑結(jié)構(gòu)施工的過(guò)程中，相關(guān)工作人員還可以通過(guò)技術(shù)的數(shù)據(jù)的分析和結(jié)構(gòu)的研究，發(fā)現(xiàn)其中缺陷和問(wèn)題部位并及時(shí)修改，能夠在很大程度上降低工程項(xiàng)目的施工風(fēng)險(xiǎn)，提高最終質(zhì)量。其次，BIM技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于工程的施工效益也有很大提升。工程施工效益的提升需要從兩方面來(lái)講，一方面是工程中，技術(shù)的應(yīng)用可以提升質(zhì)量減少問(wèn)題，促進(jìn)工期的保障和建設(shè)效率的提升，因此就可以避免工程問(wèn)題和工程延誤導(dǎo)致的賠償，進(jìn)而保障經(jīng)濟(jì)效益。另一方面，是技術(shù)的應(yīng)用可以彰顯施工單位良好的技術(shù)應(yīng)用能力以及整體施工保障效果，這對(duì)于企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和社會(huì)口碑都有很大的提升，能夠促使企業(yè)在社會(huì)中和后續(xù)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲取更大訂單，實(shí)現(xiàn)整體效益的提升。最后，BIM技術(shù)的應(yīng)用，也可以實(shí)現(xiàn)整體安全性的提升，這還是得力于工程項(xiàng)目建設(shè)中，BIM技術(shù)本身應(yīng)用的良好技術(shù)分析以及良好數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和可視化結(jié)構(gòu)展現(xiàn)，總的來(lái)說(shuō)可以促使施工設(shè)計(jì)人員快速發(fā)展工程項(xiàng)目的建設(shè)問(wèn)題，保障最終施工的安全性。

3 BIM技術(shù)在城市軌道交通施工階段的應(yīng)用

3.1 方案比選

城市軌道交通的建設(shè)，基于建設(shè)過(guò)程中受到城市地區(qū)的限制，以及規(guī)劃要求的考量，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)的單位人員需要首先做好方案的必選。方案的必選簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是通過(guò)BIM技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)城市環(huán)境和城市各項(xiàng)數(shù)據(jù)，特別是地下管道、地上車流、建筑范圍等數(shù)據(jù)的錄入并建立數(shù)字沙盤(pán)，以三維模型的方式將城市展現(xiàn)在設(shè)計(jì)施工人員面前，并以此制定合理的施工方案和各種預(yù)備方案，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行方案的對(duì)比選擇，選出最為合適的方案，以此最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)施工效果的提升，避免后期的返工。

3.2 可視化設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的CAD設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要應(yīng)用到各種圖紙，這種圖紙的應(yīng)用能夠?qū)υO(shè)計(jì)工作帶來(lái)數(shù)據(jù)、規(guī)劃等多方面的優(yōu)化保障。但是基于城市軌道交通設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，以及設(shè)計(jì)中城市環(huán)境的復(fù)雜影響，僅以這些傳統(tǒng)的平面圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的保障是完全不足的，因此就需要應(yīng)用BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可視化的設(shè)計(jì)，可視化的設(shè)計(jì)不僅是設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)詳盡和設(shè)計(jì)合理的重要保障，也是促進(jìn)三維化設(shè)計(jì)成果提升，以及各種問(wèn)題快速解決的重要手段。在軌道交通哪個(gè)系統(tǒng)施工中，對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用以及其中可視化技術(shù)的落實(shí)，主要突顯在BIM技術(shù)自身的虛擬技術(shù)上，虛擬技術(shù)作為BIM技術(shù)的重要內(nèi)在技術(shù)分支之一，其在應(yīng)用的過(guò)程中，可以通過(guò)虛擬但能夠直觀看到的虛擬圖像，為設(shè)計(jì)和施工人員展現(xiàn)軌道交通施工的整體設(shè)計(jì)思想和整體設(shè)計(jì)方案，這對(duì)于大規(guī)模且工程涉及面廣的軌道交通工程來(lái)說(shuō)具備很好地幫助作用。而在實(shí)際的應(yīng)用中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用主要有如下集中具體應(yīng)用方式。首先，虛擬效果圖。虛擬效果圖就是在施工過(guò)程中，應(yīng)用3D、SU等軟件技術(shù)進(jìn)施工方案的預(yù)先模擬，并應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行立體建模和場(chǎng)景渲染，在渲染完成后，相關(guān)施工人員、管理人員等，可以從不同角度、不同環(huán)境等方向進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工的虛擬化展現(xiàn)，更好的表達(dá)軌道交通工程建設(shè)的要求。其次，場(chǎng)景漫游技術(shù)。該技術(shù)就是在虛擬效果圖的基礎(chǔ)上增添設(shè)計(jì)中人與設(shè)計(jì)場(chǎng)景的互動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)從多個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)和預(yù)先設(shè)計(jì)規(guī)劃的觀察，現(xiàn)對(duì)于單張的效果圖具備更為全面的觀察效果。最后，實(shí)際場(chǎng)景應(yīng)用，在施工的過(guò)程中，技術(shù)人員為了保障施工過(guò)程中的場(chǎng)景真實(shí)性以及落實(shí)設(shè)計(jì)階段要點(diǎn)中對(duì)各種模型的仿真設(shè)計(jì)，可以在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)地、草木、周邊建筑等拍照錄入，并創(chuàng)建相應(yīng)的仿真模型，形成立體且真實(shí)的場(chǎng)景，供設(shè)計(jì)人員和施工人員參考和調(diào)整。

3.3 碰撞檢查

城市軌道交通的建設(shè)，從來(lái)都不是土木工程一方面的工作，而是需要結(jié)合電力工程、水利工程、城市規(guī)劃等多方面工作內(nèi)容的工程項(xiàng)目，因?yàn)槌鞘熊壍澜煌ū旧硇枰鎸?duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的城市地下管線以及城市地上空間規(guī)劃情況。而基于這種問(wèn)題的影響，對(duì)于BIM的技術(shù)應(yīng)用就更為重要，因?yàn)锽IM的技術(shù)應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)碰撞分析，為上述問(wèn)題和情況的解決實(shí)現(xiàn)了解決的可能。對(duì)于土木工程的建設(shè)來(lái)說(shuō)，碰撞問(wèn)題主要為軟碰撞，也就是設(shè)計(jì)中的空間不足，管線專業(yè)內(nèi)部及與土建專業(yè)的碰撞問(wèn)題多因?qū)嵤┫群箜樞蚧驅(qū)I(yè)間溝通不暢導(dǎo)致的硬碰撞，即空間關(guān)系重疊問(wèn)題。但是鑒于該技術(shù)的專業(yè)性較強(qiáng)，在實(shí)際的應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)注意。首先，在技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，相關(guān)人員要注意學(xué)習(xí)和掌握人工智能技術(shù)的重要要點(diǎn)，并在日常的工作中加以應(yīng)用，提升自身的人工智能應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)基于智能技術(shù)的碰撞檢查。其次，在技術(shù)應(yīng)用和碰撞檢查的過(guò)程中，要明確技術(shù)只是輔助工具，并不能取代人工進(jìn)行全方位的設(shè)計(jì)和施工規(guī)劃，因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員要避免對(duì)人工智能技術(shù)的依賴，以免造成自身設(shè)計(jì)能力的下降。

3.4 工程量統(tǒng)計(jì)

同時(shí)BIM技術(shù)能夠?qū)Ω鞣N系統(tǒng)予以整合，包括構(gòu)件信息系統(tǒng)、施工流程系統(tǒng)等，這種系統(tǒng)上的整合不僅有利于操作，更有利于對(duì)工程量的統(tǒng)計(jì)，包括各種工程量編制、成本管控等，都可以在BIM技術(shù)的應(yīng)用下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效展現(xiàn)。而在建模過(guò)程中，一方面BIM技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種材料的數(shù)據(jù)獲取，并通過(guò)自動(dòng)報(bào)表和自動(dòng)統(tǒng)計(jì)的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)更新。另一方面，在濕濕的過(guò)程中，通過(guò)BIM技術(shù)的材料分類，可以更快的實(shí)現(xiàn)工程量的統(tǒng)計(jì)。此外，明細(xì)表統(tǒng)計(jì)工具可以用于建筑面積圖紙目錄、防火分區(qū)、房間面積等多重信息。節(jié)省了大量設(shè)計(jì)中簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作量。

3.5 自動(dòng)出圖

利用BIM技術(shù)，城市軌道交通施工中自動(dòng)出圖的技術(shù)實(shí)現(xiàn)也成為可能。BIM技術(shù)本身就可以在應(yīng)用的過(guò)程中，對(duì)圖紙的比例、位置、樣式等進(jìn)行自定義，在滿足了建模需求和設(shè)計(jì)要求后，BIM技術(shù)可以通過(guò)對(duì)建模的分析和數(shù)據(jù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖紙的聯(lián)動(dòng)式更改，也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)人員對(duì)模型的數(shù)據(jù)更正，可以聯(lián)動(dòng)到相關(guān)圖紙數(shù)據(jù)的自動(dòng)更正，這對(duì)于施工中圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的進(jìn)行，可以節(jié)省大量的時(shí)間和工作，但目前由于缺少三維出圖的相關(guān)規(guī)范，軟件自身的設(shè)置又難以滿足傳統(tǒng)制圖規(guī)范要求，因此后續(xù)需要進(jìn)行相關(guān)二次開(kāi)發(fā)來(lái)適應(yīng)圖審需求。

4 BIM技術(shù)在城市軌道交通施工階段的應(yīng)用質(zhì)量控制

4.1 建立建筑工程BIM模型

BIM技術(shù)在本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是一款數(shù)據(jù)處理軟件。因此對(duì)于BIM技術(shù)的應(yīng)用，首先要注意對(duì)參數(shù)錄入的正確，這就有需要在設(shè)計(jì)規(guī)劃的過(guò)程中，由相關(guān)的工作人員做好數(shù)據(jù)的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，并利用插件進(jìn)行數(shù)據(jù)的快速導(dǎo)入和自動(dòng)建模，之后再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行參數(shù)調(diào)整修正，最終實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)錄入和動(dòng)態(tài)控制。除此之外BIM模型的構(gòu)建也需要注意三維建模和信息采集，其中軌道交通工程施工的過(guò)程中，對(duì)于三維建模環(huán)節(jié)的應(yīng)用，主要是注重對(duì)遙感數(shù)據(jù)、GIS技術(shù)等各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊環(huán)境的分析研究。而在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員就可以應(yīng)用3DGIS技術(shù)，以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合數(shù)據(jù)信息進(jìn)行三維模型的構(gòu)建，這種三維模型在設(shè)計(jì)工作上有利于對(duì)軌道交通工程施工中各個(gè)重要部位和構(gòu)件的透視，并且結(jié)合復(fù)雜地形和空間環(huán)境來(lái)說(shuō)，建筑設(shè)計(jì)的精確度也是相當(dāng)高的。信息采集環(huán)節(jié)的應(yīng)用，需要注意信息數(shù)據(jù)的采集主要的目的在于了解當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計(jì)情況，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的靈活化。這也就要求在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，相關(guān)的設(shè)計(jì)人員要注意對(duì)各種設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的獲取，包括地理信息、氣候信息、環(huán)境信息、周邊城市信息等，而對(duì)于這些設(shè)計(jì)信息的獲取，一方面是結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)拍攝航空拍攝扥該方法進(jìn)行實(shí)際的信息獲取，另一方面也需要注意將收集而來(lái)的數(shù)據(jù)應(yīng)用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行分析檢查一次實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用。

4.2 施工過(guò)程事前質(zhì)量控制

基于BIM技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中的三維展示功能，在施工的過(guò)程中，相關(guān)的工作人員和技術(shù)人員，也需要注意在BIM技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，做好動(dòng)態(tài)演示和碰撞檢查工作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)施工中各種問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)并解決，提高施工方案優(yōu)化效率。例如在管線的施工裝飾過(guò)程中，非專業(yè)人員很難在現(xiàn)場(chǎng)分析和圖紙分析中，發(fā)現(xiàn)施工問(wèn)題，因此這就需要應(yīng)用到BIM技術(shù)，進(jìn)行施工前的事前控制，通過(guò)三維模型，BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同構(gòu)件位置的展示，并可以對(duì)各種數(shù)據(jù)參與予以同步展現(xiàn)，在這一情況下，及時(shí)是非專業(yè)人員也可以通過(guò)對(duì)相關(guān)要求和規(guī)范的結(jié)合，以及簡(jiǎn)單的培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)這一專業(yè)問(wèn)題的分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種數(shù)據(jù)的對(duì)策，實(shí)現(xiàn)有效的事前控制，減少事中和事后控制帶來(lái)的高昂成本。

4.3 施工過(guò)程事中質(zhì)量控制

在城市軌道交通的施工中，基于施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境復(fù)雜，對(duì)這一施工階段的質(zhì)量控制尤為重要，對(duì)于施工階段的質(zhì)量控制，本文認(rèn)為主要是注意加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于該技術(shù)應(yīng)用下質(zhì)量控制的落實(shí)。首先，在施工的過(guò)程中，通過(guò)BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工程施工的動(dòng)態(tài)化展示，也就是通過(guò)動(dòng)態(tài)的模擬，實(shí)時(shí)的發(fā)下工程施工的問(wèn)題環(huán)節(jié)，并及時(shí)優(yōu)化，避免出現(xiàn)問(wèn)題出現(xiàn)在積累一段時(shí)候后再處理的情況。其次，在施工的過(guò)程中，還需要相關(guān)的工作人員做好對(duì)BIM技術(shù)的管控平臺(tái)建設(shè)，管控平臺(tái)建設(shè)，就是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控設(shè)備和各種數(shù)據(jù)采集設(shè)備，構(gòu)建一個(gè)動(dòng)態(tài)的、可視的管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)的實(shí)時(shí)管理。而在施工中，做好場(chǎng)景的渲染優(yōu)化是極為重要，場(chǎng)景渲染優(yōu)化主要是通過(guò)有效的場(chǎng)景渲染，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景細(xì)節(jié)問(wèn)題的還原和展現(xiàn)，渲染模擬完成后，設(shè)計(jì)人員還可以通過(guò)對(duì)視角的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同角度下效果的展示，這對(duì)于設(shè)計(jì)人員從多方面考量和分析設(shè)計(jì)結(jié)果，有很大的幫助。最后，事中的質(zhì)量控制也需要注意強(qiáng)化信息化監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于這一技術(shù)應(yīng)用處了注意對(duì)系統(tǒng)的了解以及應(yīng)用外，還需要注意在應(yīng)用過(guò)程中提高人員素質(zhì)、做好設(shè)備強(qiáng)化等，以此實(shí)現(xiàn)有效的技術(shù)應(yīng)用。以此實(shí)現(xiàn)有效的工程建設(shè)質(zhì)量、安全性保障，促進(jìn)工程施工的推動(dòng)發(fā)展。

4.4 施工過(guò)程事后質(zhì)量控制

基于BIM技術(shù)搭建的數(shù)據(jù)信息平臺(tái)不僅可以根據(jù)項(xiàng)目參數(shù)進(jìn)行建模，還可以對(duì)施工過(guò)程中各類信息資料進(jìn)行分類歸檔，施工現(xiàn)場(chǎng)的各種影像數(shù)據(jù)資料和BIM三維模型構(gòu)建項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫(kù)?，F(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收階段可以根據(jù)該數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行驗(yàn)收活動(dòng)，驗(yàn)收過(guò)程中對(duì)可能的隱患和缺陷需要驗(yàn)證時(shí)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中快速查閱文件和照片資料以及與三維模型對(duì)比，進(jìn)一步核實(shí)施工問(wèn)題，確保項(xiàng)目質(zhì)量。數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用未達(dá)成方便應(yīng)用的效果最好能夠結(jié)合人工智能技術(shù)的應(yīng)用，因?yàn)槿斯ぶ悄芗夹g(shù)的應(yīng)用具備重要的優(yōu)勢(shì)。首先，人工智能的應(yīng)用能夠有效的促進(jìn)系統(tǒng)的穩(wěn)定，因?yàn)槿斯ぶ悄芤劳杏谟?jì)算機(jī)技術(shù)，本身在邏輯思維和判斷能力上要遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)，更高于人工的控制手段，因此在應(yīng)用的過(guò)程中，可以憑借自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的幫助和輔助。其次，即時(shí)控制。人工智能的應(yīng)用也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種電氣自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備的即時(shí)控制，因?yàn)樵摷夹g(shù)的應(yīng)用可以憑借自身優(yōu)秀的短時(shí)響應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)傳輸和指令下達(dá)，總的來(lái)說(shuō)可以有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備控制問(wèn)題的解決，避免軌道交通項(xiàng)目施工中的問(wèn)題發(fā)生。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，BIM技術(shù)作為重要的施工技術(shù)，其在城市軌道交通施工建設(shè)的過(guò)程中，具備重要施工應(yīng)用價(jià)值和意義，而其實(shí)際的施工建設(shè)，也有很多技術(shù)應(yīng)用重點(diǎn)，包括方案比選、可視化設(shè)計(jì)、工程量統(tǒng)計(jì)等，而本文認(rèn)為若想實(shí)現(xiàn)施工建設(shè)過(guò)程中技術(shù)的有效應(yīng)用，就需要在施工建設(shè)過(guò)程中做好施工過(guò)程事后質(zhì)量控制、事中質(zhì)量控制和事前質(zhì)量控制，并注重建立建筑工程BIM模型，以此實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量和軌道交通建設(shè)質(zhì)量的提升。