基于创新理念的城市轨道交通车站建筑设计研究

秦浩洋

（中铁西安勘察设计研究院有限责任公司，陕西西安 710000）

社会各界对城市轨道交通车站的需求越来越大，作为交通行业领域中的一项主体工作，城市轨道交通车站的建设计水平对交通发展具有重要的作用。文章以城市轨道交通车站的建筑设计创新理念、创新智慧体系与BIM技术的关系为出发点，分析BIM技术的可视化优势，提出BIM技术在城市轨道交通车站建筑各阶段的运用思路，为相关项目提供参考。

1 BIM技术的优势分析

BIM即建筑信息模型，是21世纪建筑工程行业领域逐渐兴起的一种新型技术手段。利用BIM技术可以实现城市轨道交通车站的可视化管理，控制造价成本，减少返工，节约工期，提升管理水平，降低运维成本。对于施工企业，BIM在施工工作中极具优势，可以帮助施工企业实现快速建模，完成碰撞检查，抛弃劣质施工图纸，优化和完善施工方案，极大地提升工作效率。BIM技术还可以实现对城市轨道交通车站全过程的信息交换，实现精细化管理模式，促进城市轨道交通行业领域的变革，推动城市轨道交通行业的健康与可持续发展[1]。

BIM技术是一种优质的全过程建设方案，是建筑行业全过程的信息模型，不仅是设计阶段的信息技术模型，还是施工阶段、运维阶段的信息技术模型。利用BIM技术可以从一个阶段过渡到另一个阶段，真正实现信息流通，贯穿工程项目的整个过程。

城市轨道交通建设计涉及的专业知识众多，工期比较紧张，离不开各个专业的配合，对设计人员是一个巨大的考验。在后期的建设过程中，可能会出现结构凿除的问题。随着BIM技术在城市轨道交通建筑设计中的应用，可以通过建立的模式指导施工，帮助施工企业加入设计环节，协同设计单位进行设计，减少问题。

2 创新理念与BIM技术的关系

信息时代的到来使城市轨道交通行业领域发生翻天覆地的变化，城市轨道交通内部结构、管线布局均可以在计算机上逐一呈现。

创新理念、创新智慧体系与BIM技术之间是互补关系。BIM技术在城市轨道交通车站建筑设计中的应用，取得了可喜的成绩，施工图纸错误被排除90%，返工减少约60%，施工进度提高约20%。BIM技术作为一种有效的技术和方法，以其自身独特的优势，迅速成为市轨道交通行业领域中的研究热点。

3 城市轨道交通车站建筑BIM研究目标

将BIM技术应用到城市轨道交通车站建筑设计中，贯穿项目建设的全过程，可以提升工程项目建设水平、实现精细化管理，为将城市轨道交通打造“智慧地铁”提供支持。

（1）可研阶段的BIM技术。

各个参建单位均利用BIM技术平台，可以实现三维协同设计与管理，分阶段和分角色优化、完善城市轨道交通建筑设计三维模型。

（2）设计阶段的BIM技术。

可以帮助设计人员直观检查设计过程中存在的漏项和不足，提高设计的质量和水平，完成对工程数量的统计[2]。

（3）施工阶段的BIM技术。

可以对城市轨道交通车站建筑进行仿真模拟，提前发现工程项目在建设过程中存在的问题与不足。

（4）运维阶段的BIM技术。

构建三维模型可以提高建筑方案设计效率，特别是对车站出入口和换乘通道的设计具有重要的促进作用，可以有效避免拆迁难、改线难等问题，得到更完美的设计方案。

4 基于创新理念的城市轨道交通车站建筑设计研究

地铁车站是城市轨道中的重要站点，是一项主要用来服务广大乘客的工程，在本工程项目的车站建筑设计工作中，需要分别从规划阶段、设计阶段、施工阶段以及运维阶段体现BIM技术创新理念。

4.1 规划阶段BIM技术的运用

在城市轨道交通车站建筑设计规划阶段应用BIM技术，可以模拟车站内外部的具体位置，设计人员可以根据模型准确地评估和优化站点，充分利用BIM技术模拟整个交通车站空间。利用BIM技术中的3D模拟可以清楚观察车站中的通勤流量，不断优化和完善轨道交通客流信息，实现对客流的准确判断，降低轨道将建筑车站设计成本，打通站内和地下出入口通道。

4.2 设计阶段BIM技术的运用

（1）施工现场仿真模型。

利用BIM技术可以明确车站与周边建筑物体以及自然环境之间的关系，根据施工现场的实际情况进行三维建模，搭建施工现场模型，检查城市轨道交通车站主体、地面与建筑地下管线的距离，审查其与市政、景观之间的外观效果。

（2）建筑设计机电模型。

利用BIM技术可以使不同施工地点和不同专业的设计人员通过计算机建立一个BIM模型，实现轨道交通三维模型协同设计，提高设计人员之间信息传递的效率和质量，实现设计信息的及时更新与完善。

（3）三维模型协同检查。

利用BIM技术可以检查设计过程中存在的漏项，合理解决管线碰撞问题，优化和完善管线排布，减少施工过程中因设计问题造成的经济损失和返工概率，提高施工效率和整个城市轨道交通工程项目的质量。

（4）内部装修效果渲染。

将BIM模型导入实时渲染引擎中进行三维漫游式体验，可以引导业主方和各个参建单位在虚拟的三维场景中观察，获得真实感受，增加设计过程中的体验感。

（5）基于BIM自动生成图纸。

BIM模型可以自动生成图纸，如建筑物体平面效果图、大样图、剖面图等，设计变更后可以自动更新图纸，减少设计人员人为失误，保证图纸信息的及时与准确。

（6）工程量计算。

使用BIM技术可以生成工程量清单（钢筋使用数量、管线长度、所需设备数量），自动计算工程量明细表、减少因热内统计失误造成的工期延误，确保统计数据信息准确性。

4.3 施工阶段的BIM技术应用

（1）管线搬迁模拟。

利用BIM技术可以有效模拟城市轨道交通车站周围市政综合管线分布情况，对市政管线进行碰撞检查，以动态的方式展现管线搬迁方案。

（2）交通缓解模拟。

利用BIM技术可以模拟车站在施工过程中的交通缓解过程，检查交通缓解方案实施的可行性。

（3）土建施工模拟。

可以将土建施工方案融入BIM模型，形成3D模型，模拟各个阶段土建施工的实际情况，检查土建施工方案的可行性，实现未建先试。

（4）机电管线与设备安装动态模拟。

利用BIM技术可以检查管线与设备安装计划是否存在难点，优化安装流程，提高安装效率和安装质量。

4.4 运维阶段的BIM技术应用

（1）运维仿真。

利用BIM技术可以进行客运模拟，发现通道中存在的问题和不足，制定应急预案。

（2）资产管理。

选择模型中的设施设备，在计算机加载栏中输入设施设备的基本信息，如设备的名称、型号、设计参数、供应商、生产日期等信息。在BIM技术的帮助下，可以将这些设备信息自动生成资产管理明细表，方便资产管理人员盘点资产和明确资产所在的具体位置。

（3）维护管理。

在BIM模型中获取设备信息，对计划维修的设备进行实时审核，如设备使用年限、旅客回访记录等。通过改进和优化BIM的初步模型，可以不断优化和完善其他设施设备的详细信息。在后续维护期间，通过设备的名称或型号轻松查询设备信息，维护人员可以根据BIM模型中提供的数据信息，对设备进行定期维保，增加设备运行的安全性和稳定性。

5 城市轨道交通车站建筑设计BIM技术的软件支撑

（1）Autodesk Revit。

该软件可以全方位实现对城市轨道交通车站的三维建模和建筑设计；还可以帮助设计人员更好、更快地开展设计工作，通过BIM技术的规划图、剖面图不断创新和优化城市轨道交通车站建筑设计理念。

（2）Power Rail Overhead Line（铁路接触网设计软件）。

该软件在遵循了行业工作流程的基础上，引进三维设计和维护接触网项目，充分利用其中的GIS技术实现对城市轨道交通车站建筑的布局、初期设计以及架空牵引供电系统的施工图绘制，提升设计人员的工作效率。

（3）Navisworks。

该软件可以进行碰撞检查，实现多方位、多接口、多角度观察。通过分析碰撞冲突报告，提前发现设计中的冲突问题，避免带来不必要的损失，提高设计的质量，节约工程资源。

（4）Power Rail Track（动力轨道设计软件）。

该软件中的GIS工具可以更进一步提升城市轨道交通车站建筑设计的水平，减少返工，简化设计流程，提高设计人员设计效率。

6 结语

随着BIM技术的普及和发展，BIM应用越来越广泛，在轨道交通领域体现智慧创新的趋势。经济社会的不断进步，城市化建设快速发展，城市人口将越来越多，城市轨道的交通压力会随之增大。为了解决城市人口增多而造成的交通拥堵问题，需要加快城市轨道交通建设步伐。基于创新理念的城市轨道交通车站建筑设计可以缓解城市轨道交通压力，改善人们的生活条件，为人们的出行创造更便利的条件。