覃欽玉

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，浙江 紹興 312000）

地鐵工程項(xiàng)目建設(shè)過程中應(yīng)用BIM 技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)三維設(shè)計(jì)且動(dòng)態(tài)模擬操作。該技術(shù)的應(yīng)用過程中，將相應(yīng)的參數(shù)輸入其中，通過運(yùn)行成圖軟件，就可以將多種多樣的虛擬數(shù)據(jù)模型建立起來，各項(xiàng)建設(shè)管理內(nèi)容指標(biāo)化之后納入模型中，以多種形式呈現(xiàn)，包括地鐵工程結(jié)構(gòu)功能、地鐵工程建設(shè)詳細(xì)規(guī)范、理論基礎(chǔ)以及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等等，對(duì)科學(xué)配置地鐵工程內(nèi)容具有重要的指導(dǎo)意義，通過高效利用資源以避免浪費(fèi)，使得地鐵工程經(jīng)濟(jì)效益提高。地鐵工程建設(shè)的內(nèi)容多而且復(fù)雜，應(yīng)用BIM 模型能夠?qū)芾砟Ｊ絻?yōu)化，對(duì)于各項(xiàng)任務(wù)合理配置，使得管理針對(duì)性強(qiáng)，從而獲得良好的效果。但是，目前來看，我國(guó)的地鐵工程建設(shè)過程中應(yīng)用BIM 技術(shù)實(shí)施管理，依然存在不足，實(shí)施BIM 技術(shù)信息化管理的同時(shí)，還要結(jié)合使用Revit 等基礎(chǔ)建模軟件以及協(xié)同設(shè)計(jì)模型，根據(jù)實(shí)際工作需要對(duì)建模工作流程不斷完善，以更好地發(fā)揮其管理價(jià)值。

1 BIM 技術(shù)概述

1.1 BIM 技術(shù)的界定

BIM 技術(shù)就是建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域比較常用的“建筑信息建?！?，該技術(shù)極具革命性，使得設(shè)計(jì)圖從原有的二維平面圖轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體圖，而是具有透視性，能夠動(dòng)態(tài)化操作。該技術(shù)模型所涵蓋的信息量非常大，而且涉及很多的專業(yè)信息，不僅有著良好的功能要求，而且有出色的性能。該技術(shù)是為地鐵工程建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)以及施工專門設(shè)計(jì)的，對(duì)地鐵工程運(yùn)營(yíng)管理過程中的信息內(nèi)涵準(zhǔn)確界定。當(dāng)所有的設(shè)計(jì)模型完成后，經(jīng)過整合形成一個(gè)整體化建筑模型。

1.2 BIM 技術(shù)所發(fā)揮的優(yōu)勢(shì)

應(yīng)用BIM 軟件所構(gòu)建的建筑信息建模能夠快速傳遞建筑信息，而且還具備自動(dòng)處理信息的功能。由于模型本身就已經(jīng)就已經(jīng)涵蓋了整個(gè)生命周期，當(dāng)BIM 技術(shù)應(yīng)用于不同階段的時(shí)候，就會(huì)逐漸被創(chuàng)造、轉(zhuǎn)移并合理應(yīng)用。具體而言，BIM 技術(shù)中涉及諸多設(shè)計(jì)技術(shù)內(nèi)容，其中比較具有典型意義的是可視化設(shè)計(jì)技術(shù)，其建立在三維建模平臺(tái)上，所創(chuàng)建的BIM 模型具有較高的專業(yè)性，所設(shè)計(jì)的建筑模型采用可視化技術(shù)展示。比如，建筑地鐵工程可行性研究過程中，應(yīng)用數(shù)字分析設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)于涉及有關(guān)的數(shù)據(jù)信息詳細(xì)分析、調(diào)整，保證設(shè)計(jì)模型有較高的精準(zhǔn)度。具體的操作中，就是將BIM 技術(shù)模型建立起來，同時(shí)還可以計(jì)算荷載。該技術(shù)還有一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)，就是對(duì)各種聲學(xué)、通風(fēng)、照明以及隔熱效果進(jìn)行模擬操作和分析。通過應(yīng)用BIM 技術(shù)模型，對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整，保證其可行性。

BIM 技術(shù)具有強(qiáng)大的信息設(shè)計(jì)能力，可以將傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)圖經(jīng)過模型化處理后，轉(zhuǎn)化為三維設(shè)計(jì)模型。設(shè)計(jì)圖紙信息在信息模型上準(zhǔn)確表達(dá)，所涵蓋的內(nèi)容包括物體幾何和物理信息等，都可以通過運(yùn)行模型進(jìn)行分析和計(jì)算。在這方面，最關(guān)鍵的是參數(shù)化設(shè)計(jì)，由于其主要利用BIM 技術(shù)分析參數(shù)變量，就可以基于參數(shù)變量將BIM 模型構(gòu)建起來，使得建模整體效率提高。進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)的時(shí)候，BIM 模型的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及各項(xiàng)規(guī)范更加深入。例如，開展的信息協(xié)同工作，對(duì)于建筑信息設(shè)計(jì)要求能夠充分滿足，同時(shí)可以共享各建筑設(shè)計(jì)信息數(shù)據(jù)。

1.3 BIM 技術(shù)涵蓋的工具軟件

BIM 技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要使用各種工具軟件，這些都是BIM 軟件的組成部分，在建筑地鐵工程方案設(shè)計(jì)中發(fā)揮各自的功能。比如，對(duì)于建筑地鐵工程項(xiàng)目任務(wù)書設(shè)計(jì)要求經(jīng)過轉(zhuǎn)化后，構(gòu)建為幾何立體圖形，其中所采用的是建筑造型建模軟件，其在功能上存在特殊性，為BIM 技術(shù)中的重要功能軟件。對(duì)于BIM 模型合理利用，通過運(yùn)行模型，也能夠分析建筑地鐵工程項(xiàng)目施工環(huán)境內(nèi)容，比如，太陽(yáng)照射環(huán)境、風(fēng)環(huán)境以及噪聲環(huán)境等。BIM 技術(shù)中安裝有可視化軟件，比較常見的有3DMax（電腦圖形軟件）、Lidhtscape（光照渲染軟件）、Accurender（渲染軟件）等。其中，電腦圖形軟件的應(yīng)用中，可以創(chuàng)建3D 模型，也可以設(shè)計(jì)動(dòng)畫圖像以及數(shù)字圖像等等，其是建立在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)上的三維動(dòng)畫渲染以及圖形制作軟件；光照渲染軟件，其所具備的特殊功能就是采用光能傳遞計(jì)算方式，結(jié)合材料各項(xiàng)屬性，就可以獲得獨(dú)特表現(xiàn)效果，其這項(xiàng)功能與其他渲染軟件相比較，差別是很明顯的；Accurender 軟件，所渲染的全部信息以及圖形可以同時(shí)存盤，在AutoCAD 內(nèi)部運(yùn)行過程中，該軟件的工作環(huán)境與AutoCAD 保持一致，對(duì)于工作界面可以直接渲染?？傮w而言，將BIM 軟件技術(shù)合理應(yīng)用構(gòu)建立體化模型，可以在建筑地鐵工程設(shè)計(jì)過程中發(fā)揮技術(shù)補(bǔ)充作用。

2 BIM 信息化管理在地鐵工程中的實(shí)踐價(jià)值

BIM 技術(shù)是一種利用計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)建的建筑信息模型，應(yīng)用數(shù)字信息模擬對(duì)有關(guān)地鐵工程的真實(shí)信息進(jìn)行模擬操作，以三維立體模式呈現(xiàn)，促使地鐵工程管理效率提高，風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率降低?，F(xiàn)在的地鐵工程中應(yīng)用BIM 信息化管理模式，所發(fā)揮的實(shí)踐價(jià)值主要體現(xiàn)為以下三個(gè)方面。

2.1 地鐵工程信息實(shí)現(xiàn)共享

地鐵工程建設(shè)中產(chǎn)生的各種信息都可以共享，所有參與實(shí)體都可以協(xié)作。利用BIM 數(shù)據(jù)庫(kù)的作用，即使項(xiàng)目信息非常復(fù)雜，也可以數(shù)據(jù)的形式反映出來。隨著項(xiàng)目的快速進(jìn)展，數(shù)據(jù)信息也會(huì)實(shí)時(shí)更新。所有參與者都可以訪問這些數(shù)據(jù)，以確保項(xiàng)目建設(shè)工作的順利進(jìn)行。紙質(zhì)圖紙?jiān)谑┕ぶ械膽?yīng)用需要準(zhǔn)確解釋，否則，會(huì)給施工帶來不便。BIM 技術(shù)的應(yīng)用可以解決這一問題，保證地鐵工程造價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，合理控制地鐵工程造價(jià)。

2.2 地鐵工程動(dòng)態(tài)化管理

應(yīng)用BIM 技術(shù)創(chuàng)建項(xiàng)目管理模型可以提高設(shè)計(jì)過程中的協(xié)調(diào)性，也可以實(shí)施模擬管理，如質(zhì)量管理、進(jìn)度管理和成本管理。在這種項(xiàng)目管理模式的運(yùn)行過程中，可以對(duì)整個(gè)項(xiàng)目過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，大大提高了項(xiàng)目設(shè)計(jì)效率、施工效率和管理效率。

2.3 地鐵工程管理模式自我完善

將BIM 技術(shù)應(yīng)用于地鐵工程實(shí)施管理，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)管理工作中存在的問題并自我改進(jìn)。地鐵項(xiàng)目的建設(shè)在不斷推進(jìn)，產(chǎn)生的信息量也在逐漸增加。當(dāng)?shù)罔F工程進(jìn)入一定階段時(shí)，可以利用BIM 技術(shù)的作用，實(shí)施動(dòng)態(tài)、系統(tǒng)的管理。即使信息實(shí)時(shí)不斷變化和更新，也可以及時(shí)準(zhǔn)確地收集信息，提取有價(jià)值的信息，并將其用作管理基礎(chǔ)。通過運(yùn)營(yíng)模式，不當(dāng)?shù)墓芾矸椒梢宰晕艺{(diào)整和改進(jìn)。在地鐵工程管理中，也可能產(chǎn)生一些無效信息。通過運(yùn)行BIM 模型，可以及時(shí)消除信息，從而提高信息準(zhǔn)確性，避免系統(tǒng)信息飽和的問題。此外，BIM 模型還可以用于管理地鐵建設(shè)各個(gè)階段的信息，大大提高了項(xiàng)目管理水平，保證了管理質(zhì)量。

3 BIM 信息化管理在地鐵工程中的應(yīng)用分析

3.1 可視化方向

BIM 軟件的應(yīng)用可以將地鐵工程設(shè)計(jì)圖紙以三維方式可視化和呈現(xiàn)，不僅可以與組件進(jìn)行交互，還可以提供信息反饋。在地鐵工程設(shè)計(jì)過程中，利用其可視化功能，用戶可以獲得有效的圖像并生成新的報(bào)告。BIM 技術(shù)在地鐵工程中的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)通信管理、調(diào)度管理和決策管理。目前的工程形式多種多樣，非常復(fù)雜。根據(jù)現(xiàn)代建筑的要求，傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)圖紙已不能滿足要求，甚至導(dǎo)致施工無法順利進(jìn)行，管理困難，地鐵項(xiàng)目進(jìn)度緩慢，無法如期完工。BIM 技術(shù)在地鐵工程建設(shè)中的合理應(yīng)用，可以提供建筑的立體呈現(xiàn)，也可以達(dá)到透視效果，內(nèi)部構(gòu)件清晰可見。因此，BIM 技術(shù)在地鐵施工中起著重要的指導(dǎo)作用，保證了施工的順利進(jìn)行。此外，參與地鐵工程的所有人員都可以共享信息資源，優(yōu)化管理流程，提高管理效率。

3.2 信息化方向

在地鐵工程項(xiàng)目管理過程中，涉及多個(gè)部門，需要相互協(xié)調(diào)配合，通過合作解決問題。如果問題不能及時(shí)解決，但需要一段時(shí)間，此時(shí)應(yīng)該召開會(huì)議，所有相關(guān)管理人員都參與討論，分析問題的原因，并采取有效的技術(shù)措施來解決問題。但是，處理問題可能存在局限性，BIM 技術(shù)應(yīng)用可以起到很好的協(xié)調(diào)作用。為了使建筑物內(nèi)部構(gòu)件的布局合理，應(yīng)協(xié)調(diào)好所有建設(shè)項(xiàng)目，以加快施工進(jìn)度并確保質(zhì)量。

3.3 安全及管理

地鐵工程施工有其獨(dú)特的特點(diǎn)，尤其是在體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的現(xiàn)代建筑中，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)管理都有很高要求。地鐵工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工周期較長(zhǎng)，施工環(huán)境惡劣。不僅工作量大，而且過程也很復(fù)雜，施工現(xiàn)場(chǎng)會(huì)有安全隱患。

4 BIM 信息化管理在地鐵工程中的使用對(duì)策

某地鐵工程項(xiàng)目在設(shè)計(jì)、施工以及驗(yàn)收階段都應(yīng)用BIM 技術(shù)，其中設(shè)計(jì)階段應(yīng)用BIM 基礎(chǔ)建模軟件為Revit 軟件，該軟件支持項(xiàng)目中的各項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括設(shè)計(jì)圖紙與明細(xì)表，同時(shí)在Revit 軟件中記錄BIM 模型的所有材料數(shù)量?jī)?nèi)容、造價(jià)信息內(nèi)容等等，所以其建模思維存在很大的轉(zhuǎn)變。在應(yīng)用Revit 項(xiàng)目的過程中，所有的設(shè)計(jì)圖紙、二維視圖、三維視圖與明細(xì)表中都在同一個(gè)建筑模型數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)，通過模型進(jìn)行數(shù)據(jù)信息表達(dá)，所表現(xiàn)信息形式內(nèi)容多種形式體現(xiàn)，非常豐富。本地鐵工程中應(yīng)用BIM 技術(shù)實(shí)施信息化管理，要明確地鐵工程中應(yīng)用BIM 技術(shù)的目標(biāo)以及要求，應(yīng)用BIM 技術(shù)布局各階段施工場(chǎng)地，將關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)模型構(gòu)建起來，計(jì)劃和實(shí)際雙維時(shí)間數(shù)據(jù)管理控制。具體如下。

4.1 明確地鐵工程中應(yīng)用BIM 技術(shù)的目標(biāo)以及要求

地鐵項(xiàng)目最終將提供一個(gè)與地鐵項(xiàng)目實(shí)體一致的完整BIM 模型，包括部件的幾何參數(shù)、非幾何參數(shù)以及設(shè)備的相應(yīng)參數(shù)。實(shí)施以BIM 技術(shù)為核心的全面、專業(yè)、程序化的總承包管理模式。根據(jù)施工階段的要求，逐步完善建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)電、外立面等模型。

4.2 應(yīng)用BIM 技術(shù)布局各階段場(chǎng)地

通過建立現(xiàn)場(chǎng)布局模型，完成空間布局分析、大型機(jī)械選型分析、現(xiàn)場(chǎng)布局動(dòng)態(tài)控制等應(yīng)用，直觀準(zhǔn)確地掌握現(xiàn)場(chǎng)施工布局情況，合理利用施工現(xiàn)場(chǎng)。根據(jù)工程總體施工部署，按照“分區(qū)作業(yè)、分段穿插”的原則編制進(jìn)度計(jì)劃。該模型與進(jìn)度計(jì)劃相關(guān)聯(lián)，以模擬施工進(jìn)度。

4.3 應(yīng)用BIM 技術(shù)構(gòu)建關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)模型

本項(xiàng)目的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)涵蓋了各個(gè)子項(xiàng)目的復(fù)雜施工節(jié)點(diǎn)。基于BIM 模型，顯示關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，以協(xié)助進(jìn)度控制和深化設(shè)計(jì)工作。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，將根據(jù)施工要求逐步完善關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)模型。通過節(jié)點(diǎn)的三維建模，配合深化設(shè)計(jì)工作，進(jìn)行二維和三維顯示，提高繪圖質(zhì)量。同時(shí)，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)模型、施工計(jì)劃和其他包含信息的二維碼應(yīng)張貼在現(xiàn)場(chǎng)的相應(yīng)部分，以提高施工現(xiàn)場(chǎng)的溝通效率和施工質(zhì)量。

4.4 計(jì)劃和實(shí)際雙維時(shí)間數(shù)據(jù)管控

在工程施工過程中，根據(jù)實(shí)際操作過程對(duì)BIM 模型分割，分割后的模型與項(xiàng)目計(jì)劃相關(guān)聯(lián)。通過BIM5D 施工模擬檢查，對(duì)整個(gè)施工過程進(jìn)行模擬，優(yōu)化各工序的交叉口。通過將實(shí)際施工時(shí)間與進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行比較和顯示，可以有效地預(yù)測(cè)與計(jì)劃的偏差，及時(shí)分析原因，并采取相應(yīng)措施。在模擬的基礎(chǔ)上，進(jìn)行任務(wù)分解，并將責(zé)任分配給特定工程師跟蹤，保證施工進(jìn)度。

5 結(jié)語

通過上面的研究可以明確，現(xiàn)在的地鐵工程項(xiàng)目數(shù)量逐漸增多，地鐵工程規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，對(duì)地鐵工程管理提出更加嚴(yán)格要求。當(dāng)前的地鐵工程管理內(nèi)容復(fù)雜，而且管理流程繁瑣，如果依然采用傳統(tǒng)模式，難以獲得良好的管理效果，將BIM 技術(shù)合理應(yīng)用，充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，取得管理實(shí)效，且創(chuàng)造更高經(jīng)濟(jì)效益。但是，從我國(guó)BIM 技術(shù)應(yīng)用情況來看，還沒有實(shí)現(xiàn)全覆蓋，特別是地鐵工程建設(shè)過程中，并沒有真正意義地將BIM 技術(shù)貫穿整個(gè)的地鐵工程建設(shè)過程中，發(fā)展理念沒有創(chuàng)新，這就需要深入理解BIM 技術(shù)的內(nèi)涵，以更好地發(fā)揮其應(yīng)用價(jià)值，推進(jìn)城市地鐵工程建設(shè)更好地發(fā)展。