BIM技术在城市轨道交通工程供电系统中的应用研究

时悦

（湖北省电力装备有限公司，湖北 武汉 430000）

伴随着我国城市现代化进程的不断加快，城市规模不断扩大，大量人口涌入城市，为城市的交通运输带来了极大负担，随之而来的是环境污染、能源危机等一系列连锁影响，所以大力发展利用清洁能源的轨道交通已经成为各大城市改善交通状况的首要选择。据不完全统计，目前我国正有几十座城市正在大力建设轨道交通工程，但是，由于地铁项目大多具有建设时间长、投入资金大、牵涉范围广等特点，同时受到施工空间和施工周期限制，在施工、运营和管理方面都存在着一些不可控因素，很容易造成工程延期，甚至造成安全事故。如何在保证工期与施工质量的前提下采取有效手段，对地铁的整个施工流程以及运营维护进行高效调节？这是科研人员在很长时间内的研究方向，现如今BIM技术为解决这个难题提供了可能。

1 BIM技术概述

BIM是建筑信息模型Building Information Modeling的英文缩写，是以建立建筑物的三维立体模型为载体，做到建筑设计、施工、管理的有效衔接，同时协调不同工种的工作。三维立体模型具有一定的直观性以及模拟性，可以将建筑物的所有技术参数以空间立体模型的方式呈现在计算机中，然后通过操作计算机，对模型内的数据进行修改与更换，这样在模型中就汇集了建筑物的所有信息，从而形成了一个完整的数据库。BIM技术已经在全球范围内的建筑行业有着广泛应用，促进了建筑行业的飞跃发展。与此同时，科研人员针对BIM的技术优势与特点，提出将BIM技术应用于城市的轨道交通工程中，从而使得BIM技术有着更加广泛的应用空间，为人类的社会发展做出了更为突出的贡献。BIM技术应用在城市轨道交通工程中尚属于探索阶段，没有成熟的经验可以遵循，仍需要科研人员的不断钻研，促进BIM技术与城市轨道交通的完美融合。

2 BIM技术在城市轨道交通工程中的应用现状分析

现如今，BIM技术已经成为建筑行业最可靠的技术保障，为建筑行业的设计、施工、管理都带来了全新的发展机遇。我国大多数的建筑设计团队以及房地产开发公司，都成立了自己的BIM技术设计小组，从而有效保证我国建筑行业的高质量发展。BIM技术为建筑行业提供了更多的智能程序，其使用范围扩展到更多领域，例如进度安排、工程造价等，这也为BIM技术服务于建筑工程的管理工作提供了可能。

虽然BIM技术在我国的建筑领域已经有了十分广泛的应用，但是应用层面大多停留在民用建筑设计上，BIM技术是在最近几年内才被引入城市轨道交通的设计中，在我国尚处于起步阶段。BIM技术应用于地铁工程中，主要是对轨道交通的电缆敷设及安装进行优化设计、车站以及周边环境进行可视化设计，并对管线的碰撞进行综合检测。结合BIM技术的应用现状，在未来的一段时间内，BIM技术将参与到轨道交通工程的前期设计、施工、运营等各个阶段，充分发挥出技术的最大价值。

3 BIM技术在城市轨道交通工程中的应用

3.1 BIM技术在电缆敷设及安装中的应用

在城市轨道交通的供电系统中，电缆是连接供配电设备的重要纽带，相当于人类身体中的血管，在供电系统中占有十分重要的地位。在供电系统中，电缆可以分为一次电缆和二次电缆，在同一个变电所内，覆盖多达5种一次电缆种类，数量可达100余根，覆盖多达5种二次电缆种类，数量可达80余根。在空间有限的变电所内，众多线路交错复杂，在一定程度上会影响供电系统的稳定运行，如果在电缆敷设及安装的过程中应用BIM技术，将可以完美地解决这一问题。

首先将所需要的数据参数输入计算机内，建立现场的三维模型，在直观动态的三维模型演示下，对各种线缆进行模拟敷设及安装，从而找到最佳的敷设方案，确保电缆运行的安全性与可靠性，并可通过模型的演示，及时发现电缆敷设安装中存在的问题，通过修改数据参数，及时优化敷设方案。

在整个电缆敷设及安装中，BIM的应用流程应该是：BIM模型设置→优化模型布局→BIM测试→模拟电缆敷设→模拟布置支架→统计电缆以及支架的用量→模型确认→现场施工。利用BIM技术，对轨道交通供电系统中的电缆走向、顺序、支架位置等都做出了十分完善的模拟方案，并对一些敷设难点进行了技术攻关，保证了现场施工的准确性与可靠性，这也在一定程度上降低了电缆的敷设成本。

3.2 BIM技术在轨道交通疏散平台的应用

疏散平台是轨道交通所必须配置的逃生通道，可以在地铁发生故障时及时解救被困人员，同时也可在一定程度上维护地铁的运营安全与使用寿命。

如果供电系统出现故障，或者是地铁站、地铁隧道、地铁列车发生恐怖袭击或是火灾等情况，将会造成大规模的死伤事件，此时，就需要疏散平台发挥出重大作用，及时为被困人员打开一条安全通道。由于疏散平台的重要作用，就必须保证疏散平台具有可靠性高、使用寿命长、损耗低、故障率低等特点，同时，因为疏散平台结构简单，不需要利用大型维修设备，安装简单易于维护，所以在施工中所要解决的主要技术难题，就是疏散平台的沿线路是否存在侵入界限的地方。这也就说明了对疏散平台的测量是整个工序的核心，此时，可以利用BIM技术进行碰撞检测，将BIM的测量功能充分应用到疏散平台的设计过程中，这也是对BIM技术的一次创新研究，其应用流程应该是：BIM技术测量→优化平台宽度→模拟安装→优化安装方案→输送平台构件工厂化预制→指导安装→界限检测。

BIM技术可以对整个施工现场进行四维模拟，如此在早期的设计阶段就可发现在后期的施工过程中所存在的问题，然后针对问题进行优化处理，从而确保后期施工的顺利进行。利用BIM技术所建立的空间模型，不仅可以作为后期施工的实际指导，也可以以此为依据，不断优化施工人员配置、施工方案以及施工材料，从而降低项目的支出成本，实现资源的最大化利用。BIM技术应用在地铁疏散平台中，有效解决了疏散平台与环网支架的碰撞难题，完善了早期设计中存在的不足，合理解决了曲线地段平台支架会侵入界限的问题，并对环网专业与疏散平台支架的合理性安装进行了优化，解决了其他专业的碰撞之处，从而有效确保了施工工期，提高了施工效率。

由此可见，BIM技术应用在地铁的疏散平台中，可以实现施工单位的高质量、高效率，这也必将推动我国城市轨道交通业的快速发展。

3.3 BIM可视化技术在研究施工工艺工法中的应用

利用BIM技术的建模功能，对地铁的工艺工法进行可视化研究，这也是BIM技术应用在城市轨道交通中的主要研究方向之一。在整个工程的设计之初，就需要利用BIM技术对整个工程建立空间模型，对各种施工方案进行仿真模拟，并利用影像、图形等直观方式将所有的施工细节完整的呈现出来，在施工现场也可利用手持电子设备，利用BIM的可视化技术对地铁施工的工艺工法进行无死角的仿真指导，从而确保整个施工环节都可以以非常直观的技术指导进行可靠施工。

BIM的可视化技术是在建立空间模型的基础上，对建筑进行虚拟施工，从而实现施工环节的可视化和数据集成的可视化。BIM模型可视化是以设备所需要的数据库为基础，所以为了有效确保数据的集成性，在BIM建模前就要准确收集所有的设备数据信息，建立数据库。在BIM建模时，相关数据就会输入模型内，作为模型的基础数据，现如今数据库已经建立了以设备数据信息和二维码信息相结合的信息数据库。利用BIM技术将二维码技术应用到轨道交通的工作流程中，不仅可以有效提升工作效率，同时，也可以将一些施工重难点简化成更易掌握的常规性施工内容。

利用BIM的可视化技术，对地铁施工过程中所涉及的工艺工法进行研究，不仅可以提高员工的实践技能，也可在一定程度上确保地铁施工工艺的细节化，从而促进地铁项目施工流程更加标准化，这不仅可以提高项目的施工效率、提高施工工艺精度，对提高企业的核心竞争力也有着极为重要的意义。

4 结语

综上所述，通过上述实例可知，BIM技术在城市轨道交通中有着十分广泛的应用。适用于轨道线缆的敷设及安装、疏散平台的碰撞设计、地铁施工技术工艺的可视化研究等，对提高城市轨道交通的施工效率、优化施工方案、合理配置施工资源都有着极为重要的作用。与此同时，利用BIM技术对施工项目进行管理，可有效降低在施工环节中存在的安全隐患、减少返工率，同时，也可加强施工部门之间的有效沟通，这将为城市轨道交通的快速发展提供了更便利的条件。在未来一段时期内，BIM技术在城市轨道交通施工过程中将有更广阔的发展空间，对改变我国的交通环境有着极为重要的意义。