BIM技術在城市軌道交通工程的作用

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[摘要]bim技術具有可視化、模型化特征，在工程建設項目中科學應用BIM技術，能提升管理效率，減少工程成本，加快工程進度，可見，對BIM技術進行應用已成為工程建設行業的重要趨勢。在此種趨勢下，BIM技術也逐漸被應用在城市軌道交通工程建設中，為了更好地適應軌道交通工程的項目特點，在城市軌道交通工程建設施工中應依據工程實際情況及其獨有的特征對BIM技術進行應用?；诖耍恼略敿毺骄苛薆IM技術在城市軌道交通工程施工管理中的應用，以供參考。

[關鍵詞]BIM技術；城市軌道交通工程；施工管理

在城市軌道交通工程建設施工中，科學地應用BIM技術，解決了諸多規劃、設計、施工和運營階段的困難，對促進中國城市軌道交通的發展，增加軌道交通工程的科技含量具有不容小覷的作用，為工程項目提供了有效的保障。在行動時代環境下，BIM技術與軌道交通工程的結合日漸深入，必定能夠創造出更高的價值[1-3]。

1BIM技術概述

建筑信息模型（BuildingInformationModeling,BIM）技術在建筑工程項目設計中、管理中及建設中的應用比較廣泛。BIM技術屬于一種有效的數據化工具，其運行原理是依據建筑工程實際施工情況，通過3D模型的建立，融合數字化技術，為模型提供符合實情、內容完善的工程信息庫。與此同時，將與施工目標相關的非構件目標狀態信息、建筑物構建幾何信息等全部容納在信息庫中，進而為開發和管理新產品奠定堅實的信息基礎。從優勢上講，在建筑工程中應用BIM技術可大幅度增強工程信息集成率，通過整合建筑工程信息化模型、處理數據，為工程項目相關利益方如設計人員、運營單位以及建筑施工企業提供一套以建筑工程項目自身為中心的各方面信息、數據共享交換平臺，同時在建筑工程整個建設過程中應用這些數據信息，為后期項目策劃、運維及調整奠定了數據基礎?？傊?，可將BIM技術的特征歸納為動態性、實時更新、全面性的數據庫；其優勢是數字化設計優勢；可應用在整個建設中，同時將優勢持續發揮出來；可為項目參與各主體創建協同平臺，促進各部門之間的溝通、協同[4]。

2城市軌道交通工程的特征

與工民建筑不同，城市軌道交通工程項目具有明顯的功能定位特征：（1）城市軌道交通工程項目是相關部門為落實自身職責而為廣大群眾提供的無償或有償的公共產品，是相關部門投資的公共服務類工程項目；（2）城市軌道交通工程項目參與方諸多，非常復雜，同時業主、總包商、監理、材料供應商等變化頻繁；（3）城市軌道交通工程項目所需的投資額度較大，關系到的利益方諸多；（4）城市軌道交通工程項目投資收益周期較長，要求在使用工程時呈現出投資效益；（5）城市軌道交通工程項目影響范圍相對較大，容易受到外部不同環境因素的干擾；（6）伴隨建筑行業和建筑市場的飛速發展，城市軌道交通工程項目建設規模越來越大，影響力也越來越大，復雜程度持續增強，管理模式越來越趨于精細化[5]。

3BIM技術在城市軌道交通工程中的應用價值

早期規劃階段，要做好軌道交通規劃的充分準備，從軌道交通的概念、建設的具體環節進行論證、分析，并對城市交通的實施與總體規劃、鎖定重點。城市軌道交通的規劃應考慮自然、經濟、社會等因素，道路網的每條線路都要根據總路網的線路分布情況，并考慮建設線路周圍具體的人口、經濟狀況和出行需求進行調整，這樣的規劃必須基于對各種詳細、可靠數據的分析，從而引入BIM+GIS的思想，建立城市軌道交通的數字模型，并通過城市模型、地質模型、人口密度模型，將用于數據分析的出行需求和其他信息納入模型中；對城市交通網絡進行精確規劃，并根據信息變化進行相應的調整和優化。在設計階段，BIM技術也扮演了重要角色。利用BIM技術可以建立軌道交通技術恢復模型，解決軌道交通技術空間條件復雜、系統平臺眾多的難題，保證設計的準確性；由于軌道交通建設特殊區域較多，可讓BIM技術人員與專業人員進行溝通，接受設計和操作建議；BIM技術中的設計屬性信息，一方面可以繼續模擬軌道交通工程建設的特殊區域，另一方面可以統一設計過程標準，提高設計單位的設計效率和質量。鐵路交通建設階段的特點是長期性和協調性強，涉及的設計專業眾多。BIM模式可用于施工準備中與設計者進行技術交底，加深對各參與方工程設計的了解，提前模擬解決可能出現的技術問題，提高設計和實際施工的效率。采用BIM模型對軌道交通施工的復雜過程進行模擬調度，一方面，減少了復雜施工現場不必要的拆除重建工作，節約了時間和材料成本；另一方面，BIM模型綜合了工期成本等因素，使施工進度隨時能與需求相適應，能夠計算分解模型中的用戶信息，制訂合理的采購計劃，有利于施工企業進行直接成本控制和進度控制。使用BIM技術建立的完整模型，可在運行維護階段進一步提取包含在BIM模型中的信息，以便于信息的收集、管理和設備的管理，以便后期運行維護[6-8]。

4BIM技術在城市軌道交通工程中的具體應用

4.1BIM技術在施工組織管理中的應用

現階段，隨著城市軌道交通工程施工要求的增加，工程建設的復雜性不斷增加，其施工難度相應增大。因此，要想確保城市軌道交通工程施工的質量和效率，就需要在城市軌道交通工程的施工階段應用先進的管理技術進行施工管理，以確保城市軌道交通工程的順利進行。通過應用BIM技術，可以在城市軌道交通工程的施工階段對城市軌道交通工程的總平面布局進行模擬，分析城市軌道交通工程周邊的環境、施工現場的平面布置以及施工過程中存在的安全隱患，從而實現施工現場的靈活布置。除此以外，BIM技術也可以對施工的方案和工藝進行模擬，通過建立一個虛擬的工程，將城市軌道交通工程施工的各個環節加入其中進行模擬分析，從而減少主觀因素導致的方案和施工技術的錯誤選擇，降低成本的投入，施工組織流程圖如圖1所示。

4.2BIM技術在施工前期準備中的應用

正式進行項目作業前，需要施工單位按照作業位置條件，全面勘測作業地點的地基穩定性、周邊環境、水文條件、地質結構[9]。勘察人員需要使用先進勘察設備搜集數據資料，再將勘測圖像與數據發送給信息平臺，由專業人員轉交數據，發給設計人員。設計人員可以利用真實的勘察信息和數據，初步設計工程方案。隨后，數據方案交給BIM隊伍，BIM團隊的工作人員使用碰撞檢查對設計方案合理性進行判斷，確定模型之后，對工程展開可視化交底，模擬現場施工。

4.3BIM技術在施工進度管理中的應用

（1）進度模擬。將既有的進度計劃安排作為依據，應用BIM5D技術精細地模擬施工整個過程，采用BIM5D平臺可視化優勢，預模擬分析全部施工環節，通過時間維度和施工維度的同步推進，探索出施工期間存在的管理問題和技術問題，應用平臺模型對數據和信息進行反饋，在相應的施工方案和施工組織設計中對其進行有效使用，從而達到優化和改善施工方案和施工組織設計的目的，實現施工過程管理的高效性、全面性。（2）進度檢查。監理人員在BIM技術的基礎上進行進度跟蹤，通過記錄和拍照等方式，對施工現場作業進度和項目整體進度情況進行掌握，并與模型相應部位進行關聯，特別是對應各關鍵時間節點，在第一時間進行比較分析。除此之外，配合計價定額和資源數據，預估成本信息變化、資源分配比例，預估工作結束時間。（3）進度優化。在BIM5D平臺的基礎上進行進度校核，能夠發現進度問題，這時可使用多種方式進行過程糾偏，例如將進度對接至系統計劃中，利用分析形象進度和所關聯的相關資源信息，能迅速對現場進度實施最優的處理方案，并迅速反饋至BIM5D平臺，從而促使模型的聯動修改得以實現。在此基礎上調整施組，在施工過程中使用精細化管理方法，在此流程的基礎上可實現快捷、高效地對現場進度的實時掌控與糾偏[10]。

4.4BIM技術在設計中的應用

（1）可視化設計。在方案初始時期，應用BIM技術對車站的3D實體模型進行建造，在3D總圖體量中，應用GIS和傾斜攝影等技術幫助設計者快速、直觀推敲車站主體和出地面附屬建筑體量和附近環境關系，為后期設計方案論證、解析、篩選與確定奠定堅實基礎。（2）仿真設計。伴隨城市軌道交通線網的飛速發展，換乘站、樞紐站隨著地鐵建設的持續增加而出現極度擁堵的情況。通過全球定位系統與建筑信息模型系統的高效結合，可以在城市軌道交通數字模型中直接納入與其相關地區的信息，利用模型將與其相關地區的實際出行需求、地質環境情況、人口密度等直接顯示出來，同時在對軌道線路、人流量及運距等進行運算的基礎上，對管線鋪設是否合理進行判定，為城市軌道交通網線鋪設規劃的最后確定奠定堅實的參考基礎。除此之外，地鐵受諸多因素的影響，換乘線路和客流大小各不相同，需對換乘客流和具體線路進行定量分析。在具體應用過程中，應用行人仿真模擬軟件如Legion、Steps等對人的移動、擁堵、超越及移動速度的調整進行真實模擬，比較客流走行流線和換乘方式，最大限度地提升換乘使用率及乘客舒適度。（3）模擬性。對BIM技術進行使用，對軌道交通3D模型進行構建，在模型中展現項目外觀和細部，利用BIM參數化優勢，將模型數以萬計的構件、設施等數據信息添進去，形成大型的數據庫網絡，以碰撞功能檢測方法檢測穩定的地鐵站設計方案，對各專業管線碰撞情況、軌道實際運行情況進行反映[11]。

4.5BIM技術在施工質量管理中的應用

對BIM4D技術的科學應用，在最大程度上提升了城市軌道交通工程施工質量管理水準，對各類質量問題的產生進行了有效防范。管理者在施工資料管理過程中，可依據施工單位反饋的各類信息對城市軌道交通思維模型進行實時更新，在更新的過程中，不但能對相關施工環節的進度情況進行掌握，還能對施工活動與附近環境之間的關系進行評估，進而科學合理地評估施工風險。與此同時，對BIM4D技術的科學應用，還能實時跟蹤施工質量。相關工作人員利用計算機平臺在模型中錄入工程的實際施工質量，模型將自動橫向比較實際施工質量和預期施工質量，假設發現質量問題，可對施工信息進行調取，對引發質量問題的原因進行迅速評估，同時相應地調整施工方案，進而全面解決施工質量問題。

4.6BIM技術在施工成本管理中的應用

在使用BIM技術對城市軌道工程進行建模的過程中，管理者可以依據要求計算工程量。對工程量的精準計算，有利于管理者依據價格因素對城市軌道交通工程施工的成本投入情況進行估算，進而促使施工成本的總量管理得以實現。除此之外，通過模型的創建，管理者可以將施工中所應用的相關建材實施參數化處理，在成本管理中，通過錄入和調整成本信息，管理者可以對城市軌道交通工程成本進行動態化管理，將成本管理難度大大降低。

4.7BIM技術在施工安全管理中的應用

在軌道交通施工過程中對BIM技術進行科學化運用，對保障工程施工質量有著積極意義，其中在施工安全管理方面加以科學應用，能保障施工現場安全管理工作有效實施，提升施工的安全性。首先，在城市軌道交通工程施工期間，地質環境和管線環境非常容易影響工程施工，假設在施工中，未較好地處理城市軌道交通工程施工與管線環境、地質環境之間的關系，則可能增加城市軌道交通基礎設施和既有管線之間的碰撞概率，進而導致諸多安全風險。對BIM技術進行科學使用，可全面解決上述問題。因為利用BIM技術，相關施工人員能對施工區域內部管線分布情況和地形地質特征進行實時掌握，在此基礎上對施工方案進行及時修正，以免發生安全事故，確保施工活動的有效實施。其次，通過構建BIM模型，發揮模型的可視化的優勢，有助于施工場地三維立體科學規劃，如材料堆放區、倉庫區、加工區、辦公區等，施工現場能得到直觀性的體現，保障施工空間的優化，最大限度地提升現場施工道路整潔度。在實際施工過程中做好安全交底的工作目標是比較關鍵的，通過BIM模型可視化特征，對施工現場存在的額危險源加以識別，做好針對性的安全檢查，把整體項目施工安全狀況通過仿真動畫的方式交底給現場操作人員，能保障安全交底的有效性，工作人員在BIM技術應用下能更為精準地掌握現場的施工狀況。

4.8BIM技術在站后工程多專業接口協調中的應用

利用BIM技術對工程進行分析，首先，在結構和建筑模型完成的基礎上，機電各個專業依據既有的施工圖展開建模，從中明確相關管線和重要大型設備位置。基于此，再添加各個細部重要部位，在主體模型中添加空調風管、給水管及消防水管等，同時實現優化過的模型成果。將獲得的建筑信息模型作為主要依據，對施工中占用安裝空間資源比較大的設備和管線先安排施工，對施工中占用安裝空間資源比較小的設備和管線可延后施工。對BIM技術的有效應用，使各個專業施工得以有條不紊地進行，確保設計和施工的同步，確保各個專業間得以統一協調。對BIM技術的科學應用，能夠對管線安裝實際情況進行有效模擬，依據相關排布調整出圖和施工安排，促使設計和施工的同步協調得以實現。

4.9BIM技術在運營階段的應用

在城市軌道交通工程運營中，應用BIM技術主要體現在兩個方面，一方面是維修管理，另一方面是能耗管理。將BIM技術應用在維修管理中，能獲取列車運行信息、客流數據等，還能為相關設備設立編號，便于查詢相關設備的實際運行情況，進而在第一時間將安全隱患消除；將BIM技術應用于能耗管理中，同時結合云計算、物聯網技術，能實時分析車站能耗，將系統的調節管理和控制自動完成，比如照明系統和空調系統等，進而促使車站的能耗管理實現智能化，并在保持車站常規運營的基礎上，達到降低能耗的目的。

5結束語

總體而言，將BIM技術應用在城市軌道交通工程建設施工中，其應用層次并未達到深化程度，但卻已覆蓋項目工程各個方面，并從應用效果上為軌道交通工程的建設與發展帶來了巨大價值，由此能夠得知BIM技術應用的重要性。雖然從一定程度上講，我國的BIM技術尚處于初步運用階段，各項技術內容不夠完善，但相信通過相關研究者的不斷研究與探索，BIM技術必定會得到全面發展，為促進城市軌道交通工程行業的發展提供保障。

參考文獻

[1]趙津.BIM技術在軌道交通工程施工管理中的應用[J].住宅與房地產,2021(12):149-150.

[2]廖祺碩.重慶江跳線軌道交通工程BIM技術應用研究[D].重慶:重慶交通大學,2020.

[3]李金龍,王欣南,劉東升,等.BIM技術在城市軌道交通工程設計中的研發與應用[J].低溫建筑技術,2019,41(7):126-129.

[4]孫有恒.基于BIM+RFID的人員定位技術在城市軌道交通工程軌行區安全管理中的應用研究[D].廣州:華南理工大學,2017.

[5]康小敏,汪炎斌.BIM技術在城市軌道交通工程設計中的應用[J].交通節能與環保,2021,17(3):151-153.

[6]農興中,史海歐,袁泉,等.城市軌道交通工程BIM技術綜述[J].西南交通大學學報,2021,56(3):451-460+448.

[7]張鑫,郭曉強,周延凱.基于BIM技術的城市軌道交通工程協同管理平臺研究[J].工程技術研究,2019,4(22):202-204.

[8]石繼斌,楊勇.BIM技術在城市軌道交通工程的總體性應用[J].鐵路技術創新,2019(4):28-37.

[9]張金偉,劉志廣,路清泉,等.城市軌道交通工程BIM技術應用推廣實施方法研究[J].現代隧道技術,2019,56(3):45-52+71.

[10]賀德智.基于BIM平臺的城市軌道交通工程施工進度-成本組合預測模型研究[D].南寧:廣西大學,2019.

[11]宋奇瑤.我國軌道交通工程項目的進度管理問題研究[D].蘇州:蘇州科技大學,2019.

作者：肖云飛 單位：中鐵南方投資集團有限公司