辛佐先

（上海市地下空間設(shè)計(jì)研究總院有限公司，200032，上海∥工程師）

近年來(lái)，隨著建筑業(yè)信息技術(shù)的發(fā)展，建筑信息模型（Building Information Modeling，簡(jiǎn)為BIM）的相關(guān)研究和應(yīng)用也取得了突破性進(jìn)展。BIM是一種革命性的技術(shù)，它能夠在建筑全生命周期中利用協(xié)調(diào)一致的信息，對(duì)建筑物進(jìn)行分析、模擬、可視化、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算等工作，從而幫助用戶提高效率、降低成本，并減少對(duì)環(huán)境影響?！?011—2015年建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》提出，“十二五”期間信息化目標(biāo)為基本實(shí)現(xiàn)建筑企業(yè)信息系統(tǒng)的普及應(yīng)用，加快BIM、基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作等新技術(shù)在工程中的應(yīng)用，推動(dòng)信息化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。BIM技術(shù)在我國(guó)軌道交通行業(yè)中的應(yīng)用正逐漸普及，目前正在策劃的新建線路普遍擬采用BIM技術(shù)，業(yè)主采用何種模式應(yīng)用BIM，是本文討論的主要內(nèi)容。

1 城市軌道交通應(yīng)用BIM技術(shù)的必要性

1.1 BIM技術(shù)適應(yīng)的特點(diǎn)

軌道交通項(xiàng)目與一般的市政建設(shè)項(xiàng)目、民用項(xiàng)目相比，項(xiàng)目具有點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣、規(guī)模大、投資高、建設(shè)周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，且機(jī)電系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備繁多，建設(shè)、運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)高、社會(huì)責(zé)任大，對(duì)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，特別是運(yùn)營(yíng)提出了很高的要求［1］。

目前軌道交通行業(yè)設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)二維圖紙表示法，表達(dá)方式抽象，只有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練并有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人才能正確和完整地理解，給將來(lái)運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員提出了較高的要求。

同時(shí)，二維設(shè)計(jì)圖紙難以對(duì)建筑物的所有內(nèi)容及關(guān)系進(jìn)行完整的表達(dá)，圖紙之間及各專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)間缺少剛性系統(tǒng)的傳承聯(lián)系，只能依賴設(shè)計(jì)師間的人工溝通協(xié)調(diào)，其間容易出現(xiàn)錯(cuò)漏，特別是在設(shè)計(jì)變更、調(diào)整較為頻繁的軌道交通項(xiàng)目設(shè)計(jì)中更易出現(xiàn)錯(cuò)漏，易造成建設(shè)時(shí)的投資損失及運(yùn)營(yíng)維護(hù)應(yīng)用時(shí)的信息不準(zhǔn)確。

BIM技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)圖紙，所能表達(dá)的信息豐富，資料查閱效率高，及時(shí)準(zhǔn)確，能滿足軌道交通出現(xiàn)緊急情況時(shí)的處置要求。因而能對(duì)軌道交通項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)管理起到助力作用［2］。

1.2 BIM技術(shù)的價(jià)值

BIM的可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性特點(diǎn)給項(xiàng)目的各參與方、多方面帶來(lái)了不同的價(jià)值，現(xiàn)階段對(duì)于業(yè)主方BIM運(yùn)用的價(jià)值可歸納為以下5點(diǎn)［3］：

（1）基于BIM模型的可視化決策；

（2）基于BIM模型與其他相關(guān)方的可視化交互；

（3）通過(guò)BIM模型提高軌道交通的設(shè)計(jì)質(zhì)量；

（4）通過(guò)BIM模型初步實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程管理；

（5）通過(guò)BIM模型實(shí)現(xiàn)車(chē)站設(shè)備運(yùn)維管理。

2 業(yè)主在軌道交通項(xiàng)目中應(yīng)用BIM的主要模式

2.1 參建方各自委托BIM分包模式

（1）組織架構(gòu)。在這種模式下，業(yè)主方提出簡(jiǎn)要的BIM實(shí)施目標(biāo)及要求，項(xiàng)目相關(guān)參與各方各自委托BIM建模分包單位實(shí)施。

（2）模式特點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)為簡(jiǎn)單易行，業(yè)主方只需提出要求，各方自行組織進(jìn)行BIM應(yīng)用，快速發(fā)揮由2D到3D可視化的價(jià)值。其缺點(diǎn)為項(xiàng)目各方委托的分包單位水平參差不齊，沒(méi)有統(tǒng)一的BIM交付標(biāo)準(zhǔn)，使得業(yè)主監(jiān)管困難，管理松散，其主要交付物——BIM模型質(zhì)量波動(dòng)大，格式不統(tǒng)一，兼容性差，難以在項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)期集中應(yīng)用。另外，各方的技術(shù)路線和實(shí)施方案不統(tǒng)一，應(yīng)用效果難以保證。該模式為BIM應(yīng)用初期經(jīng)常采用的模式，應(yīng)用范圍常常局限于設(shè)計(jì)階段BIM建模及管線綜合碰撞檢查的簡(jiǎn)單應(yīng)用，是從2D到3D的嘗試。因缺乏統(tǒng)一的模型交付標(biāo)準(zhǔn)及信息傳遞技術(shù)路線，該模式在基于BIM進(jìn)行工程量統(tǒng)計(jì)、4D、5D等應(yīng)用上有局限性，其信息模型也無(wú)法有效傳遞到運(yùn)營(yíng)維護(hù)階段。

2.2 業(yè)主統(tǒng)一委托BIM分包模式

（1）組織架構(gòu)。在這種模式下，業(yè)主方統(tǒng)一委托BIM建模單位進(jìn)行BIM應(yīng)用的策劃與實(shí)施，各相關(guān)方對(duì)BIM建模單位進(jìn)行配合。

（2）模式特點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)為所有BIM實(shí)施內(nèi)容均為BIM建模單位一方完成，模型統(tǒng)一，質(zhì)量可控。缺點(diǎn)為BIM模型及相關(guān)應(yīng)用成果的責(zé)任界定不明晰，相關(guān)方對(duì)BIM建模單位僅為配合責(zé)任，BIM交付物的主要責(zé)任在BIM建模單位，而B(niǎo)IM建模單位常常不具備設(shè)計(jì)、施工資質(zhì)，技術(shù)力量較為薄弱，難以對(duì)BIM模型及相關(guān)應(yīng)用成果的質(zhì)量負(fù)責(zé)。另外，BIM應(yīng)用過(guò)程中，BIM建模單位與設(shè)計(jì)、施工等相關(guān)方的溝通也存在問(wèn)題，設(shè)計(jì)、施工等相關(guān)方仍在傳統(tǒng)二維環(huán)境開(kāi)展工作，BIM實(shí)施工作全部由BIM建模單位完成，傳統(tǒng)模式與BIM模式并行開(kāi)展，之間信息傳遞不暢，難以高效發(fā)揮BIM對(duì)信息管理的核心價(jià)值。

該模式為現(xiàn)階段城市軌道交通業(yè)主方BIM應(yīng)用的主流模式。它實(shí)現(xiàn)了BIM交付標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一，可以基于此模式開(kāi)展深入的BIM應(yīng)用。但傳統(tǒng)流程與BIM流程并行開(kāi)展造成相關(guān)方溝通難度大，兩種流程產(chǎn)生的成果一致性存在問(wèn)題，成果責(zé)任也不明晰，以哪個(gè)流程的成果為準(zhǔn)是其常見(jiàn)問(wèn)題，使得業(yè)主管理工作繁重。

2.3 業(yè)主主導(dǎo)、專(zhuān)業(yè)咨詢、各方實(shí)施模式

（1）組織架構(gòu)。在這種模式下，業(yè)主方統(tǒng)一委托BIM咨詢單位進(jìn)行BIM應(yīng)用的方案策劃［4］，制定BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，建立BIM技術(shù)應(yīng)用管理平臺(tái)并進(jìn)行實(shí)施過(guò)程管理。各設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)維護(hù)相關(guān)方為BIM實(shí)施的主體，基于統(tǒng)一的實(shí)施方案、實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，在業(yè)主、咨詢方的統(tǒng)一管理下開(kāi)展BIM應(yīng)用。

（2）模式特點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)為由BIM咨詢單位定制BIM實(shí)施方案，將BIM融入各方已有的工作流程，明確BIM應(yīng)用的交付物作為各方交付物的一部分，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、職責(zé)明確、具有統(tǒng)一管控環(huán)節(jié)。其實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)為：① 需及早規(guī)劃，業(yè)主在招標(biāo)環(huán)節(jié)即明確各參與方的BIM應(yīng)用主體責(zé)任；② 需要相關(guān)各方具有BIM應(yīng)用能力以勝任BIM責(zé)任，或者預(yù)留培訓(xùn)所需的時(shí)間；③ 對(duì)BIM咨詢單位要求較高，需具備軌道交通設(shè)計(jì)、施工及項(xiàng)目管理背景，BIM實(shí)施與管理經(jīng)驗(yàn)，BIM研發(fā)能力。

該模式為現(xiàn)階段城市軌道交通業(yè)主方BIM應(yīng)用的新興模式，它是參建各方BIM能力提高的產(chǎn)物，可支持BIM技術(shù)全生命周期應(yīng)用，使各方受益［5］。

3 BIM在城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用實(shí)踐

廈門(mén)軌道交通集團(tuán)有限公司在廈門(mén)市軌道交通1號(hào)線一期工程中，開(kāi)展了“業(yè)主主導(dǎo)、專(zhuān)業(yè)咨詢、各方實(shí)施模式”。上海市地下空間設(shè)計(jì)研究總院作為BIM咨詢單位，在業(yè)主的領(lǐng)導(dǎo)下，制定軌道交通BIM實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)同工作流程，搭建基于BIM的軌道交通協(xié)同管理平臺(tái)，開(kāi)發(fā)軌道交通專(zhuān)業(yè)的BIM零件庫(kù)，協(xié)助業(yè)主進(jìn)行模型審查、歸檔等日常管理工作。各設(shè)計(jì)、施工參與方為BIM應(yīng)用的主體，其專(zhuān)業(yè)工程師根據(jù)BIM咨詢單位發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一實(shí)施和應(yīng)用，取得了初步成果。

3.1 組織架構(gòu)

在BIM技術(shù)應(yīng)用環(huán)境下，項(xiàng)目參與方組織架構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 BIM技術(shù)應(yīng)用組織架構(gòu)示意圖

3.2 各方職責(zé)

各參與方應(yīng)根據(jù)BIM咨詢單位所制定的實(shí)施方案，完成自身的BIM工作，同時(shí)應(yīng)與其他BIM工作相關(guān)方進(jìn)行積極協(xié)作，共同推進(jìn)BIM工作的實(shí)施，具體職責(zé)簡(jiǎn)介如下。

（1）業(yè)主。對(duì)項(xiàng)目的BIM應(yīng)用提出需求及目標(biāo)，審核項(xiàng)目實(shí)施方案和接收項(xiàng)目成果，監(jiān)督管理項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)服務(wù)進(jìn)程和質(zhì)量。

（2）推進(jìn)協(xié)調(diào)組。為確保BIM應(yīng)用工作推進(jìn)，依據(jù)參與方組織架構(gòu)，成立推進(jìn)協(xié)調(diào)組。由業(yè)主方指派專(zhuān)人為組長(zhǎng)，BIM咨詢單位指派專(zhuān)人為常務(wù)副組長(zhǎng)，所有BIM參與方指派代表作為小組成員。

推進(jìn)協(xié)調(diào)組架構(gòu)如圖2所示。

圖2 推進(jìn)協(xié)調(diào)組架構(gòu)示意圖

協(xié)調(diào)組所有成員作為本單位BIM工作的總負(fù)責(zé)人和協(xié)調(diào)人，對(duì)內(nèi)管理、協(xié)調(diào)BIM應(yīng)用的工作，在協(xié)調(diào)組內(nèi)部參加BIM所需的活動(dòng)。

（3）BIM咨詢單位。編制本項(xiàng)目的BIM技術(shù)應(yīng)用總體實(shí)施方案，制定BIM應(yīng)用實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。搭建BIM技術(shù)應(yīng)用管理平臺(tái)并對(duì)平臺(tái)進(jìn)行技術(shù)維護(hù)支持，定制開(kāi)發(fā)項(xiàng)目構(gòu)件庫(kù)和出圖模板。完成BIM技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)管理。收集并審核各參與方的BIM模型和BIM成果。對(duì)各參與方的BIM工作進(jìn)行指導(dǎo)和支持，對(duì)成果進(jìn)行審核驗(yàn)收。

（4）設(shè)計(jì)參與方。建立內(nèi)部BIM管理體系和組織架構(gòu)，完成本項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的BIM應(yīng)用內(nèi)容。各設(shè)計(jì)參與方按照BIM實(shí)施方案和標(biāo)準(zhǔn)建立、整合、維護(hù)并應(yīng)用BIM模型，由各設(shè)計(jì)參與方BIM負(fù)責(zé)人整理提交，供BIM咨詢單位審核，確保實(shí)施工作與整體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相符。

（5）土建施工參與方。建立內(nèi)部BIM管理體系和組織架構(gòu)，完成本項(xiàng)目土建施工階段中的BIM應(yīng)用內(nèi)容；各土建施工參與方按照BIM實(shí)施方案和標(biāo)準(zhǔn)，使用BIM模型進(jìn)行土建施工信息協(xié)同，整合施工階段的BIM信息，提供BIM成果。由各方負(fù)責(zé)人整理并將BIM土建竣工模型提交BIM咨詢單位。

（6）機(jī)電安裝參與方。建立內(nèi)部管理體系和組織架構(gòu)，完成本項(xiàng)目機(jī)電安裝階段的BIM應(yīng)用內(nèi)容；各機(jī)電安裝參與方按照BIM實(shí)施方案和標(biāo)準(zhǔn)，在BIM模型中整合設(shè)備信息，提供BIM成果。由各方負(fù)責(zé)人整理并將BIM設(shè)備竣工模型提交BIM咨詢單位。

（7）其他BIM參與方。建立內(nèi)部BIM管理體系和組織架構(gòu)，完成本項(xiàng)目對(duì)應(yīng)工作中的BIM應(yīng)用，按照BIM實(shí)施方案和BIM實(shí)施行為標(biāo)準(zhǔn)，建立適用的BIM模型，提供BIM成果。

3.3 主要應(yīng)用流程

圖3所示的BIM技術(shù)應(yīng)用流程，明確了各參與方的工作流程與協(xié)作關(guān)系。

圖3 各參與方各階段BIM技術(shù)應(yīng)用流程

3.4 主要應(yīng)用成果

本項(xiàng)目自2013年12月正式啟動(dòng)，BIM咨詢單位制定了BIM實(shí)施方案（含軟硬件、人力資源要求）、BIM模型交付標(biāo)準(zhǔn)、BIM實(shí)施行為標(biāo)準(zhǔn)。開(kāi)發(fā)了軌道交通行業(yè)參數(shù)化零件庫(kù)和基于BIM模型的出圖模板。各方初步建立了17座車(chē)站的BIM模型（見(jiàn)圖4），將基于模型，逐步開(kāi)展設(shè)計(jì)階段、施工階段的14項(xiàng)BIM應(yīng)用，發(fā)揮BIM價(jià)值，最終為運(yùn)營(yíng)提供基礎(chǔ)信息模型。

圖4 部分車(chē)站模型

4 BIM在城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用模式建議

BIM技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有了較好的應(yīng)用基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)軌道交通行業(yè)的部分設(shè)計(jì)、施工企業(yè)已經(jīng)開(kāi)展了BIM應(yīng)用工作，初步具備了BIM應(yīng)用能力。行業(yè)內(nèi)較早進(jìn)行BIM研究的單位，經(jīng)過(guò)了BIM應(yīng)用實(shí)踐與總結(jié)后，也逐步開(kāi)展BIM標(biāo)準(zhǔn)制定，具備了BIM咨詢能力。綜合3種BIM應(yīng)用模式的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)軌道交通行業(yè)各參與方BIM應(yīng)用水平，未來(lái)幾年，建議BIM在城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用模式為“業(yè)主主導(dǎo)、專(zhuān)業(yè)咨詢、各方實(shí)施模式”。

5 結(jié)語(yǔ)

本文調(diào)研了2010年至今國(guó)內(nèi)軌道交通行業(yè)主要的BIM應(yīng)用案例，歸納了3種BIM應(yīng)用模式。隨著B(niǎo)IM技術(shù)應(yīng)用水平的提高，“業(yè)主主導(dǎo)、專(zhuān)業(yè)咨詢、各方實(shí)施模式”的模式將成為主流應(yīng)用模式，能夠支持全生命周期的BIM應(yīng)用，具有推廣價(jià)值。BIM技術(shù)在軌道交通行業(yè)的應(yīng)用前景十分廣闊。

［1］ 祝嘉.在城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)的設(shè)想［J］.建筑經(jīng)濟(jì)，2008（S2）：7.

［2］ 陳丹.基于虛擬建設(shè)的城市軌道交通建設(shè)管理模式研究［D］.武漢：華中科技大學(xué)，2011.

［3］ 清華大學(xué)BIM課題組.BIM 實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)編制咨詢報(bào)告［R］.北京：清華大學(xué)，2014.

［4］ 王廣斌，劉守奎.建設(shè)項(xiàng)目BIM 實(shí)施策劃［J］.時(shí)代建筑，2013（2）：48.

［5］ 王廣斌，張洋，姜陣劍，等.建設(shè)項(xiàng)目施工前各階段BIM應(yīng)用方受益情況研究［J］.山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2009（5）：438.