BIM 技術在城市軌道交通工程中的應用

張紅薇

（中國鐵路設計集團有限公司，天津300000）

1 引言

城市軌道交通工程具有復雜性和系統性的特點，在規劃設計和施工建設的過程中，容易出現問題，而且工程中需要用到的工藝技術較多，任何一個環節出現問題都會對工程整體的進度和質量產生影響。BIM 技術的應用，能夠對軌道交通工程建設中存在的問題進行有效解決，保障工程的建設效果[1]。

2 BIM 技術概述

BIM（Building Information Modeling），指建筑信息模型，其本質是多維模型信息技術，在工程設計、施工建造以及數據管理中可以發揮非常顯著的作用，能夠通過對工程數據信息模型的整合，確保數據信息可以在工程全生命周期內實現傳遞和共享，為工程技術人員的決策制定提供可靠支持，促進工程施工效率的提高，在節約成本方面同樣有不可忽視的作用[2]。

在城市軌道交通工程中，BIM 技術的合理應用能夠確保所有的參與主體可以在工程建設的不同階段，借助BIM 模型完成數據的共享，對工程項目進行建設與管理。以BIM 技術為支撐，城市軌道交通工程建設的參與主體可以從成本、質量、安全、進度等方面，對工程進行模擬分析，實現專業協同以及精細化管理，保障工程決策的科學性，減少規劃不當或操作錯誤引發的風險及返工問題。以BIM 技術為基礎，實施城市軌道交通工程管理，可以最大限度地保證各種基礎數據的完整性、準確性和透明性，從工程全壽命周期的角度控制資金風險，而且BIM 技術還支持能耗管理、空間管理、資產管理、虛擬模擬等，能夠為軌道交通工程的運營維護管理提供便利。

3 BIM 技術在城市軌道交通工程各階段的應用

在城市軌道交通工程中，BIM 技術有非常廣闊的應用前景，在工程規劃、設計、施工以及后期運營等方面都有良好的應用效果，例如，借助模擬功能，可以提前模擬工程的施工流程，提高效率和質量的同時，減少返工問題；借助數字功能，可以保證軌道交通運營管理的信息化和智慧化。當現有管理手段無法很好地滿足城市軌道交通建設需求時，BIM 技術可以從規劃、設計、施工以及運營4 個階段對BIM 技術在城市軌道交通工程中的應用情況進行分析和討論[3]。

3.1 在規劃階段的應用

規劃階段，可以利用BIM 技術對軌道交通沿線的空間進行模擬，通過輸入調研數據的方式得到可視化模型，幫助設計人員對車站空間布局的合理性以及車站位置設計的科學性進行分析，進一步優化布局，對其中存在的問題進行處理。借助BIM 技術，還可以結合車站所處的地理位置對客流進行動態仿真模擬，使規劃部門能夠直觀地看到軌道交通的客流信息，明確客流分布狀況，為工程總體設計和細節規劃提供參考依據。另外，以BIM 模型為支撐，軌道交通的各類運營指標都可以得到明確，如日客運流量、軌道線網平均運距、線網規模等，配合模糊決策或層次分析的方法，能夠就多種方案進行對比，確定最佳的規劃方案。

3.2 在設計階段的應用

BIM 技術在設計階段的應用體現在很多方面，如模型構建、結構分析、協同設計、碰撞檢查等，要求工程設計人員能夠借助BIM 技術和專業軟件的相互配合，完成各個專業的設計和模型構建，提高設計過程的協同性。對于城市軌道交通工程，設計階段的重要性毋庸置疑，其能夠直接決定工程的施工效果和功能發揮，對于后續的項目招標、設備材料購置、施工管理等都有顯著影響。在設計階段，通過對BIM 模型的構建，設計人員能夠將設計意圖準確地表達出來，為溝通提供方便，而三維空間技術有助于設計質量的提高。對于設計單位，合理運用BIM 協同技術可以強化不同專業之間的協同設計，最大限度地減少專業碰撞或錯漏問題，配合相應的參數化設計以及性能模擬分析等功能，軌道交通工程的性能可以得到提升，設計成果也能持續優化，更好地適應綠色工程以及可持續發展的客觀要求。不僅如此，配合BIM 技術的3D 可視化功能，設計單位能夠更好地與業主方、供應商、施工單位等進行溝通，提升溝通效率的同時，準確把握業主的實際需求，確保設計環節信息管理和安全管理的有效性[4]。

3.3 在施工階段的應用

借助BIM 技術的虛擬施工，能夠得到可視化的結果，幫助施工人員更好地了解施工中可能遇到的各種問題并進行規避，減少返工的同時，降低成本和風險。BIM 的可視化、模擬性、仿真性等特征，使其能夠很好地勝任城市軌道交通工程中的各種算量工作，也可以將施工技術方案通過三維動態的方式展示出來，搭配碰撞檢查，可以發現工程施工的重點和難點，幫助施工人員更加深入地了解施工方案。

安全管理方面，通過對BIM 可視化技術的應用，可以對施工過程中潛在的風險和隱患進行展示，而三維交互場景下的虛擬現實技術能夠就可能影響安全的因素進行模擬和分析，利用BIM 技術進行資源共享，保證了安全檢查數據的完整性和準確性，制定的應急策略也會更加科學有效。

成本管理方面，利用5D 關系數據庫，施工單位可以對成本數據進行高效的匯總和分析，使數據維護的工作量大大減少，而且效率更高，準確性更強，并且可以從多個維度對成本報表進行分析，為成本管理提供參考依據。

3.4 在運營階段的應用

BIM 技術在城市軌道交通工程運營階段的應用體現在2 個方面，分別是維修管理和能耗管理。在維修管理中，可以利用BIM 技術提供的列車運行信息、客流數據及維修記錄等，也可以借助模型建設環節給出的設備編號，對相關設備的運行情況進行查詢，及時消除安全隱患；在能耗管理中，通過BIM 與云計算、物聯網等技術的相互配合，實施車站能耗分析，自動完成照明、空調等系統的調節管控，使車站能夠實現智能化的能耗管理，在維持車站正常運營的前提下，實現能耗的降低[5]。

4 結語

在城市軌道交通工程中，BIM 技術的應用能夠對很多疑難問題進行解決，實現對工程規劃、設計、施工和運營的全生命周期管理，為工程的施工建設提供可靠保障。并且在新的發展環境下，BIM 技術與軌道交通工程的結合越發深入，能夠創造出更高的價值，推動軌道交通行業的持續發展。