BIM技术在城市轨道交通行业的应用研究

王珩阳

（中国铁路设计集团有限公司广东分公司，广东深圳518000）

0 引言

2016年中旬，我国政府下发了《2016—2020年建筑行业信息化发展纲要》，在该文件中明确指出，在“十三五”发展期间，必须要着力于提升建筑行业的信息化水平，使现代信息技术为建筑行业的发展添砖加瓦。自此之后，建筑行业信息化水平越来越高，很多建筑企业在发展过程中都加强了对大数据、BIM、云计算以及智能化等信息技术的应用，不仅提高了建筑项目建设质量和建设效率，更是为国家整体经济的快速发展做出了巨大的贡献。

城市轨道交通作为我国至关重要的一个基础设施建设项目，该行业的信息化程度也受到了广泛关注，为了进一步加强城市轨道交通行业的信息化水平，需要积极开展BIM 等现代信息技术在该行业中的应用研究。

1 BIM 技术在城市轨道交通行业应用中存在的问题

现如今，我国城市轨道交通行业在发展过程中逐渐加强了对BIM 技术的重视，特别是一些经济发达的大型城市，如北京市、上海市以及深圳市等，都将BIM技术全面应用到了城市轨道交通行业中。不过，由于BIM 技术在我国的应用时间有限，并没有形成一个统一的国家标准，再加上传统建设观念的限制，BIM 技术在城市轨道交通领域的应用也受到了很大的限制。其中，主要问题包括：

1.1 应用软件不统一

被广泛应用的BIM 技术软件种类繁多，据相关统计显示，目前国内的BIM 软件数量已经有数百种。这些软件的功能虽然都基本相同，但是由于缺乏统一标准，软件之间很难实现良好的互通，而这也就导致了BIM 应用成本大幅提高，很多建设单位都不愿意在BIM 技术应用上投入太多的成本。因此，限制了BIM在城市轨道交通行业中的应用。

1.2 标准不统一

城市轨道交通行业在应用BIM 技术开展管理的时候，涉及的单位与部门比较多，而这些单位与部门之间并没有一个统一的数据标准，这也阻碍了BIM 技术作用的发挥。

1.3 没有统一的建筑材料和设备编码

城市轨道交通项目在建设阶段，需要使用到的建筑材料和建筑设备比较多，这些不同种类的材料与设备，都没有一个统一的编码，无法应用BIM 技术来对这些材料和设备进行统筹管理。

1.4 城市轨道交通工程基本构件不够完善

由于BIM 技术在我国的应用还没有很长时间，很多基础性的工作仍然处于开展阶段，基本构件比如自动售检票、综合监控以及屏蔽门等专业设备系统还不够完善，这也很大程度地限制了BIM 技术在城市轨道交通行业的应用[1]。

2 BIM 技术在轨道交通行业中的应用分析

2.1 规划阶段

在城市轨道交通工程项目规划阶段，利用BIM 技术，可以生成项目周边的地形、管线以及建筑物数据，项目规划人员可以根据这些数据，来对项目进行仿真模拟，并根据仿真模拟结果做出最合理的项目规划，使工程在后续施工阶段能够顺利、高效进行，防止因规划不合理而导致工程质量和进度受到影响。同时，还可以利用BIM 技术对车站空间的合理性进行分析，可以模拟出车站空间室内的材质、颜色以及设备设施的布局，可以帮助设计人员找出最优的设计方式，避免设计不合理的问题发生。在城市轨道交通项目规划阶段，对车站客运流量的预测也是非常重要的，只有通过对客流量的准确预测，才能根据客流量情况，对车站规模进行合理设置，避免不必要的资源浪费，并防止空间较小而不够使用的现象发生。所以，在城市轨道交通项目规划阶段，需要使用BIM 技术来对车站客流量进行全面分析，分析出客流量之后，设计人员就可以根据客流量情况，合理地设置车站规模，并对车站出入口的位置进行合理规划[2]。

2.2 设计阶段

在城市轨道项目中，设计环节是非常重要的一个环节，项目设计是否合理，不仅影响着项目建设能否顺利完成建设，更直接关系着项目质量，所以，必须要加强对设计阶段的把控。可以将BIM 技术应用到设计环节中，应用内容主要包括：设计建模、结构分析、工程量统计、施工图生成以及三维渲染图绘制等。之所以要在设计环节应用BIM 技术，主要是因为通过该技术的运用，可以使设计人员快速完成给排水、供暖以及机电系统等专业设计，且设计的合理性能够得到更好的保证。由于设计阶段是项目最为重要的一个阶段，因此，该阶段受到的关注也是非常高的，业主单位和工程建设参与单位都会对项目设计进行考察，确定设计无误后，才会按照设计方案进行施工建设[3]。所以，设计方案的可视化对于项目设计来说也是非常重要的，在设计过程中，设计人员需要应用BIM 技术，对项目各种数据进行收集与整理，然后设计出一套最合理的设计方案，并利用BIM 软件中的建模功能，对项目进行模拟建造，从而实现设计方案的可视化，让业主单位和施工单位能够更加清晰地观察项目构造。除此之外，设计人员在开展项目设计工作的时候，需要加强对BIM 协同技术的运用，通过对该技术的应用，可以使各专业之间的协同性大幅提高，有助于设计合理性的提升，能够有效避免错误设计和数据遗漏等问题的发生，避免在后期施工阶段因设计不合理而反复更改，这样不仅提高了项目建设效率，而且保证了项目建设质量。

2.3 BIM 技术在施工阶段的应用

BIM 技术在施工阶段的应用主要包括场地规划、施工模拟以及施工情况管理等几个方面。

2.3.1 场地规划

相较于其他工程项目，城市轨道交通工程项目的复杂程度更高，且施工环境更加复杂，通常都是在城市繁华的阶段开展建设，施工场地非常有限，容易受到其他建筑物和道路的影响。因此，一个合理的施工场地规划是非常重要的，只有规划好施工场地，才能保证施工项目的顺利、高效开展。在场地规划过程中应用BIM 技术，可以使现场勘测数据更加精准，且数据的完整性也能得到更好地保证，规划人员可以按照BIM 软件整理好的数据来进行场地规划。

2.3.2 施工模拟

在城市轨道建设中，施工阶段的重要性是不言而喻的，一旦施工阶段出现问题，那么项目质量和项目建设效率都会受到严重影响。在施工之前使用BIM技术来进行施工模拟，可以找出最优的施工方法，避免在施工过程中出现问题。

施工进度管理，施工进度直接关系着城市轨道项目能否如期投入使用，因此，施工进度管理也是施工阶段非常重要的一项工作。在施工进度管理中应用BIM 技术，可以使管理者实时掌握各个施工环节的施工情况，并以此为依据做出合理的进度安排，从而避免实际施工进度与预计施工进度产生太大的偏差，确保项目能够如期完成施工[4]。

2.4 运营阶段

运营阶段BIM 主要的应用内容：维修管理、能耗管理。利用BIM 技术所提供的列车运行记录、维修记录、财务状况、客流数据等集成信息，可以实时进行运营成本分析、行车计划调整等。在设计初期，需要将相关设备设施的详细信息录入BIM 模型中，使模型得到进一步的完善。在后期维护和管理阶段，运维人员可以以此为依据对设备进行定期维护，及时发现设备故障并及时予以处理，避免因设备故障处理不及时而导致的安全隐患。通过BIM 技术与物联网云计算机等相关技术的结合，对城市轨道交通车站能耗进行诊断分析，并自动管控照明、空调、消防等系统，使城市轨道交通运营单位对各车站达到最智能化节能管理，实现降低能耗的目标[5]。BIM 技术同样可以模拟紧急疏散，根据数学模型可以方便地计算出人员疏散时间，选择出最优的疏散路径，避免在事故发生后因人员疏散不及时而造成的大规模伤亡。

3 结语

总而言之，在城市轨道交通行业中，BIM 技术的应用是非常重要的，通过BIM 技术的应用，不仅能有效加快城市轨道交通项目建设效率，还能有效保证项目质量，同时，还便于项目后期的运维管理。就目前来看，因为BIM 技术在我国的应用还处于初期阶段，还没有形成统一的标准，因此，BIM 技术在城市轨道交通行业的应用受到了很多的限制。在未来的发展中，必须要加强对BIM 技术应用的重视，积极探索将BIM 技术应用到城市轨道交通行业中的方法，使该技术的重要作用得到进一步的发挥，进而推动我国城市轨道交通行业健康发展。