基于BIM技術(shù)的城市軌道交通建設(shè)管理研究

花雷 杭楠森

城市軌道交通工程建設(shè)規(guī)模大，周期長(zhǎng)（一般可達(dá)4～7年），各相關(guān)主要專業(yè)多達(dá)20余個(gè)，專業(yè)間協(xié)調(diào)工作量巨大。同時(shí)由于地鐵工程受環(huán)境因素影響較大，經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的工程變更，涉及各專業(yè)和部門，形成各專業(yè)不斷調(diào)整，協(xié)調(diào)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)過程。

城市軌道交通工程建設(shè)規(guī)模大，周期長(zhǎng)（一般可達(dá)4～7年），各相關(guān)主要專業(yè)多達(dá)20余個(gè)，專業(yè)間協(xié)調(diào)工作量巨大。同時(shí)由于地鐵工程受環(huán)境因素影響較大，經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的工程變更，涉及各專業(yè)和部門，形成各專業(yè)不斷調(diào)整，協(xié)調(diào)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)過程。

而由于軌道交通工程的項(xiàng)目特點(diǎn)，雖然軌道交通工程建設(shè)周期長(zhǎng)，但建設(shè)線路長(zhǎng)，空間小，工期緊張。地下工程沿線的各種外部接口繁雜，施工空間的局限給設(shè)備管線綜合帶來巨大困難，設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)消耗大量的人力與實(shí)踐，降低工作效率，又大大增加出錯(cuò)機(jī)會(huì);前期工作的效率低下又導(dǎo)致后期設(shè)備安裝調(diào)試時(shí)間短;建成運(yùn)行后，運(yùn)營(yíng)管理安全標(biāo)準(zhǔn)高，全年運(yùn)營(yíng)，只能夜間維護(hù)，一旦出現(xiàn)故障將引起巨大的社會(huì)影響。

隨著城市建設(shè)的進(jìn)行，城市軌道交通在全國(guó)各主要城市得到大規(guī)模的發(fā)展。而且由于城市發(fā)展的迫切性，軌道交通的建設(shè)工期要求較緊，通常若干條線同期規(guī)劃，同時(shí)建設(shè)，但建設(shè)階段又有先后之分，對(duì)投資方管理造成巨大難度。因此，現(xiàn)階段急需尋找一種先進(jìn)的管理體系，提高建設(shè)及運(yùn)營(yíng)階段的工作效率。

1、bim的概念

1.1BIM的概念與任務(wù)

BIM是英文BuildingInformationModelding的縮寫，中文一般稱為“建筑信息模型”。根據(jù)美國(guó)國(guó)家BIM標(biāo)準(zhǔn)對(duì)BIM的定義為：“BIM是一個(gè)設(shè)施（建設(shè)項(xiàng)目）物理和功能特性的數(shù)字表達(dá);BIM是一個(gè)共享的知識(shí)資源，是一個(gè)分享有關(guān)這個(gè)設(shè)施的信息，為該設(shè)施從概念到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過程;在項(xiàng)目不同階段，不同利益相關(guān)方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責(zé)的協(xié)同作業(yè)。”

BIM肩負(fù)的任務(wù)就是在于解決項(xiàng)目不同階段、不同參與方、不同應(yīng)用軟件之間的信息結(jié)構(gòu)化組織管理和信息官宦共享，使得合適的人在合適的時(shí)候得到合適的信息，這個(gè)信息要求準(zhǔn)確、及時(shí)、夠用。1.2BIM在工程建設(shè)行業(yè)中的位置現(xiàn)代化、工業(yè)化、信息化是我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的三個(gè)方向，建筑業(yè)信息化可以分為技術(shù)信息化和管理信息化兩大部分，技術(shù)信息化的核心內(nèi)容是建設(shè)項(xiàng)目生命周期管理（BLM-Buiding Lifecycle Management），企業(yè)管理信息化的核心內(nèi)容是企業(yè)資源計(jì)劃（ERP-Enterprise Resource Planning）。

如前所述，不管是技術(shù)信息化還是管理信息化，建筑業(yè)的工作主體是建設(shè)項(xiàng)目本身，因此，沒有項(xiàng)目信息的有效集成，管理信息化的效益也很難實(shí)現(xiàn)。BIM通過其承載的工程項(xiàng)目信息把其他技術(shù)信息化方法（如CAD/CAE等）集成了起來，從而成為了技術(shù)信息化的核心、技術(shù)信息化橫向打通的橋梁。

2、BIM的實(shí)現(xiàn)

BIM的實(shí)現(xiàn)離不開軟件的支持及管理的指導(dǎo)，可以說，沒有相應(yīng)的軟件及管理制度，建設(shè)項(xiàng)目的BIM是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

2.1軟件

BIM系統(tǒng)應(yīng)用的難點(diǎn)之一就在于軟件。BIM并不是一個(gè)或者一類軟件的事，要充分發(fā)揮BIM價(jià)值為項(xiàng)目創(chuàng)造效益涉及常用的bim軟件數(shù)量有十幾個(gè)到幾十個(gè)之多。

BIM軟件分類

根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的特點(diǎn)，通過對(duì)BIM軟件，特別是核心軟件的合理選擇，方可最大限度發(fā)揮BIM的作用。

2.2管理架構(gòu)

城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目具有體量巨大，功能復(fù)雜，信息量大，參建單位眾多等特點(diǎn)，為項(xiàng)目管理帶來難度。同時(shí)，由于公共項(xiàng)目高標(biāo)準(zhǔn)、高規(guī)格的建設(shè)需求，要求項(xiàng)目管理達(dá)到相當(dāng)高的標(biāo)準(zhǔn)。

這種新型的管理模式的信息傳遞方式如下圖所示，參建各方的項(xiàng)目相關(guān)信息存儲(chǔ)在公共BIM數(shù)據(jù)平臺(tái)中，而參建各方間也通過對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用和管理，在虛擬的平臺(tái)中形成一種精益化的管理模式。這個(gè)平臺(tái)是在參建各方原有內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上建立的一個(gè)具有共同工作平臺(tái)的喚醒架構(gòu)，可以真正實(shí)現(xiàn)信息的充分共享和無(wú)縫管理。

通過這種信息傳遞和管理模式，使建設(shè)項(xiàng)目信息在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、和運(yùn)營(yíng)維護(hù)全過程充分共享、無(wú)損傳遞，可以使項(xiàng)目的所有參與方在項(xiàng)目從概念產(chǎn)生到完全拆除的整個(gè)生命周期內(nèi)都能夠在模型中操作信息和在信息中操作模型，進(jìn)行協(xié)同工作。

3、BIM在項(xiàng)目不同階段中的應(yīng)用

3.1規(guī)劃階段

城市規(guī)劃信息化領(lǐng)域目前是以CAD+GIS作為主要支撐平臺(tái)的，三維仿真系統(tǒng)是目前城市規(guī)劃領(lǐng)域應(yīng)用最多的城市規(guī)劃管理三維平臺(tái)，可以做到與傳統(tǒng)的GIS平臺(tái)連接并且共享基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。

如果將BIM引入到城市規(guī)劃三維平臺(tái)中，將可以完全實(shí)現(xiàn)目前三維仿真系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的BIM多維度的應(yīng)用，特別是城市規(guī)劃方案的性能分析，這可以解決傳統(tǒng)城市規(guī)劃編制和管理方法無(wú)法量化，諸如舒適度、空氣流動(dòng)性、噪聲云圖等指標(biāo)。BIM的性能分析通過與傳統(tǒng)規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)、評(píng)審結(jié)合起來，將會(huì)對(duì)城市規(guī)劃多指標(biāo)量化、編制科學(xué)化和城市規(guī)劃科持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。

3.2設(shè)計(jì)階段

3.2.1參數(shù)化設(shè)計(jì)

參數(shù)化設(shè)計(jì)是對(duì)目前新興的設(shè)計(jì)方法的抽象描述，它包括生成設(shè)計(jì)、算法幾何、關(guān)聯(lián)性模型等核心概念。由于目前軌道交通工程車站建筑功能、空間關(guān)系日益復(fù)雜，借助新的數(shù)字化平臺(tái)，可以對(duì)軌道交通工程復(fù)雜的建筑幾何進(jìn)行理性的分析和設(shè)定，包括從幾何學(xué)的角度對(duì)建筑平面及三維空間生成進(jìn)行準(zhǔn)確的定義和呈現(xiàn)。

關(guān)聯(lián)性模型是實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)的手段，模型由不同的模塊化單元組成，其結(jié)構(gòu)表述為參數(shù)輸入模塊、調(diào)節(jié)控制模塊、邏輯計(jì)算模塊以及數(shù)據(jù)輸出模塊。關(guān)聯(lián)模型建立后，可通過殘念所述輸入和調(diào)節(jié)，計(jì)算機(jī)將自動(dòng)完成復(fù)雜的運(yùn)算，并實(shí)時(shí)輸出設(shè)計(jì)成果。

3.2.2基于數(shù)字化平臺(tái)的建筑性能分析

對(duì)于大型公共建筑，性能正在成為決定其內(nèi)在質(zhì)量的關(guān)鍵綜合指標(biāo)，尤其表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)效率和可持續(xù)策略上。性能分析可根據(jù)已有的數(shù)字化模型（參數(shù)化模型或者BIM模型）進(jìn)行，內(nèi)容包括能耗模擬、消化模擬、溫度模擬等方面。這些多學(xué)科交叉的性能化設(shè)計(jì)視線里設(shè)計(jì)成果的高度整合和升級(jí)，實(shí)際上以更經(jīng)濟(jì)、更高效的方式推動(dòng)著技術(shù)進(jìn)步。

BIM與建筑性能分析復(fù)合設(shè)計(jì)流程是將設(shè)計(jì)方案BIM模型化后，通過性能分析檢查、建筑構(gòu)件空間檢查，綜合各項(xiàng)結(jié)果反復(fù)調(diào)整模型。4、結(jié)語(yǔ)

城市軌道交通工程投資高，建設(shè)要求高，管理難度高的“三高”特點(diǎn)使引入先進(jìn)的信息管理技術(shù)非常必要。BIM技術(shù)應(yīng)用開發(fā)性、協(xié)同性以及全生命周期的管理理念十分適合軌道交通工程。因此，研究如何在項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)是軌道交通建設(shè)者們下階段的主要研究方向之一。應(yīng)注意的是，BIM的發(fā)展不僅僅是現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)步和更新?lián)Q代，也將表現(xiàn)在生產(chǎn)組織模式和管理方式的轉(zhuǎn)型，并長(zhǎng)遠(yuǎn)地影響人們對(duì)項(xiàng)目的思維模式，對(duì)軌道交通行業(yè)有著深遠(yuǎn)的影響。

參考文獻(xiàn)

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