BIM技術(shù)在城市軌道交通工程中的應(yīng)用分析

譚福軍++程超寬

摘 要：隨著我國進(jìn)入城市軌道交通的快速發(fā)展階段，隧道交通工程的設(shè)計(jì)工作逐漸成為建筑工程領(lǐng)域的重要內(nèi)容，本文對(duì)BIM技術(shù)在城市軌道交通工程中的應(yīng)用展開論述，將軌道交通工程設(shè)計(jì)中的可推廣應(yīng)用途徑展開論述。結(jié)合工程實(shí)踐，對(duì)BIM建筑信息建模技術(shù)進(jìn)行了實(shí)際工作的回顧，對(duì)BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計(jì)的應(yīng)用情況、產(chǎn)生的問題等進(jìn)行詳細(xì)的闡述。同時(shí)也為未來的軌道交通工程領(lǐng)域中的BIM技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提出構(gòu)想。關(guān)鍵詞：建筑信息模型；BIM技術(shù)；軌道交通建設(shè)

隨著城市化建設(shè)的不斷發(fā)展，地鐵等城市軌道交通的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)。由于城市軌道交通工程設(shè)計(jì)中涉及到的專業(yè)眾多，界面管理相對(duì)復(fù)雜，專業(yè)的接口復(fù)雜。因此使用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃方法難以完成整個(gè)項(xiàng)目的集成。因此，使用三維數(shù)字技術(shù)進(jìn)行信息模型的三維的設(shè)計(jì)，將項(xiàng)目中的信息加以匯總和設(shè)計(jì)、管理，形成了城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目中的BIM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，將項(xiàng)目的方案加以可視化的體現(xiàn)，包含了設(shè)備、土建項(xiàng)目、管線、圖紙施工多種功能的運(yùn)用與實(shí)現(xiàn)，最終對(duì)施工起到了指導(dǎo)、校核、變更審核等重要作用，建筑工程的集成化大大加深，整個(gè)工程的質(zhì)量和效率得到了顯著的提高[1]。

1 BIM技術(shù)概述

BIM應(yīng)用源自美國的3D4DBIM計(jì)劃。通過對(duì)新建公共建設(shè)項(xiàng)目中使用BIM的不斷探索和實(shí)踐，逐步形成了BIM標(biāo)準(zhǔn)。這一標(biāo)準(zhǔn)在21世紀(jì)初期引入到我國，形成了當(dāng)前設(shè)計(jì)院主要使用的技術(shù)白哦準(zhǔn)，在行業(yè)中具有極高的利用價(jià)值。

BIM技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，一個(gè)方面是概念，從BIM的概念和技術(shù)應(yīng)用等角度出發(fā)，第二個(gè)方面是以BIM項(xiàng)目為立足點(diǎn)，通過技術(shù)層面討論工程建設(shè)的使用和推廣，第三個(gè)方面是從BIM技術(shù)的特點(diǎn)出發(fā)，將工作加以可視化、一體化的展示。

2 BIM特點(diǎn)以及發(fā)展

BIM是建筑信息模型的簡寫，貫穿在建筑項(xiàng)目的全生命周期內(nèi)，以為三維數(shù)字化為載體，將建筑的管理、設(shè)計(jì)施工等關(guān)聯(lián)到產(chǎn)業(yè)鏈中，將各個(gè)緩解協(xié)同起來，形成擁有很多公眾的建筑物的信息集成。

BIM技術(shù)是對(duì)模擬的建筑物的真實(shí)空間關(guān)系進(jìn)行數(shù)字化信息的模擬，視覺上看到的是各個(gè)設(shè)計(jì)要素的集合信息，包括梁、柱、墻、管線等。建筑材料的物理特性和功能特性進(jìn)行了構(gòu)件的連接，形成了荷載的分析信息，BIM的核心信息技術(shù)通過計(jì)算機(jī)的三維模型的數(shù)據(jù)組建成了可以管控的數(shù)據(jù)庫。建筑師可以隨時(shí)從中調(diào)取，并且顛覆了傳統(tǒng)的CAD的線條繪圖的局限性。

BIM可以將設(shè)計(jì)中的相關(guān)關(guān)聯(lián)性中的某個(gè)內(nèi)容加以創(chuàng)建或者修改，自動(dòng)將圖元進(jìn)行反映或者處理，使得修改能夠不斷自動(dòng)地受到影響，將BIM系統(tǒng)的項(xiàng)目連續(xù)性在工作成果中不斷進(jìn)行展示，降低了成本的同時(shí)也提高了工作效率[2]。

BIM系統(tǒng)搭建起設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等多個(gè)渠道之間的溝通起哦阿亮，使得工作質(zhì)量和施工標(biāo)準(zhǔn)等能夠擁有一個(gè)可以同步工作的平臺(tái)，并且不斷得到監(jiān)測(cè)。利用BIM搭建的三維模型，進(jìn)行管線的碰撞檢測(cè)后，根據(jù)不同的專業(yè)的布設(shè)以及各個(gè)構(gòu)件的沖突和影響，使得設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中的專業(yè)溝通效率得到了極大的配合。

當(dāng)前的BIM技術(shù)已經(jīng)跨越了傳統(tǒng)的理想概念，形成了實(shí)際的設(shè)計(jì)工具，包含了眾多施工中的設(shè)計(jì)、建設(shè)管理方面的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。先進(jìn)的BIM設(shè)計(jì)工作足存在于建筑設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)中，智能工具等軟件是必備的，同時(shí)也在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的幫助下，使得更多的職能工序得到了實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)展到了工程安排、進(jìn)度、造價(jià)管理等各個(gè)領(lǐng)域，成為工程建設(shè)管理服務(wù)的技術(shù)保障力量。

當(dāng)前BIM技術(shù)的應(yīng)用、研究和發(fā)展，大都與民用建筑設(shè)計(jì)息息相關(guān)。軌道交通工程的使用經(jīng)過在城市軌道交通的工程設(shè)計(jì)建設(shè)施工后，給城市軌道交通及周邊的環(huán)境帶來了可視化設(shè)計(jì)成果。從當(dāng)前BIM技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，軌道交通整個(gè)的建設(shè)階段，都離不開BIM技術(shù)的三維可視化技術(shù)的輔助功能，這一技術(shù)具有設(shè)計(jì)協(xié)同、優(yōu)化資源、工作共享的優(yōu)勢(shì)。

3 BIM技術(shù)應(yīng)用在軌道交通工程設(shè)計(jì)中

在規(guī)劃階段的前期，城市軌道交通利用BIM規(guī)劃理念，將城市交通進(jìn)行三維的構(gòu)造和表面，三維模型中包含了地質(zhì)、道橋、管線、建筑物等，也將人文、科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等信息加以展現(xiàn)，可以清晰地給出人口密度、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)等重要的信息資料。從模型信息出發(fā)，實(shí)現(xiàn)線網(wǎng)的規(guī)?；?，得到客運(yùn)量的科學(xué)計(jì)算的效果，能夠客觀地反映出城市軌道交通的線網(wǎng)規(guī)模、日客運(yùn)量、換乘量等重要的數(shù)據(jù)。

BIM技術(shù)具有從方案的設(shè)計(jì)到最后完成全階段進(jìn)行可視化操作的功能。車站的三維實(shí)體模型，能夠?qū)φ疚坏牡厣系叵碌那闆r加以完整的展示，包括道路、地形、建筑物等。將建筑主體或者附屬的體量加以直觀的展現(xiàn)，并對(duì)車站周邊的造型、布局等加以認(rèn)真的剖析。而且，項(xiàng)目推進(jìn)到一定程度后，一般會(huì)有多個(gè)設(shè)計(jì)方案做準(zhǔn)備。這些方案既有抽象的也有詳細(xì)的工程設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)方案的選擇中，BIM一般會(huì)給建筑師多種選擇的機(jī)會(huì)，即利用模型將多個(gè)備選方案進(jìn)行開發(fā)和研究，為業(yè)主、施工單位提供可視化極強(qiáng)的模型，同時(shí)在溝通和論證優(yōu)化基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的若安問題，發(fā)揮出BIM的最大限度的價(jià)值。

使用BIM技術(shù)真實(shí)地將建筑的構(gòu)件進(jìn)行數(shù)字化的體現(xiàn)，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助繪圖軟件可以將幾何圖形的物理信息加以設(shè)計(jì)和完善，從根本上改變幾何圖形的建筑構(gòu)件的形態(tài)。

BIM的協(xié)同設(shè)計(jì)改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)上分散，在成果上集中的問題，形成了簡單易行的協(xié)同設(shè)計(jì)的方法。通過電子郵件和即時(shí)通信系統(tǒng)，可以在平臺(tái)上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)處理，方便設(shè)計(jì)和管理人員進(jìn)行文件的存取，信息的交換等[3]。

協(xié)同設(shè)計(jì)在BIM技術(shù)的發(fā)揮中相當(dāng)于在一個(gè)工作平臺(tái)可以進(jìn)行建筑、設(shè)備等多個(gè)專業(yè)的工作，在BIM項(xiàng)目中心，通過核心建模軟件，專業(yè)的BIM模型是通過不同的專業(yè)進(jìn)行連接的。中心文件可以創(chuàng)建或者修改中心文件并且進(jìn)行同步。這個(gè)中心文件可以在建筑信息模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行專業(yè)構(gòu)件的信息布置，實(shí)習(xí)跨專業(yè)在信息上的共享。

BIM模型經(jīng)過反復(fù)的修改和優(yōu)化后，一般會(huì)將圖紙形成可視圖，創(chuàng)建的圖紙類型能夠形成不同模型的截面，包括平面、立面、剖面等。所有的圖元的構(gòu)件都是BIM模型中的重要內(nèi)容，相互之間有平等客觀的關(guān)系。圖紙視圖以及模型的建構(gòu)最終關(guān)聯(lián)在一起，可以對(duì)圖紙的視圖或者模型進(jìn)行任意部分的修改，同時(shí)引入子項(xiàng)，引起關(guān)聯(lián)的變更。項(xiàng)目中的專業(yè)協(xié)同可以實(shí)現(xiàn)任何專業(yè)的變更，確保專業(yè)設(shè)計(jì)文件的協(xié)調(diào)一致和完整，保證實(shí)時(shí)的信息，減少了設(shè)計(jì)人員的錯(cuò)誤率，避免了重復(fù)勞動(dòng)，提高資源利用率的同時(shí)，也降低了成本。

4 結(jié)語

設(shè)計(jì)方法從二維發(fā)展到三維，從單純幾何發(fā)展到全信息模型集成，通過很多工種的項(xiàng)目轉(zhuǎn)化，使得BIM技術(shù)的運(yùn)用得到了廣泛的推廣，BIM模型的三維可視化、協(xié)同性等，已經(jīng)基本確立了技術(shù)地位，相信在未來的應(yīng)用中將得到更加廣泛的運(yùn)用前景。