城市轨道交通企业BIM技术应用探讨

时伟

  上海  200072

摘要：近几年国内BIM（BuildingInforrnationModeling）的发展速度较快，一些大型项目都不同程度运用了BIM技术。BIM技术的三维可视化、管线碰撞检查、施工进度模拟等功能应用，使BIM在国内的城市轨道交通项目上也得到广泛运用。然而不同的企业对BIM技术的应用水平却是参差不齐的，即应用BIM技术的投入和产出比是不尽相同的。BIM不仅仅只是工具，也不止是几个简单的应用功能，企业实施BIM技术的前提是正确理解BIM的技术特点和应用价值。如何正确开展BIM技术，是企业面临的主要问题。

关键词：城市轨道交通；BIM技术；应用

1城市轨道交通工程特点

城市轨道交通工程通常由各地政府组织规划，业主通常为地方地铁公司。工程主要表现形式有：地铁、轻轨、有轨电车、市郊铁路、单轨铁路、磁悬浮等。城市轨道交通工程建设规模大、周期长、涉及专业众多，包括车站、区间隧道、桥梁、路基、车辆段、停车场、控制中心等。除建筑、结构外，还涉及线路、轨道、暖通、给排水、通信、信号、牵引供电、AFC、FAS、BAS、PIS、屏蔽门等10多个专业的20多个设备系统。

2企业BIM实施应用体系

2.1.1总体设计阶段

在总体设计阶段，创建并整合方案体量模型、三维场地模型以及周边环境模型，利用BIM三维可视化的特点展现站点及线路设计方案，提供可视化的模拟分析数据，以作为评估设计方案选项的依据。通过制作或局部调整方式，形成多个备选的设计方案模型进行比选，使建筑项目方案的沟通、讨论、决策在可视化的三维场景下进行，实现项目设计方案决策的直观和高效。

2.2初步设计阶段

在初步设计阶段，不仅提供车站、区间土建模型、场地、周边环境、市政管线、车站机电设备及其管线布置模型，还提供设计阶段不同应用点的成果交付模型。通过管线搬迁与道路翻交模拟的应用，分阶段模拟管线搬迁，模拟站外交通疏解过程，可优化管线搬迁方案，并检查方案的可行性。基于场地现状仿真应用，可检查车站主体、出入口、地面建筑部分与红线、绿线、河道蓝线、高压黄线及周边建筑物的距离关系。

2.3施工阶段

（1）三维设计交底：以三维BIM模型为中心，由设计人员向施工单位及建设单位进行设计交底，让相关人员更充分了解设计情况和技术要求。（2）基于BIM的施工例会：围绕BIM模型召开施工例会，让各方直观了解工程情况，使决议意见及时地反映到模型上，作为后续工作的参考。改变基于传统二维图纸模式的例会，减少理解差异造成的后续问题。（3）BIM施工深化及工厂化制造：以设计BIM模型为基础，根据施工精度深化BIM模型。将结合实际情况的深化模型转化为工厂制造数据，实现更精确的现场安装。（4）交通疏解方案分析：地铁车站施工会影响站位附近的地面交通，可以利用构建的站位周边地形及建筑模型，结合车站施工计划，制定合理的交通疏解方案。（5）管线搬迁模拟：针对区间工程影响到的地下管线，制定合理的管线搬迁方案，在三维环境下分析和模拟。（6）4D施工进度模拟：将施工组织计划与BIM模型结合，4D预演施工过程，并分析其合理性，进而优化施组。（7）变更设计辅助：构建局部变更模型，与原设计对比，让业主及施工单位更准确了解变更内容及数量。（8）大型设备运输路径分析：针对地铁空间有限，大型设备安装需要预先模拟运输路径，避免破坏土建工程，使施工安装更有序，工期得到保障。（9）轻量化模型信息查询管理：基于跨平台的BIM软件，高效查询轻量化模型中的信息，方便施工现场使用。（10）施工工程量复核：基于专业的BIM算量软件，以深化的施工BIM模型为依据，复核所关注的工程数量。（11）基于BIM数据的激光放样：将BIM三维空间的定位数据传递给激光放样机器人，在现场自动定位放样点，实现精确施工，如吊架锚固点定位。（12）三维扫描施工质量复核：利用三维激光扫描仪，在施工过程中分阶段对工程扫描，与BIM模型进行比对，验证施工精度和质量。

2.4运维阶段

在运维阶段，基于成熟3D图形商业引擎进行定制开发，结合城市轨道交通车站运维管理需求，集成运行期间的各类数据（包括设施设备检测信息、当前养护状态、重点构件实时监控信息），开展设施设备运行管理、应急管理和公共服务等多项业务应用，实现数字化的城市轨道交通运维管理，提高设施设备运维管理水平和公共服务水平。

3BIM在城市轨道交通施工阶段的发展措施

3.1　政府层面

政府机构在城市轨道交通领域推广BIM技术，可以采取如下措施：1）加快推动适应我国国情的BIM应用标准，特别是针对城市轨道交通细分领域的应用标准；2）完善招投标、竣工验收等方面的法律法规，改革施工图审批流程，将BIM应用纳入其中；3）发挥政策引导和服务功能，出台激励政策鼓励城市轨道交通各参与单位积极应用BIM，并在工程监管、评优评奖方面给予支持；4）将BIM技术的推广应用纳入城市轨道交通发展专项规划中，设置专项经费用于BIM应用研究。

3.2　企业层面

在企业层面，具体有如下措施：1）企业管理层加强对BIM技术的支持力度，在政策、技术及制度等方面提升BIM技术的核心价值地位；2）积极探索适合自身的BIM应用策略，变革业务流程，实现短期投入与长期受益的平衡；3）充分调研选择合适BIM平台，并提升自身BIM技术二次开发能力，保证二次开发接口延续性；4）积极申报政府科研项目课题，借助政府社会资源开展BIM应用研究，拓展“BIM+新技术”应用；5）完善内部考核奖评制度，制定激励措施，完善人才培养机制，对重点BIM项目和人才培育给予大力支持；6）软件服务商需要做好国外软件本土化，并努力开展具有自主知识产权的本土BIM技术集成应用平台；7）建设单位要探索资源投入与利益分配机制，充分调动轨道交通参建各方的积极性。

3.3科研教学机构层面

1）系统性研究对国外相关标准，加强BIM基础技术和新技术的研究，为BIM技术规范制定和推广拓展提供支撑；2）加强与企业沟通，实现一线实践与理论研究的互动结合，提升科研成果的市场转化度；3）高校等教学机构，注重BIM技术全生命周期过程的课程体系建设，结合轨道交通发展需求，加大对BIM人才的引导和培育。

3.4　行业层面

在行业协会层面，1）组织行业单位各方力量编制BIM行业标准，规范BIM应用；2）推动不同城市轨道交通项目管理模式下的BIM技术应用路径研究，为其它项目提供指导；3）多组织城市轨道交通领域的比赛、培训及交流活动，加强BIM技术的交流合作，推动人才培养；4）开展BIM示范工程，推广BIM典型应用案例；5）建立城市轨道交通BIM应用数据库，整合不同项目BIM应用点及应用价值，为BIM应用建立丰富样本。

结论

通过对BIM理念的理解和实际应用情况的分析，BIM技术已在城市轨道交通工程建设中发挥了重要的作用，其影响范围正逐渐扩大。BIM技术是城市轨道交通工程未来发展的趋势，需要行业尽早开展总体规划，构建行业BIM标准体系，推动专业BIM软件的开发，真正实现BIM全生命周期的应用。

参考文献：

[1]刘光武，张志良.BIM技术在轨道交通项目规划中的应用研究[J].铁路技术创新，2015(3)：55-58.

[2]何关培.施工企业BIM应用技术路线分析[J].工程管理学报，2014，28（2）：1-5.