轨道交通工程设计中BIM技术的应用研究

朱小芹

摘 要：随着我国经济不断发展，科学技术水平不断提高，轨道交通的建设也在高速发展进步。但轨道交通由于其地理环境复杂、设计施工专业化程度高的特性，在实际建设中带来了许多难点。BIM技术在轨道交通工程中的运用可以有效提高施工效率、优化工程方案、降低施工风险、节约时间和经济成本。本文针对BIM技术在轨道交通中的应用价值和施工关键要点进行研究探讨，对轨道交通工程BIM体系的构建进行展望。

关键词：轨道交通;BIM技术;工程设计

城市轨道交通承担着着城市内和城际间的经济贸易往来、城市居民的交通出行等重要作用，其安全性、质量和使用寿命与城市居民的日常生活、城市形象等息息相关[1]。随着科学技术的进步发展，对于轨道工程建造要求的不断提高，建造工期的逐渐缩短，导致如今的轨道交通工程建设成为了结合多门学科的严格复杂工程。BIM技术在轨道交通建设中的运用，能够为工程项目的安全性和施工进度提供有效保证。

1 BIM技术概述

BIM是根据关键技术和硬件技术，在工程中应用建筑信息模型，在建筑工程中传递共享建筑模型信息的一种技术[2]。BIM技术将信息机数与建筑行业相结合，对建筑工程的运营过程进行管理和优化，将建筑项目的建模到各个阶段进行协同，既是一种模型工具，又能为工程项目决策者提供系统化的优化方案。

BIM中所包含的主要信息技术包括CAD与图形学技术、语义与知识表示技术以及集成与协同技术[3]。由CAD与图形学技术构建3D模型帮助人们直观的观察工程建模信息;语义与知识表达技术是在模型中呈现建筑物力学作用表达的技术;集成与协同技术可以建立起信息修改交换共享渠道，对工程项目进行完善。

BIM在工程项目的规划、设计、施工和运维各阶段发挥着不同的作用，贯穿于建筑工程的整个生命周期中，将建筑物的信息有效的集中协同起来，促进各方在工程建设中的有效沟通[4]。

2 BIM技术在轨道交通中的应用价值

在前期规划阶段，需要完成轨道交通建设的基本准备，从轨道交通的概念提出到具体设计环节进行论证分析，落实城市交通路线布局以及整体规划。城市轨道交通整体线网的规划需要考虑自然、经济和社会因素，线网中每条线路都要在符合整体线网的施工路线布局的基础上，根据施工线路周围的具体人口、经济状况、出行需求进行适当的调整。这样的规划需要建立在大量详实可靠的资料的分析基础上的，并会涉及到城市中的各政府部门之间的沟通决策。因此可以引入BIM+GIS的构建思路建立城市轨道交通数字模型，在模型中纳入城市的各项基本信息。通过构建出的城市模型对地质、人口密集度、出行需求等信息进行数据分析，准确规划城市交通线网，并根据信息变化做出适当的修整优化。

在设计阶段，BIM技术也发挥着重要作用。BIM可以搭建模型还原轨道交通工程，解决轨道交通工程中空间复杂、系统管线众多的难点，保证设计的精准度;由于轨道交通建设中涉及的专业过多，可以利用BIM模型与各专业人士进行交流，吸取建设运营的建议，优化设计方案;BIM技术中的构建属性信息可以对模拟出的轨道交通工程进行进一步细节优化设计。另一方面BIM在设计过程中可以对设计流程标准进行统一，提高设计企业的轨道交通设计效率和质量。

轨道交通的施工阶段具有周期长、协调工作量大、设计专业多等复杂特点。在施工准备时可以利用BIM模型对工程建设人员进行技术交底，加深各个参与方对工程设计的理解，提前对可能发生的工程问题进行模拟和解决方案设计，提高实际建设工程的效率。通过BIM模型对轨道交通施工中的复杂工序进行模拟排布，减少在复杂空间施工现场进行不必要的拆除改建操作，节约时间和材料资源成本。各参与方也可以通过根据现场情况不断调整的BIM模型实时观测施工进度，并据此作出施工方案的优化调整。另一方面BIM模型整合了时间、成本因素，可以根据需求隨时调整工程施工进度，将预算信息在模型中进行计算分解，制定合理采购计划，有利于施工企业进行直接的成本和进度管控。

在运维阶段，利用BIM技术已经建立起的完备的竣工模型，可以进一步抽取BIM模型中的信息建立工程资料管理库，方便后期运营维护的信息记录和设施管理。

3 BIM技术在轨道交通中的施工要点

首先是要根据轨道交通工程的具体要求，制定工程实施方案和技术标准，要求方案和标准遵循现实可操作原则，能够实现BIM模型的有效落实，促进信息的有效传递。

在确立了技术标准和项目实施方案后，需要建立基于BIM技术的工程项目管理平台，贯穿轨道交通中规划、设计、施工和运维的整个生命周期流程，对所有参与方的协同参与进行精细化管理调控，有效提高各参与方与整体项目的配合效率，管控工程建设的进度和质量。BIM工程项目管理信息平台的特性是统筹集成管理和全生命周期性管理。统筹集成管理，即将工程建设的各项目进行整体统筹安排，比如在施工前通管局哦BIM技术综合项目的目标、计划和管理要求，进行项目管理的整体优化。全生命周期型管理，即将BIM工程项目管理信息平台贯穿轨道交通工程的整个生命周期，管控项目施工工程中可能发生的所有问题，对项目完成后的运维阶段问题进行提前模拟考虑。

4 结语

城市轨道交通建设能够方便城市居民的日常出行，推动我国的城市化建设进程，是时代发展的必然趋势。BIM技术运用在城市轨道交通建设中，在确保工程信息精度的基础上实现信息的高度集成，促进各专业参与方的高效沟通信息传递，实现协同作业，提升工作效率。但要构建完善的轨道交通工程BIM体系，还需要更多研究进一步完善软件层面的数据传递共享，将BIM技术渗透于轨道施工的全阶段中，推动轨道交通业的工业化信息化发展。

参考文献：

[1]郭建民，李虎.城市轨道交通环线与城市建设的协同耦合发展[J].城市轨道交通研究，2019，22（01）：14-16.

[2]胡雷宇.BIM技术在我国的发展及应用前景[J].智富时代，2019（3）.

[3]张爱琳，闫泽文，惠之瑶.我国建筑业BIM技术研究文献综述[J].基建管理优化，2018，30，116（03）：4-10.

[4]刘占省，赵明，徐瑞龙.BIM技术在我国的研发及工程应用[J].建筑技术，2013，44（10）：893-897.