BIM技術(shù)在城市軌道交通工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

邵玉成

【摘要】在現(xiàn)代化城市的建設(shè)中，城市軌道交通工程占據(jù)重要地位，其不僅能為人們的出行提供方便，還可以提升城市空間布局的合理性，緩解土地緊張與環(huán)境污染問(wèn)題。在城市軌道交通工程的建設(shè)中，科學(xué)有效的設(shè)計(jì)工作對(duì)工程整體質(zhì)量有著巨大影響，但從當(dāng)前這一工作的開(kāi)展情況來(lái)看，仍存在不少的問(wèn)題，使得工程建設(shè)的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益較低。在此情況下，BIM技術(shù)開(kāi)始逐漸被應(yīng)用到城市軌道交通工程設(shè)計(jì)中，并取得了較好的效果。因此，為提升城市軌道交通工程設(shè)計(jì)的合理性與可行性，本文就BIM技術(shù)在該領(lǐng)域中的應(yīng)用展開(kāi)分析，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);城市軌道交通;工程設(shè)計(jì)

引言：城市軌道交通工程具有較強(qiáng)的綜合性與復(fù)雜性特征，采用傳統(tǒng)的技術(shù)理念開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)，極易出現(xiàn)一些難題與矛盾，導(dǎo)致工程質(zhì)量降低、工期延誤和投資成本增加等不良問(wèn)題。所以，為促進(jìn)城市軌道交通工程的順利實(shí)施與完工，相關(guān)設(shè)計(jì)單位與施工單位應(yīng)重視BIM技術(shù)的應(yīng)用，有效提升工程項(xiàng)目的管控水平，尤其是在此類(lèi)工程設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用中，BIM技術(shù)可以起到重要的作用，為工程項(xiàng)目后續(xù)施工作業(yè)的開(kāi)展提供重要支撐。

一、BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

BIM技術(shù)是建筑信息模型（building information model）的簡(jiǎn)稱(chēng)，從字面意思來(lái)看，就是基于相關(guān)信息構(gòu)建三維立體模型，為建筑的設(shè)計(jì)、施工以及管理等工作提供有效幫助。從該技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用情況來(lái)看，可視化、協(xié)調(diào)性與優(yōu)化性是它的主要特征。具體來(lái)講，其一，可視化。與傳統(tǒng)的CAD技術(shù)相比，BIM技術(shù)可以將管線的布局、設(shè)備構(gòu)件、空間走向等信息轉(zhuǎn)化為三維立體模型，這樣就可以有效解決管線排布、走向中存在的問(wèn)題。其二，協(xié)調(diào)性。城市軌道交通普遍都是處于地下，而地下車(chē)站有著結(jié)構(gòu)體系復(fù)雜、造價(jià)高、管線布局錯(cuò)綜復(fù)雜、涉及的機(jī)電設(shè)備多等特點(diǎn)，不僅會(huì)給工程設(shè)計(jì)帶來(lái)很大難度，也容易引起安全事故。而B(niǎo)IM技術(shù)可以確保各專(zhuān)業(yè)之間的有效溝通，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與調(diào)整設(shè)計(jì)中的缺陷，從而促進(jìn)各專(zhuān)業(yè)的協(xié)同。其三，優(yōu)化性。構(gòu)建三維立體模型是BIM技術(shù)的核心，而在該技術(shù)的支持下，工作人員可以更快、更有效進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化，這既能保證施工的有序性，還可以減少不必要的浪費(fèi)，提升工程的經(jīng)濟(jì)效益。因而，將其應(yīng)用于城市軌道交通工程設(shè)計(jì)中，可以直觀反映各類(lèi)管線的布局、與施工區(qū)域的沖突等，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行有效優(yōu)化，進(jìn)而為軌道交通施工提供可實(shí)施方案，促進(jìn)該工程的順利完成。

二、在城市軌道交通工程設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用途徑

（一）前期規(guī)劃

在城市軌道交通工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，BIM技術(shù)的應(yīng)用主要是在前期規(guī)劃階段，從具體應(yīng)用來(lái)看，涉及的內(nèi)容比較多，比如車(chē)站的規(guī)模大小、軌道交通的線路、車(chē)站間距等，而這些內(nèi)容都會(huì)直接影響到工程投入使用后的運(yùn)行效果，所以在前期規(guī)劃中，應(yīng)高度重視對(duì)相關(guān)內(nèi)容的分析。依據(jù)工程的可行性研究報(bào)告，相關(guān)人員基于BIM思想，科學(xué)計(jì)算與有效分析城市軌道交通的軌道線網(wǎng)運(yùn)距、車(chē)站規(guī)模大小等，并通過(guò)有效掌握管線、道橋、地質(zhì)等相關(guān)資料，構(gòu)建該工程的三維模型，這樣就可以進(jìn)行更深入的研究，從而提升前期規(guī)劃的實(shí)效性，為后續(xù)工程的施工建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（二）BIM可視化

BIM技術(shù)在城市軌道交通工程設(shè)計(jì)實(shí)踐中，能將設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可視化，這對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理具體設(shè)計(jì)中的問(wèn)題有著很大的幫助。從當(dāng)前此類(lèi)工程的設(shè)計(jì)工作實(shí)踐來(lái)看，一般需要綜合考察工程區(qū)域內(nèi)的所有工程設(shè)施、各類(lèi)管線以及道路交通情況等，并在有效利用這些考察數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)BIM技術(shù)構(gòu)建出相應(yīng)的實(shí)體模型，使軌道交通線路能夠以直觀化、可視化的形式呈現(xiàn)出來(lái)，這樣就可以對(duì)具體的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證與分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)具體設(shè)計(jì)的優(yōu)化與完善。

（三）BIM協(xié)同性

在此類(lèi)工程的設(shè)計(jì)工作中，經(jīng)常會(huì)有一些成果不集中、不協(xié)同以及設(shè)計(jì)分散等問(wèn)題，降低了工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量，無(wú)法為軌道交通施工提供有效的參考。但在BIM技術(shù)的應(yīng)用下，相關(guān)工作人員可以通過(guò)BIM技術(shù)進(jìn)行建模，構(gòu)建與自身專(zhuān)業(yè)相關(guān)的BIM模型，繼而構(gòu)成相對(duì)完整的實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)，為信息共享提供了有利條件。在此背景下，不同專(zhuān)業(yè)的工作人員就可以通過(guò)該系統(tǒng)查詢(xún)相關(guān)的信息或布置，并在有效利用相關(guān)信息的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的協(xié)同，這樣就能有效解決設(shè)計(jì)成果不協(xié)同、不集中以及設(shè)計(jì)分散等問(wèn)題，進(jìn)而為后續(xù)的施工作業(yè)提供可靠的參考。

（四）自動(dòng)碰撞檢測(cè)

自動(dòng)碰撞檢測(cè)在軌道交通工程設(shè)計(jì)中是非常重要的一個(gè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，對(duì)整個(gè)工程設(shè)計(jì)的有效性有著直接影響。在自動(dòng)碰撞檢測(cè)中，若是沒(méi)有三維立體模型的構(gòu)建，就難以將所有涉及的元素納入其中，也就無(wú)法真實(shí)、全面反映區(qū)域管線等綜合情況，從而造成碰撞失誤，影響工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。而有了BIM技術(shù)的支持，工作人員就可以很快構(gòu)建出相關(guān)的三維立體模型，如軌道交通運(yùn)行區(qū)間內(nèi)的管線分布情況等，這就可以對(duì)具體碰撞進(jìn)行有效檢測(cè)，有助于改善最終設(shè)計(jì)的質(zhì)量，使其可以得到更加具體、可靠的參考。總之，基于BIM技術(shù)的自動(dòng)碰撞檢測(cè)更具效率，準(zhǔn)確性也更高，為工程設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展提供了很大幫助。

（五）設(shè)計(jì)優(yōu)化

通常而言，城市軌道交通工程的設(shè)計(jì)需要經(jīng)過(guò)多次優(yōu)化與調(diào)整才能形成最終的設(shè)計(jì)方案，確保軌道交通施工不會(huì)出現(xiàn)返工、浪費(fèi)以及質(zhì)量問(wèn)題。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化中，工作人員不但要花費(fèi)大量時(shí)間與精力檢驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的合理性，也無(wú)法保證優(yōu)化工作的全面性，而這樣必然會(huì)引起各種問(wèn)題，使工程設(shè)計(jì)缺少較高的可執(zhí)行度。但在BIM技術(shù)的支持下，工作人員只用將相關(guān)的數(shù)據(jù)信息輸入到系統(tǒng)中，就可以自動(dòng)完成對(duì)BIM模型中的修改，并會(huì)將相應(yīng)的修改與變動(dòng)顯示出來(lái)，在此基礎(chǔ)上，相關(guān)工作人員可以針對(duì)這些修改與變動(dòng)的內(nèi)容進(jìn)行討論，明確其完美度與可執(zhí)行度是否達(dá)到最佳，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案的有效優(yōu)化。

結(jié)束語(yǔ)：總的來(lái)說(shuō)，在城市軌道交通工程的設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用有著重要意義，除了能優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高設(shè)計(jì)的合理性與有效性，還對(duì)促進(jìn)軌道交通工程的質(zhì)量化發(fā)展有著深刻影響。不過(guò)，BIM技術(shù)當(dāng)前在該領(lǐng)域中的應(yīng)用還存在一些問(wèn)題與阻礙，為進(jìn)一步深化該技術(shù)的利用，相關(guān)機(jī)構(gòu)及從業(yè)者要加強(qiáng)對(duì)BIM技術(shù)的研究，并要做好實(shí)踐總結(jié)，從而提升該技術(shù)的應(yīng)用實(shí)效。