綜合交通樞紐設計中BIM技術應用分析

丁丹

（重慶鐵路投資集團有限公司，重慶 400025）

0 引言

當前我國的城市化進程已經發展到了一個存量提質的增長階段，在此背景下，城市空間逐步向著集約化、高密度、品質化的趨勢發展。而作為城市發展建設中的一個重要基礎設施，城市綜合交通樞紐是實現城市空間開發、提高城市道路交通管理水平的重要條件。在進行城市綜合交通樞紐的設計時應用BIM技術可以做到從總體把控全局，從而提高設計的準確性，確保設計的品質。據此，研究綜合交通樞紐設計中BIM技術應用十分重要。

1 綜合交通樞紐設計中BIM技術應用優勢

目前對于BIM技術的應用，我國已建立了相關的政策體系和應用標準，這也使得BIM技術在城市工程項目中廣泛使用。對于城市綜合交通樞紐的設計而言，其具有工程體量大、設計難度大等特點，如果采用傳統的設計方式難以滿足當前的設計要求，因此應用BIM技術提高項目設計質量是大勢所趨，分析其應用優勢，具有以下幾點：

1.1 實現精確設計與方案的優化

以往的綜合交通樞紐設計中，多采用二維設計，其設計方式粗獷，對于一些設計死角而言，很難被全面關注，而綜合交通樞紐的設計中又極易存在設計死角。

基于此，應用BIM技術可以輔助相關專業進行精確地設計，從而完善設計內容。同時，應用BIM技術可視化可以幫助設計師進行直觀的感受，而這也有利于設計師在眾多方案的比選中進行方案的優化。

1.2 提高協同設計質量與效率

綜合交通樞紐設計相比一般的民用建筑設計，其包含了更多的專業內容，除了基礎的機電等工程項目外，還包含了地鐵、站場、市政道路等多個工程項目，接口繁多內容復雜。據此，在進行項目的設計時，需要各專業進行協同設計，通過BIM技術的應用，提高設計質量與溝通效率。

1.3 實現交付與展示多樣化

傳統的綜合交通樞紐設計交付內容包括了二維圖紙與交底文件，而對于設計中存在的復雜空間而言，二維圖紙極易出現交付不清楚的情況。在BIM技術的應用之下，設計圖紙以及交底文件都可以以三維方式對交付難點進行一個清晰的展示，與此同時，在設計過程中還可以結合VR技術的使用，以進一步直觀地展示出功能空間等，以供快速決策。

2 綜合交通樞紐項目的特點

綜合交通樞紐是集多種交通形式為一體的復合功能建筑，相比于其他工程項目，綜合交通樞紐項目具有參與方多、專業涉及種類多等特點，而這也造成了設計的一定難度。具體而言，綜合交通樞紐項目具有以下特點。

2.1 項目參與方多

由于綜合交通樞紐項目工程體量大，且其也是城市發展建設中的一個重要內容，所以一個綜合交通樞紐項目往往會涉及政府部門、規劃團隊、多個設計團隊、運維單位等參與方。而這就決定了項目設計中需溝通的主體變多，同時由于綜合交通樞紐的設計復雜程度決定了各個參與主體需進行實時交互，因此相比于其他工程項目，綜合交通樞紐對設計溝通的效率要求更高。

2.2 多設計專業交叉

作為復合功能建筑，綜合客運樞紐項目必然會涉及多種專業，如規劃、建筑、景觀、內外裝修等，且這些所涉及的專業還需要進行密切的配合，通過協同合作以此來滿足綜合交通樞紐的多樣化功能和復雜化的交通運輸需求。基于此，應用BIM技術是確保項目設計質量的有效途徑，通過BIM技術的應用為各專業搭建起一個數字化的協作平臺，進行多專業數據的有效傳遞，從而實現多專業設計的實時聯動。

2.3 交通流線復雜

由于交通樞紐中包含了地鐵、公交、長途、高鐵等多種交通方式，使得其交通組織流線變得復雜。同時由于交通樞紐中人流量大，對快速集散也有一個較高的要求。從目前我國多個綜合交通樞紐運營狀況來看，大多存在交通擁堵的情況，沒能實現正常的交通運行需求，往往在樞紐周邊道路和落客匝道出現擁堵的問題，出現這些問題多是因為在綜合交通樞紐設計之初，沒有對不同時段車流量等信息進行充分的考量，合理分析交通流線，從而導致了交通樞紐在實際的投入使用中不能滿足交通運行的實際需求，出現交通擁堵的問題。

2.4 快速疏散要求高

由于綜合交通樞紐的體量較大，所以其能夠容納人員的數量也比其他建筑多很多，尤其是在綜合交通樞紐的局部候車區域，人流量往往過度集中，這些對乘客快速疏散提出了更高的要求。一旦出現消防安全事故，就需要快速地進行乘客疏散，以最大限度地減少人員經濟損失。與此同時，從現下國內外反恐形勢的發展情況來看，綜合交通樞紐作為一個人流量較多的公共場所，最容易發生大規模踩踏、沖突矛盾等公共危害事件。這就要求當發生公共危害事件時，綜合交通樞紐需第一時間進行人員的疏散，保證人員安全。

2.5 空間舒適性要求高

作為城市發展建設中的一個重要基礎設施，城市綜合交通樞紐融合了多種功能空間，比如實現了與超市、餐館、賓館、購物中心等的融合。同時綜合交通樞紐中的各個交通方式還應實現無風雨銜接，縮短各個交通方式的乘車距離，實現“零換乘”的設計目標。可以看出，城市綜合交通樞紐不僅要滿足人們的日常出行需求，更要為人們提供一個舒適性的功能空間，增強人們的出行體驗。

3 綜合交通樞紐設計中BIM技術應用

3.1 建立BIM模型標準規范

基于BIM技術的應用，綜合交通樞紐設計過程中必不可少的會使用到BIM模型，而BIM模型的搭建需要統一完善的標準規范，如果沒有相應的標準規范，BIM模型的搭建會出現過于繁復的問題，無法達到輔助設計施工的效果。在設計前期需要建立起項目級BIM標準，通過標準的建立，更好地指導各參與主體基于BIM應用的配合工作、參與周期、輸出成果等；同時在設計時，設計人員應創建起分層級、分專業的BIM模型，以滿足各分項設計的內容。如在進行綜合管線設計時，應在二維設計圖紙的基礎之上，構建起BIM模型以發現圖紙中難以發現的問題，優化綜合管線排布：

3.1.1 BIM模型進行碰撞檢查

以三維效果展示的方式將項目設計中所有的設備管線展示在真實的模型空間中，從而直觀地發現管線的設計中存在的碰撞問題，并分析管線與結構之間的關系，以此來發現碰撞矛盾，在BIM模型的觀察下，交叉碰撞問題能夠被第一時間發現，并及時地進行管線排布的優化，滿足設計要求。

3.1.2 BIM模型驗證復雜空間

對于局部復雜交叉點的設計而言，傳統二維綜合管線設計是通過剖切設計的方式，而這種方式下難以體現出管線排布變化，節點處的空間關系也沒有辦法全面的體現出來，不利于設計人員進行分析。通過構建BIM模型，對復雜位置的設計進行數據信息的整合，如綜合交通樞紐中的大型風管及其他管線等，以此來精確每處空間平剖面關系，實現多維協調管線設計。

3.1.3 BIM模型解決凈空問題

設計人員應考慮到綜合交通樞紐結構復雜、施工工藝要求高等特點，對其結構、管線安裝協調問題進行及時的考慮，尤其是對于樞紐中的公共空間設計而言，其管線排布的設計將直接決定空間整體裝修效果以及室內凈高。構建BIM模型后，應對各功能區進行凈高分析，以不同的顏色標注各功能區，對不滿足凈高區域進行標注，從而是實現優化管線設計。

3.2 多參與方實時交互

在設計前期，設計人員應通過傾斜攝影技術、BIM＋GIS平臺的使用，完成傾斜攝影模型和BIM模型的融合處理。在此基礎上，三維GIS可為其提供可視化展示，項目各參與主體可以在三維實景模型的展示下，對綜合交通樞紐的原始地形進行分析，實現復雜節點可視化，并就其中的問題進行共同的分析探討，從而減少現場勘察次數提升工作效率，項目參與方可通過PC端、手機端等進行實時的交互。與此同時，通過對平臺的二次開發，還可以應用測量等基礎功能，提高設計效率，縮短設計周期。

3.3 合理設計交通流線

為了解決綜合交通樞紐交通擁堵的問題，在設計之初應建立起BIM模型，并對交通仿真模擬分析軟件加以利用，通過軟件仿真模擬交通樞紐中車流復雜的路口。在軟件的選項設置中，應將車流方向、車流量等影響因素錄入系統，模擬分析設計方案中的道路交叉路口（見圖1），在仿真模擬后分析，根據分析的結果，優化設計方案，確保交通流線設計的合理性，并對其中存在的一些問題進行優化設置，如信號燈配時，應確保樞紐周邊道路來往車輛通過路口的時間滿足正常通行需求，避免后期交通樞紐投入使用出現交通擁堵的問題。

圖1 模擬分析動畫

3.4 集散大廳快速疏散

設計時應考慮到綜合交通樞紐人員安全疏散的問題。為了實現快速的人員疏散，在設計時應以換乘大廳為核心，地下空間內的各種功能應該圍繞著換乘大廳進行設計，以達到一種主次分明的空間效果，形成一種視覺上的引導作用。對集散大廳疏散效果進行設計時，除了要滿足國家有關消防設計規范，還要運用疏散模擬軟件，分析綜合交通樞紐的實際疏散情況，在疏散模擬分析之前應設置好必要的模擬分析條件，結合交通樞紐消防設計需求、應用場景等進行分析，從而確保疏散模擬軟件分析結果的準確性。

3.5 建筑造型及空間設計優化

綜合交通樞紐設計中的重點內容就包括了空間的舒適性。設計時應通過BIM及BIM＋技術的運用，將綜合交通樞紐內外空間的舒適度直觀地展示出現，從而對方案進行優化設計。對于內部空間舒適度的模擬，可通過BIM＋VR技術的使用，直觀感受內部空間，加強對內部空間舒適度的指導設計，提升設計效率。對于外部空間舒適度的設計，利用BIM結合3D打印技術，以三維打印的方式將綜合交通樞紐直觀地展示出來，并制造原比例縮放的沙盤模型以此來準確觀測整體的設計布局，確保設計的合理性，真實感受到各種空間的舒適度。

3.6 VR交互展示

為了進一步驗證綜合交通樞紐的設計效果，在設計時可采用VR交互展示，對精裝圖紙應用BIM技術進行三維建模，從而通過模型的創建直觀地展示設計效果，在視覺感知下對地面、天花板以及內部的布局等存在的一些設計缺陷進行及時的優化，確保設計質量。同時，還可以應用VR交互展示技術模擬旅客乘車流向，該技術包含了BIM展示、信息可視化等功能，在旅客乘車流向VR體驗增加選擇行程等特色體驗項目，增強乘客的出行體驗，滿足乘客的個性化出行需求。在高精度的仿真情景構建之下，可以根據仿真模擬結果對設計方案提出優化措施，不斷滿足交通運行要求。

4 結語

綜上所述，城市綜合交通樞紐作為城市交通體系的重要組成部分，其發展建設有著十分重要的意義。對于綜合交通樞紐的設計而言，應積極采用創新的設計手段，以城市發展需求為導向，不斷地提升城市綜合交通樞紐設計品質。為此，本文對BIM技術在城市綜合交通樞紐設計中的應用進行了一系列深入的探討，分析了當下BIM技術在綜合交通樞紐設計中的應用優勢，并立足城市綜合交通樞紐的特點、BIM技術的應用，對綜合交通樞紐的設計提出了應通過建立BIM模型標準規范、多參與方實時交互、合理設計交通流線、集散大廳快速疏散、建筑造型及空間設計優化、VR交互展示的措施，實現設計過程以及成果的優化，提高城市交通運行效率。