楊海濤

BIM(Building Information Modeling)建筑信息模型，本質上是一個可視化的工程項目數(shù)據(jù)庫。基于該數(shù)據(jù)庫進行開發(fā)，可以完成各種應用，包括出圖、計算分析、模擬、統(tǒng)計、優(yōu)化、監(jiān)測、管理等一系列工作。其主要特點可以簡單的歸納為幾個方面：三維可視化、信息化、參數(shù)化設計和協(xié)同工作。

目前軌道交通行業(yè)設計、建設、運營的分離現(xiàn)狀及采用傳統(tǒng)二維設計帶來的信息量限制及建設過程中信息的缺失，給軌道交通項目建成后的運營維護管理帶來了巨大的挑戰(zhàn)。BIM技術的應用可以有效地解決信息記錄、傳承問題。

軌道交通項目BIM工作內(nèi)容強調涵蓋全過程、全專業(yè)，內(nèi)容繁多覆蓋面廣，全面探討其工作內(nèi)容難度很大。但準確、完整、快速地建立BIM模型，是一切BIM工作的基礎。其過程也涉及到建模標準、各參與方、協(xié)同工作、軟硬件平臺、建模技術等各方面的內(nèi)容。本文試圖從建模技術方面進行探討，就城市軌道交通模型建立的要求和方法提供一些參考。

一、軌道交通BIM模型主要內(nèi)容

軌道交通模型范圍廣泛，從不同技術手段來說，模型類型的分類范圍如下表所示：

BIM建模的實施范圍

二、既有環(huán)境模型的建立

常規(guī)設計在二維地形圖的基礎上進行線路、站位的設計，BIM設計則需要三維基礎數(shù)據(jù)。我們優(yōu)先推薦使用無人機航攝的方式，可以快速獲取周邊環(huán)境模型。

1.無人機航攝周邊環(huán)境建模要求

推薦使用無人機航攝的方式，可以快速獲取周邊環(huán)境模型。

包括真正射數(shù)字影像（TDOM），數(shù)字表面模型（DSM），數(shù)字地面模型（DEM）三維模型（3DM）和全模型三角網(wǎng)表面模型（3DSM），數(shù)字線劃圖（DLG），對象化處理（OBP）。

模型要求能夠分層處理，建筑物能夠單體拆分，便于工程動拆遷管理。空間分辨率為3.5cm，平面幾何精度優(yōu)于5cm，高程精度優(yōu)于15cm 。

2.地下管線模型建立

城市道路，尤其是路交叉口地下管線情況復雜，模型建立推薦采用自動化的建模手段。建?；A資料仍為物探成果資料，但傳統(tǒng)的管線扯旗表示的CAD圖紙難以標準化輸出模型資料。需要取得原始物探數(shù)據(jù)資料，便于自動建模數(shù)據(jù)自動讀取。這里推薦使用Revit軟件的參數(shù)化建模插件Dynamo，可以比較方便地根據(jù)管線種類和坐標，自動生成地下管線模型。

3.地質模型建立

根據(jù)地質勘查報告建立模型，手工建模集合軟件生成的模式，模型精度依賴于地質勘查精度。

土層模型以項目在位族的方式創(chuàng)建，族類型采用公制常規(guī)模型。不同土層采用拉伸建立，設定土體寬度約30m,對于部分特殊地段可按具體要求修改。

內(nèi)建模型命名采用左線/右線-土層屬性-土層編號（用.分隔）

將材質參數(shù)的參數(shù)名稱命名為“土層類別”，將土層類別屬性與對象顏色對應。

水位線用5cm厚玻璃材質常規(guī)模型對象拉伸建模，沿各孔點水位高程布置，各邊比土體模型寬出2m顯示。

三、車站模型建立

車站模型與一般工民建筑物類似，建模方法也類似。目前主流建模軟件是以Autodesk Revit為主。

模型搭建基本規(guī)定：

統(tǒng)一建模軟件，明確軟件版本

明確項目坐標，設置共享場地，各單體相對坐標。

明確模型命名規(guī)則，明確模型目錄存儲規(guī)則。

明確模型表現(xiàn)標準，采用統(tǒng)一材質庫。

其他模型建立規(guī)則均按照項目BIM應用標準規(guī)定執(zhí)行。

通常的B I M模型深度等級共分五級，分別為L1～L5。

1.高架車站

主要模型對象，在開展工作前期，我們需要在建模范圍明確后，初步梳理主要建模對象。有建筑、結構、通風空調、給排水與消防、動力照明、供電系統(tǒng)、軌道、接觸網(wǎng)、信號系統(tǒng)、自動售檢票、通信系統(tǒng)、FAS/EMCS/ACS、電扶梯、安全門、管線綜合、防排水專項、裝修、導向等。

2.地下車站

主要模型對象有建筑、結構、通風空調、給排水與消防、動力照明、供電系統(tǒng)、軌道、接觸網(wǎng)、信號系統(tǒng)、自動售檢票、通信系統(tǒng)、FAS/EMCS/ACS、電扶梯、安全門、管線綜合、防排水專項、裝修、導向等。

3.停車場和車輛段

主要模型對象有建筑、結構、通風空調、給排水與消防、動力、照明、供電系統(tǒng)、軌道、接觸網(wǎng)、信號系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、FAS/EMCS/ACS、管線綜合、防排水專項等。

四、區(qū)間模型

區(qū)間模型的建立，首先是設計數(shù)據(jù)的標準化工作。設計圖紙的表達往往并非是能夠由計算機自動讀取的標準化數(shù)據(jù)格式。區(qū)間平曲線、縱曲線所表達的空間曲線，并不是簡單的空間投影變換的關系，對平、縱曲線對象需要進行不同方式的離散和對應，最終得到一定精度下的空間曲線坐標點，變成計算機能夠識別的分段空間坐標點。然后再對應該空間點處的橫斷面數(shù)據(jù)，得到精確的區(qū)間模型對象。同時依據(jù)該空間曲線的模型，也可以得到里程換算關系，便于按里程布置區(qū)間設備模型對象。

1.高架區(qū)間

從建模特點來說，高架區(qū)間可以分為預制簡支梁和現(xiàn)澆橋梁區(qū)間兩種。簡支梁高架區(qū)間比較容易通過標準化的柱墩、蓋梁和簡支梁形式進行自動化的模型建立?，F(xiàn)澆梁（鋼箱梁）跨線橋，則需要根據(jù)不同的橋梁形式，進行各工點橋梁的分別建模。簡支梁高架區(qū)間的簡支梁本身為直線型簡支梁，主要根據(jù)墩柱位置和標高進行數(shù)據(jù)的離散化建模。

2.地下區(qū)間

盾構區(qū)間主要包含盾構環(huán)片、區(qū)間工作井、聯(lián)絡通道等對象、內(nèi)部軌道、軌旁設備、接觸網(wǎng)等各種對象。盾構區(qū)間標準化程度相對高架區(qū)間來說更高，模型建立也更容易。盾構環(huán)片長度固定，標準統(tǒng)一。

盾構區(qū)間主要采用Revit+Dynamo建模，首先根據(jù)襯砌詳圖建立盾構環(huán)片襯砌族文件，拼合為盾構環(huán)片。然后根據(jù)平、縱曲線和盾構環(huán)排布圖，計算得出環(huán)片坐標和姿態(tài)表，再根據(jù)坐標姿態(tài)表生成盾構區(qū)間模型。然后增設旁通道、工作井等附屬對象。最后將區(qū)間模型與車站模型結合。

五、結語

高效率的模型建立方法是軌道交通BIM應用工作首先需要面對的困難。近年來模型建立技術手段日新月異，及時地對現(xiàn)有技術進行總結，對未來技術進行展望，有著非常積極的作用。