陸寶霞

中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司 山西太原 030024

1 BIM技術(shù)概述

BIM建筑信息模型也就是通過數(shù)字的形式對建筑項(xiàng)目的物理與功能特性進(jìn)行表達(dá)的方式，這一模型既可以共享知識方面的資源，也會對與項(xiàng)目相關(guān)的信息進(jìn)行分享，提供給與項(xiàng)目相關(guān)的各方，為他們提供確定決策需要的各種信息，并且還可以將其看作是多維的工程信息模型。

2 BIM技術(shù)在城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在國外，BIM技術(shù)作為歐美發(fā)達(dá)國家工程建設(shè)的重要技術(shù)手段，廣泛應(yīng)用于城市軌道交通的三維可視化設(shè)計、施工管控、資產(chǎn)管理及運(yùn)營維護(hù)等各個方面。2009年，BIM技術(shù)已應(yīng)用在當(dāng)時歐洲最大的在建單體工程——英國Crossrail項(xiàng)目中，該工程連接倫敦東西部區(qū)域，包括10座車站，42km隧道。此外，美國洛杉磯、加拿大多倫多的地鐵以及法國TGV高速列車項(xiàng)目均將BIM技術(shù)應(yīng)用于規(guī)劃、建設(shè)及運(yùn)維的實(shí)施及管理中。

3 BIM技術(shù)在設(shè)計階段的應(yīng)用

3.1 初步設(shè)計階段

在城市軌道交通初期規(guī)劃階段，可以利用基于BIM技術(shù)的數(shù)字城市沙盤準(zhǔn)確高效地構(gòu)建出城市現(xiàn)狀及未來規(guī)劃的數(shù)字模型。數(shù)字城市沙盤作為現(xiàn)有城市的數(shù)字孿生模型，除包含一些固有信息，如地形地貌、地質(zhì)條件、用地情況、建（構(gòu)）筑物情況、管線情況之外，還包含一些自然科學(xué)、社會科學(xué)方面的信息，如城市交通小區(qū)分布、人口密度、經(jīng)濟(jì)狀況、交通起訖點(diǎn)（Origin Destination，OD）等?；贐IM技術(shù)的數(shù)字沙盤在城市軌道交通工程的初期設(shè)計階段可以實(shí)現(xiàn)以下功能[1]。

（1）指導(dǎo)線路選線及站位選址。通過建立BIM模型，可將線路周邊的環(huán)境情況，包括固有信息及人文社科信息等綜合于同一模型中，有助于直觀分析線路、站位布置的合理性，指導(dǎo)可行性研究。

（2）分析車站總體布局。將BIM技術(shù)與地理信息系統(tǒng)（GIS）或虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)精確量測和可視化，使決策者可在真實(shí)直觀的環(huán)境下結(jié)合施工范圍及周邊用地情況，包括道路紅線、周邊建（構(gòu)）筑物布置情況等，分析車站布置的限制性因素，指導(dǎo)車站總體布局的方案規(guī)劃。特別是對車站埋深、車站規(guī)模及出入口位置的確定具有重要意義。

（3）進(jìn)行直觀高效的方案比選。融合多重信息的BIM模型具有三維可視化的特性，便于業(yè)主、設(shè)計單位、施工單位等多方針對初步設(shè)計成果進(jìn)行快速高效的分析交流。綜合多方意見的方案比選可為之后項(xiàng)目的實(shí)施打下堅實(shí)基礎(chǔ)。例如，采用BIM技術(shù)建立城市管線模型之后，可結(jié)合車站模型進(jìn)行管線遷改分析，以進(jìn)一步調(diào)整設(shè)計方案，減少管線遷改投資。

3.2 施工圖設(shè)計階段

城市軌道交通工程涉及專業(yè)眾多，除建筑、結(jié)構(gòu)外，還涉及線路、軌道、暖通、給排水、通信、信號、牽引供電、自動售檢票（AFC）、火災(zāi)報警（FAS）、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控（BAS）、乘客信息服務(wù)（PIS）、屏蔽門等10多個專業(yè)的20多個設(shè)備系統(tǒng)。傳統(tǒng)的二維設(shè)計方式難以實(shí)時準(zhǔn)確地更新多專業(yè)的信息，導(dǎo)致圖紙出現(xiàn)大量錯誤和遺漏。利用BIM的三維可視化功能與協(xié)同作業(yè)機(jī)制，可以構(gòu)建完整的信息模型，作為后期施工和運(yùn)維階段的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。其應(yīng)用包括以下幾個方面。

（1）可視化設(shè)計。城市軌道交通工程涉及專業(yè)眾多，各專業(yè)對空間布置的要求各不相同，導(dǎo)致工程的空間關(guān)系復(fù)雜。通過BIM的三維可視化設(shè)計，可以明確各專業(yè)的需求，進(jìn)行更加直觀的設(shè)計，避免后期返工[2]。

（2）協(xié)同設(shè)計。通過公共協(xié)同平臺，各個專業(yè)可以迅速實(shí)現(xiàn)設(shè)計成果的實(shí)時共享，避免因項(xiàng)目各參與方以及不同部門之間的信息傳遞不及時、不規(guī)范、不一致造成決策失誤。

（3）優(yōu)化設(shè)計。不斷修改設(shè)計會增加錯誤出現(xiàn)的概率，而BIM模型具有一致性的特點(diǎn)，可以避免圖紙之間的相互矛盾。各個構(gòu)件基于一定的邏輯性而存在，在對任何位置進(jìn)行修改后，BIM都將自動完成相應(yīng)模型的配合修改。此外，嵌套在模型內(nèi)部的邏輯關(guān)系為后期的參數(shù)化設(shè)計提供了可能。

（4）自動碰撞檢測。在傳統(tǒng)建設(shè)過程中，管線碰撞的問題時有發(fā)生。管線與設(shè)備、結(jié)構(gòu)洞口等的空間關(guān)系錯綜復(fù)雜，通過傳統(tǒng)的二維圖紙難以直觀快速地發(fā)現(xiàn)錯誤。這些錯誤經(jīng)常導(dǎo)致返工，嚴(yán)重影響工程建設(shè)進(jìn)度。

3.3 BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

控制施工質(zhì)量BIM模型涉及所有建筑材料的各方面信息，能夠在最短的時間內(nèi)確定材料的各項(xiàng)信息，對實(shí)際施工使用的材料進(jìn)行匹配、追蹤和分析，創(chuàng)建施工物料管理機(jī)制，為工程施工工作的開展提供支持。將模型的信息進(jìn)行共享以后，后期的相關(guān)人員就可以方便地獲得建筑的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，便于建筑的使用與維護(hù)，而這也正體現(xiàn)了全生命周期管理的理念[3]。

4 結(jié)語

BIM技術(shù)在我國城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用仍處于起步階段，通常局限在可視化展示和初級信息管理上。BIM技術(shù)本身的不完善、設(shè)計人員的傳統(tǒng)認(rèn)知局限、人才體系的培養(yǎng)缺陷及企業(yè)收益模式的不明確性都制約著BIM技術(shù)在城市軌道交通領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。但是在科學(xué)技術(shù)水平大幅度提高的影響下，BIM技術(shù)得到了顯著的提升，并被人們大范圍地運(yùn)用到了各個領(lǐng)域之中，并取得了顯著的成效。