石繼斌，楊勇

（中鐵一院集團(tuán)山東建筑設(shè)計(jì)院有限公司，山東 青島 266108）

0 引言

建筑信息模型（BIM）技術(shù)是在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的三維信息集成技術(shù)，是對工程物理信息和功能信息的數(shù)字化承載和可視化表達(dá)。美國國家標(biāo)準(zhǔn)（NBIMS）對BIM的定義分3個部分：BIM是一個設(shè)施（建設(shè)項(xiàng)目）物理和功能特性的數(shù)字表達(dá)；BIM是一個共享的知識資源，是一個分享有關(guān)該設(shè)施的信息，為其從建設(shè)到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過程；在項(xiàng)目不同階段，不同利益相關(guān)方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)[1]。我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 51212—2016《建筑信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》對BIM定義為：在建設(shè)工程及設(shè)施全生命期內(nèi)，對其物理和功能特性進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)，并依此設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維的過程和結(jié)果的總稱，簡稱模型。

1 總體性實(shí)施方案

基于城市軌道交通工程BIM技術(shù)應(yīng)用總體性實(shí)施方案框架要求，明確設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維各階段BIM技術(shù)應(yīng)用目標(biāo)、工作內(nèi)容和技術(shù)要求、實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃、制度保障、流程策劃等。

1.1 應(yīng)用目標(biāo)

在城市軌道交通工程中，BIM技術(shù)應(yīng)用的總體性目標(biāo)是：通過在項(xiàng)目全生命周期應(yīng)用BIM技術(shù)，全面提升城市軌道交通項(xiàng)目管理水平，提高項(xiàng)目質(zhì)量、縮短建設(shè)工期、減少資源浪費(fèi)、控制工程投資；獲得管理效益、技術(shù)效益、經(jīng)濟(jì)效益；在運(yùn)維階段，創(chuàng)建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型和運(yùn)維管理系統(tǒng)，方便設(shè)施設(shè)備等資產(chǎn)運(yùn)維管理[2]；最終，基于各階段、各參與方的BIM模型，形成城市軌道交通RIM大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)城市軌道交通的BLM（Building Lifecycle Management）管理。

該總體性目標(biāo)分設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維3個階段實(shí)施，各階段應(yīng)用目標(biāo)見圖1。

1.2 工作內(nèi)容和技術(shù)要求

在城市軌道交通工程各階段的BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)工作內(nèi)容和技術(shù)要求見表1。

1.3 實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃

確立城市軌道交通工程各階段BIM技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)的工作內(nèi)容及技術(shù)點(diǎn)要求后，進(jìn)行總體性實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃的編定。明確參建各單位、各階段BIM技術(shù)應(yīng)用進(jìn)度時間，各單位編制節(jié)點(diǎn)計(jì)劃（見表2）。

1.4 制度保障

在城市軌道交通工程中，需建立如下制度保障性措施策劃：

圖1 總體性實(shí)施方案各階段應(yīng)用目標(biāo)

表1 BIM應(yīng)用點(diǎn)工作內(nèi)容和技術(shù)要求[3]

續(xù)表1

（1）建立由建設(shè)單位為主導(dǎo)的BIM技術(shù)應(yīng)用制度性保障措施，協(xié)助建設(shè)單位明確BIM技術(shù)應(yīng)用需求和目標(biāo)，確保BIM技術(shù)應(yīng)用順利實(shí)施[4]；

（2）制度適用范圍包括工程各參與方（建設(shè)單位、設(shè)計(jì)總體單位、設(shè)計(jì)咨詢單位、工點(diǎn)設(shè)計(jì)單位、BIM咨詢單位、施工單位、監(jiān)理單位等），且制度貫穿于工程項(xiàng)目建設(shè)全過程；

（3）建立健全每周或每月BIM例會制度，定期定時匯報(bào)BIM技術(shù)應(yīng)用工作情況和工作進(jìn)展，并及時反饋BIM工作中遇到的問題及解決辦法；

（4）建立各項(xiàng)制度保障性措施獎懲辦法。

1.5 流程策劃

在城市軌道交通工程中，各參建單位在參與各階段的BIM技術(shù)應(yīng)用體系見表3。

各參建單位在參與各階段的流程策劃見圖2。

表2 BIM技術(shù)總體實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃

2 標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用體系

2.1 架構(gòu)概述

選擇統(tǒng)一的應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是創(chuàng)建BIM模型和BIM技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵[5]。BIM模型數(shù)據(jù)通過協(xié)同平臺共享、傳遞，要靠統(tǒng)一的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)約束。通過積累和總結(jié)BIM技術(shù)項(xiàng)目應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，搭建企業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)體系框架，編寫企業(yè)級BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)[6]。

BIM模型標(biāo)準(zhǔn)研究立足于實(shí)現(xiàn)城市軌道交通工程計(jì)算機(jī)制圖規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，提升設(shè)計(jì)水平。促進(jìn)城市軌道交通BIM技術(shù)軟件的研發(fā)。BIM模型標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)范圍包括：建筑、導(dǎo)向標(biāo)識、裝飾、車站管線綜合、地下結(jié)構(gòu)、地上結(jié)構(gòu)、防水工程籌劃、橋梁、供電系統(tǒng)及變電所、牽引網(wǎng)、電力監(jiān)控、雜散電流防護(hù)、電源整合、動力照明、給排水、通風(fēng)空調(diào)、線路、路基、軌道、限界、軌旁、通信、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、信號、自動售檢票（AFC）、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、綜合監(jiān)控（ISCS）、辦公自動化（OA）、門禁（ACS）、電扶梯、站臺門等32個專業(yè)及系統(tǒng)。

2.2 主要標(biāo)準(zhǔn)

在城市軌道交通工程標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用體系中，主要標(biāo)準(zhǔn)有：《城市軌道交通BIM技術(shù)應(yīng)用環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》《城市軌道交通BIM信息模型創(chuàng)建及應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》《城市軌道交通BIM模型交付標(biāo)準(zhǔn)》《城市軌道交通BIM管線綜合標(biāo)準(zhǔn)》《城市軌道交通BIM精細(xì)化管理標(biāo)準(zhǔn)》《城市軌道交通BIM構(gòu)建編碼標(biāo)準(zhǔn)》《城市軌道交通BIM成果審核流程》《城市軌道交通BIM技術(shù)應(yīng)用指南》《城市軌道交通BIM成果審核指南》。

表3 BIM技術(shù)應(yīng)用體系

圖2 流程策劃

3 BIM成果審核

3.1 審核流程

BIM技術(shù)應(yīng)用按照設(shè)計(jì)階段、施工階段及BIM技術(shù)總結(jié)階段分階段進(jìn)行管理，保證管理流程的完整性，通過《城市軌道交通BIM成果審核指南》，明確不同管理單位或部門在BIM成果審核過程中的審查周期、流程流轉(zhuǎn)、審查范圍、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、量化考核規(guī)則及各類程序性文件模板等。各階段審核流程見圖3。

3.2 審核內(nèi)容

3.2.1 設(shè)計(jì)階段

（1）初步設(shè)計(jì)階段。

審核范圍：本階段BIM應(yīng)用成果文件。

審核條件：設(shè)計(jì)模型審核階段，設(shè)計(jì)模型應(yīng)滿足設(shè)計(jì)階段BIM應(yīng)用需求，模型應(yīng)具備設(shè)計(jì)圖紙中的基本構(gòu)件。模型細(xì)度一般為LOD200～LOD300。

圖3 各階段審核流程

審核內(nèi)容：模型是否準(zhǔn)確表現(xiàn)各專業(yè)構(gòu)件基本形態(tài)、尺寸及基本構(gòu)造及標(biāo)注；基本構(gòu)件的造型、尺寸；設(shè)計(jì)信息是否表達(dá)完整。

（2）施工圖優(yōu)化階段。

審核范圍：本階段BIM應(yīng)用成果文件。

審核條件：施工圖優(yōu)化模型審核階段，審核對象是在設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上經(jīng)過完善的深化設(shè)計(jì)模型。模型細(xì)度一般為LOD300～LOD400。

審核內(nèi)容：所建模型的精確造型、位置、尺寸等。如構(gòu)件和構(gòu)件的精確尺寸；構(gòu)件外部造型、層高、降板的標(biāo)高；以及涉及到跨工種協(xié)同作業(yè)的信息，如機(jī)電預(yù)埋件、預(yù)留孔洞等；部分細(xì)度達(dá)到LOD400的構(gòu)件應(yīng)包含構(gòu)件的詳細(xì)信息。

3.2.2 施工階段

審核范圍：本階段BIM應(yīng)用成果文件。

審核條件：施工模型審核階段，審核對象是在深化設(shè)計(jì)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)變更后，修改完善的模型，模型細(xì)度一般為LOD300～LOD400，需預(yù)制的構(gòu)件細(xì)度應(yīng)達(dá)到LOD400。

3.2.3 運(yùn)維階段

審核范圍：本階段BIM應(yīng)用成果文件。

審核條件：在運(yùn)維模型審核階段，審核對象是在施工模型的基礎(chǔ)上，添加建設(shè)單位要求交付的具有完整的構(gòu)件參數(shù)和屬性的竣工模型。根據(jù)應(yīng)用目標(biāo)及甲方的要求，竣工模型細(xì)度一般為LOD400～LOD500。而審核內(nèi)容則主要是檢查此類信息的完整性與正確性。

4 平臺搭建方案

基于BIM軟件及協(xié)同設(shè)計(jì)平臺作為設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)應(yīng)用管理平臺，是企業(yè)云、是基于文件的協(xié)同管理平臺、是項(xiàng)目工程信息的管理中心。將各參建單位協(xié)同到一個共同平臺共享工程信息，并在整個項(xiàng)目生命周期中運(yùn)轉(zhuǎn)工作流程，可將企業(yè)或項(xiàng)目中分散在不同工作地點(diǎn)、不同部門的參與者全部聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程異地協(xié)同。

各參建單位可通過平臺進(jìn)行模型文件查看、下載及協(xié)同設(shè)計(jì)，平臺設(shè)置了專有權(quán)限，不同參建單位可通過網(wǎng)絡(luò)賬號登錄，在云架構(gòu)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)。

5 總體管理

5.1 概述

在城市軌道交通工程的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維階段，建立合理的人員架構(gòu)體系，設(shè)計(jì)BIM技術(shù)中心；在設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行BIM技術(shù)應(yīng)用管理工作；在施工階段，以BIM技術(shù)應(yīng)用總牽頭人的身份，積極協(xié)調(diào)承包商對施工階段的BIM技術(shù)應(yīng)用工作實(shí)施管理[7]。其架構(gòu)體系見圖4。

5.2 示范模型創(chuàng)建

5.2.1 設(shè)計(jì)階段

搭建站點(diǎn)、區(qū)間、車輛基地、控制中心等建筑體對象的示范設(shè)計(jì)模型，實(shí)施各項(xiàng)BIM應(yīng)用，通過模型運(yùn)用及優(yōu)化調(diào)整三維環(huán)境、場地分析、建筑性能模擬、仿真模擬、管線遷改等方面的可視化特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)化選擇，提升設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)品質(zhì)，節(jié)省投資、加快工程實(shí)施進(jìn)度。設(shè)計(jì)階段車站土建示范模型見圖5。

5.2.2 施工階段

圖4 架構(gòu)體系

圖5 車站土建示范模型

基于設(shè)計(jì)階段BIM模型創(chuàng)建施工示范模型，整合施工組織方案，進(jìn)行施工仿真模擬，優(yōu)化施工方案，以可視化的手段指導(dǎo)施工，積極推廣三維技術(shù)交底，重點(diǎn)工序、工藝、工法的模擬，施工階段通過BIM模型引入風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警平臺，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)源控制，指導(dǎo)土建規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，采用BIM進(jìn)行三維報(bào)建，土建工程量計(jì)算與復(fù)核等。實(shí)現(xiàn)提升土建施工質(zhì)量、節(jié)省工期、規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)約造價(jià)的目標(biāo)。施工階段車站機(jī)電示范模型見圖6。

5.3 成果審查

負(fù)責(zé)在規(guī)定時間內(nèi)及時對工程參與方提交的BIM技術(shù)應(yīng)用成果進(jìn)行審核，出具咨詢審核意見。

5.4 階段技術(shù)小結(jié)及總結(jié)

在城市軌道交通BIM技術(shù)應(yīng)用總體計(jì)劃的不同階段，完成相應(yīng)的BIM技術(shù)應(yīng)用小結(jié)和技術(shù)應(yīng)用總結(jié)。技術(shù)小結(jié)及總結(jié)流程見圖7。

6 軟件開發(fā)

圖6 車站機(jī)電示范模型

在BIM技術(shù)應(yīng)用實(shí)施過程中，設(shè)計(jì)效率很大程度上取決于企業(yè)構(gòu)件庫水平的高低。如何合理管理已有族文件、與設(shè)計(jì)工具無縫連接、保護(hù)自主創(chuàng)建族文件及標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件庫，提高構(gòu)件庫質(zhì)量等問題都關(guān)系到提高BIM工具的使用效率。

6.1 構(gòu)件庫管理系統(tǒng)

軌道交通構(gòu)件庫的創(chuàng)建及信息封裝基于構(gòu)件庫創(chuàng)建與管理標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)件庫系統(tǒng)通過授權(quán)、共享、加密機(jī)制，協(xié)助城市軌道交通建立安全、有效的BIM構(gòu)件庫，形成BIM基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，有效提升城市軌道交通的BIM核心競爭力[8]。構(gòu)件庫管理系統(tǒng)架構(gòu)見圖8。

6.2 全生命周期BIM數(shù)據(jù)管理平臺開發(fā)方案

建立城市軌道交通工程的全生命周期BIM數(shù)據(jù)管理平臺開發(fā)方案，其數(shù)據(jù)管理平臺架構(gòu)見圖9。

7 培訓(xùn)支持

7.1 需求調(diào)研

由于城市軌道交通工程具有參與單位多、協(xié)調(diào)管理難度大，空間有限、專業(yè)空間交叉復(fù)雜、設(shè)計(jì)變更頻繁等特點(diǎn)，為了更好運(yùn)用BIM技術(shù)，各參見單位需進(jìn)行培訓(xùn)。培訓(xùn)落實(shí)前，要對各單位進(jìn)行需求調(diào)研。

7.2 培訓(xùn)計(jì)劃及教材編制

制定培訓(xùn)計(jì)劃并編訂培訓(xùn)教材，教材中應(yīng)包含各參建設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維BIM工程技術(shù)人員需要最基本掌握的三維建模軟件初、中級操作應(yīng)用；協(xié)同管理平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)文件上傳、下載的操作；模型瀏覽軟件進(jìn)行模型瀏覽、檢查、標(biāo)記等相關(guān)內(nèi)容。

圖7 技術(shù)小結(jié)及總結(jié)流程

圖8 構(gòu)件庫管理系統(tǒng)架構(gòu)

圖9 數(shù)據(jù)管理平臺架構(gòu)

7.3 培訓(xùn)考核及技術(shù)支持

（1）考核工作必須客觀、公平、公正，考核過程和考核結(jié)果公開；

（2）考核工作要嚴(yán)格本辦法規(guī)定進(jìn)行考核，不得隨意更改考核內(nèi)容，考核方式等；

（3）對考核結(jié)果要有獎有懲，獎懲結(jié)合，實(shí)行有差別原則，獎懲方式明確；

（4）對各參建設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營單位有關(guān)BIM技術(shù)運(yùn)用范疇內(nèi)的進(jìn)行技術(shù)支持。

8 交付成果清單

在城市軌道交通工程中，階段性BIM成果交付內(nèi)容清單見表4。

表4 階段性BIM成果交付內(nèi)容清單

續(xù)表4

9 結(jié)束語

目前，城市軌道交通行業(yè)中設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營的分離現(xiàn)狀以及采用傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)帶來的信息量限制及建設(shè)過程信息缺失，給城市軌道交通工程的運(yùn)營維護(hù)管理帶來巨大挑戰(zhàn)[9]。BIM技術(shù)的應(yīng)用可有效解決信息記錄、傳承問題[10]。要規(guī)范BIM技術(shù)應(yīng)用流程，建立、完善總體性應(yīng)用框架并實(shí)施，提高BIM技術(shù)應(yīng)用效率，打造一個融設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營等項(xiàng)目全生命周期的數(shù)字化、可視化、一體化系統(tǒng)信息管理平臺，為真正實(shí)現(xiàn)運(yùn)營維護(hù)信息化提供有效的技術(shù)、流程、制度的保障。