李 偉

（華潤（深圳）有限公司，廣東 深圳 518000）

在城市化快速發(fā)展的背景下，作為城市重要交通工具的軌道交通也日漸發(fā)展迅速。而BIM技術(shù)將信息技術(shù)與建筑工程相結(jié)合，憑借其在工程設(shè)計(jì)中所展現(xiàn)出的突出優(yōu)勢和特點(diǎn)，逐步運(yùn)用到軌道交通工程建設(shè)中，在工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工、管理等過程中發(fā)揮輔助優(yōu)化功能，促進(jìn)各方在工程建設(shè)中的有效銜接和溝通。軌道交通工程具有施工周期長、協(xié)調(diào)工作量大、建設(shè)邊界限制因素多、設(shè)計(jì)專業(yè)門類多等復(fù)雜特點(diǎn)，這無疑在施工方面大大增加了工程的施工難度，導(dǎo)致工程實(shí)際施工情況與預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)存在誤差；而BIM技術(shù)在工程設(shè)計(jì)階段中的運(yùn)用，則大大提高了工程設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度、效率，能保障工程施工質(zhì)量、進(jìn)度及安全，為后期各工程項(xiàng)目的具體施工提供基礎(chǔ)保障。

1 BIM技術(shù)概述

BIM的英文全稱為Building Information Modeling，即建筑信息模型。該技術(shù)作為一種有效的數(shù)據(jù)化工具，被廣泛運(yùn)用于建筑工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、管理、建造當(dāng)中。BIM技術(shù)的運(yùn)行原理是結(jié)合工程建筑施工實(shí)際情況，通過虛擬建筑三維模型的構(gòu)建，借助數(shù)字化技術(shù)，為模型提供與實(shí)際情況相符、內(nèi)容完整的建筑工程信息庫。并將與建筑施工對象相關(guān)的非構(gòu)件對象狀態(tài)信息、專業(yè)屬性及狀態(tài)信息、建筑物構(gòu)建幾何信息等全部容納在信息庫當(dāng)中，用以對新產(chǎn)品的開發(fā)管理提供充足的信息支持。因此，從作用上來看，BIM技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用，能夠大大提升工程的信息集成度，通過將建筑工程信息化模型整合、數(shù)據(jù)化處理，為設(shè)計(jì)者、運(yùn)營單位、建筑施工企業(yè)等工程項(xiàng)目相關(guān)利益方提供一個(gè)圍繞建筑工程項(xiàng)目本身的各方面信息、數(shù)據(jù)共享交換平臺，并將這些數(shù)據(jù)信息作用于建筑工程的全生命周期過程中，為其后續(xù)建筑項(xiàng)目策劃、運(yùn)維、調(diào)整提供數(shù)據(jù)依據(jù)。綜上，可以將BIM技術(shù)的顯著特征歸結(jié)如下：具有動態(tài)、變化、時(shí)刻保持更新、充實(shí)的數(shù)據(jù)庫；擁有數(shù)字化設(shè)計(jì)優(yōu)勢功能；可以應(yīng)用于工程的全生命周期當(dāng)中并持續(xù)發(fā)揮作用；能夠?yàn)轫?xiàng)目參與各主體提供工作協(xié)同平臺，促進(jìn)各部門之間的協(xié)同、溝通。

2 BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

2.1 協(xié)同設(shè)計(jì)

軌道交通工程設(shè)計(jì)專業(yè)除了包含建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電等常規(guī)專業(yè)，還涉及通信信號、軌道、車輛等共三十多個(gè)專業(yè)種類，專業(yè)之間協(xié)同性要求高。BIM技術(shù)的數(shù)據(jù)承載和傳遞功能，使其建筑信息模型更是處于一個(gè)持續(xù)更新、豐富的過程，因此BIM技術(shù)有著強(qiáng)大的協(xié)同設(shè)計(jì)優(yōu)勢。通過在各工程主體之間搭建專線、構(gòu)建服務(wù)器，可確保建筑工程信息的實(shí)時(shí)開放和資源共享。在促進(jìn)工程各方主體之間及時(shí)就工程建筑施工情況進(jìn)行溝通、協(xié)調(diào)，促使各方能夠在同一模型中進(jìn)行本專業(yè)工作的布設(shè)、信息查詢，幫助管理者及時(shí)掌控工程施工進(jìn)度，由此來解決傳統(tǒng)軌道交通工程設(shè)計(jì)分散、協(xié)同性差、成果不集中等問題，促進(jìn)完整BIM建筑模型的建立。在實(shí)際應(yīng)用中，深圳地鐵建立了地鐵BIM建模及實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)，建立統(tǒng)一的設(shè)計(jì)樣板、顯示樣式和構(gòu)件庫，滿足協(xié)同設(shè)計(jì)使用要求。

2.2 可視化設(shè)計(jì)

在方案初始階段，采用BIM技術(shù)建造車站的三維實(shí)體模型，在三維總圖體量中，利用GIS+傾斜攝影等技術(shù)幫助設(shè)計(jì)人員直觀、快速推敲車站主體及出地面附屬建筑體量與周邊環(huán)境關(guān)系，為后續(xù)設(shè)計(jì)方案論證、分析、選擇、確定提供參考依據(jù)。傾斜攝影點(diǎn)示意圖如圖1所示。在車站內(nèi)部，真正實(shí)現(xiàn)所見即所得，如圖2所示，對設(shè)計(jì)方案的錯、漏、碰、缺提前發(fā)現(xiàn)，提前解決，提高軌道交通工程設(shè)計(jì)質(zhì)量。

圖1 傾斜攝影總示意圖

2.3 仿真設(shè)計(jì)

軌道交通線網(wǎng)發(fā)展日新月異，換乘站伴隨地鐵建設(shè)不斷增多，某些換乘站、樞紐站出現(xiàn)極度擁堵狀況。BIM通過與GIS技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，能夠?qū)⑵渖婕暗貐^(qū)各相關(guān)信息直接納入軌道交通數(shù)字模型當(dāng)中，通過模型直接顯示出涉及地區(qū)的具體出行需求、人口密度、地質(zhì)環(huán)境狀況等，并在對軌道線路、運(yùn)距、人流量等進(jìn)行運(yùn)算的同時(shí)，判定管線鋪設(shè)的合理性，為最終交通網(wǎng)線鋪設(shè)規(guī)劃的確定提供重要參考依據(jù)。同時(shí)，由于地鐵受限因素多，換乘線路及客流大小有差異，需要對具體線路及換乘客流進(jìn)行定量的分析。在實(shí)際應(yīng)用中，利用Legion、Steps等行人仿真模擬軟件真實(shí)模擬人的移動、超越、擁堵、移動速度調(diào)整，對客流走行流線及換乘方式進(jìn)行比較，最大限度地提高換乘使用效率及乘客舒適度。

圖2 全專業(yè)模型示意圖

2.4 模擬性

BIM技術(shù)可建立軌道交通三維模型，將項(xiàng)目外觀及細(xì)部展現(xiàn)在模型之中，通過BIM參數(shù)化特性，將模型數(shù)以萬計(jì)的構(gòu)件、設(shè)備、設(shè)施等數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入其中，構(gòu)成大型的數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)。對穩(wěn)定的地鐵車站設(shè)計(jì)方案進(jìn)行碰撞功能檢測，反映各專業(yè)管線碰撞情況、軌道實(shí)際運(yùn)行狀況。以深圳軌道交通10號線工程崗廈站為例，其模型碰撞三維示意如圖3所示。通過管線碰撞檢測報(bào)告，問題的位置主要發(fā)生在設(shè)備層管綜圖25軸同B軸相交處，問題主要表現(xiàn)為送風(fēng)管頂標(biāo)高5950與框架梁底5570相碰撞，后續(xù)優(yōu)化下移送風(fēng)管位置。

圖3 模型碰撞三維示意

3 BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

工程建設(shè)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，BIM技術(shù)在國內(nèi)工程界也得到了積極地推動，在軌道交通工程方面，BIM技術(shù)可應(yīng)用在重大交通基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、施工、運(yùn)營、檢測維護(hù)管理等全生命周期中，國家政策與各地政府相繼出臺政策予以支持，鼓勵BIM推動。例如，深圳地鐵統(tǒng)籌建立BIM技術(shù)應(yīng)用綜合平臺，包含在建及建成線路車站模型及包含施工方、設(shè)計(jì)方、建設(shè)方等各方在內(nèi)的顯示平臺，對全市BIM應(yīng)用項(xiàng)目進(jìn)行動態(tài)管控。

BIM技術(shù)的優(yōu)勢在軌道交通工程建設(shè)中取得了顯著的應(yīng)用效果，為工程的設(shè)計(jì)工作提供了有效的輔助作用。但實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)軌道交通工程對BIM技術(shù)的應(yīng)用多處于初級階段，受到了各方面現(xiàn)實(shí)因素的阻礙，主要包括以下幾點(diǎn)：（1）目前國內(nèi)多數(shù)BIM軟件多從國外引進(jìn)，在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上，我國實(shí)際軌道交通工程設(shè)計(jì)存在較大差異，尚未統(tǒng)一；（2）軟件交互性、兼容性不強(qiáng)，建模時(shí)難以對一些材質(zhì)、材料作出準(zhǔn)確定義，而且異形體量建模比較復(fù)雜；（3）人才體系匱乏，BIM技術(shù)對設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)提出了較高的要求，方案設(shè)計(jì)能力與BIM技術(shù)實(shí)踐操作能力缺一不可。鑒于此，為推動BIM技術(shù)在我國軌道交通設(shè)計(jì)中的有效應(yīng)用，在未來的工作中，需要不斷強(qiáng)化高校、科研單位、政府管理部門等各方之間的溝通與交流，在相互配合、協(xié)同的效應(yīng)下打破技術(shù)局限，共同致力于BIM技術(shù)的創(chuàng)新、功能的拓展、專業(yè)人才的培養(yǎng)工作。政府要發(fā)揮好政策引導(dǎo)、激勵作用，推動BIM技術(shù)在我國軌道交通工程企業(yè)中的推廣與應(yīng)用；科研技術(shù)部門要致力于本土BIM軟件的研發(fā)，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件；高校要結(jié)合市場對BIM技術(shù)人才的切實(shí)需求情況，開設(shè)相關(guān)專業(yè)課程，做好專業(yè)BIM人才的培養(yǎng)工作。

4 結(jié)束語

綜上所述，軌道交通是城市建設(shè)發(fā)展的重要方面，關(guān)系到人們的便捷出行，建設(shè)高效、安全、穩(wěn)定的軌道交通體系是時(shí)代發(fā)展賦予城市的重要責(zé)任。BIM技術(shù)作為一種新型的工程建筑信息模型，能夠?yàn)槌鞘羞@一發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供重要的輔助作用，確保工程信息精度、集成度，為后續(xù)軌道交通設(shè)計(jì)、規(guī)劃、建筑等實(shí)踐活動的開展提供重要參考依據(jù)，并在實(shí)現(xiàn)建筑資源利用最大化、促進(jìn)各方面協(xié)同作業(yè)、優(yōu)化工程管理等的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)工程作業(yè)效率、施工質(zhì)量的全面提升。但與此同時(shí)，也必須清楚地認(rèn)識到，BIM作為一種技術(shù)體系，無論是其應(yīng)用還是運(yùn)行，都必須依靠相應(yīng)的軟硬件體系支持來實(shí)現(xiàn)?？紤]到目前我國軌道交通工程設(shè)計(jì)應(yīng)用BIM技術(shù)多處于初級階段，在未來的工作中，要在軟硬件完善上下功夫，為BIM技術(shù)的充分運(yùn)用提供良好的支持。