BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計中的應(yīng)用

石繼斌

[摘 要]近幾年我國的城市軌道交通在不斷發(fā)展，BIM技術(shù)也在軌道交通工程的設(shè)計中得到了廣泛應(yīng)用。本文簡要地介紹了BIM技術(shù)的涵義、特征以及在軌道交通工程設(shè)計中的發(fā)展趨勢，并探討B(tài)IM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計中的應(yīng)用，最后總結(jié)和分析了BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計中應(yīng)用的情況。

[關(guān)鍵詞]BIM技術(shù)；軌道交通；應(yīng)用

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.20.090

[中圖分類號]TU17；U212 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）20-0-02

由于軌道交通工程具有建設(shè)周期長、施工工期短、工作量大等特點，所以在設(shè)計、施工、運(yùn)營和管理方面都存在人員緊張的問題，稍有不慎就會出現(xiàn)工程拖延或者安全事故。如何在保證質(zhì)量和安全的情況下提升效率是建設(shè)各方都要考慮的，而BIM技術(shù)的出現(xiàn)為解決這些問題提供了新思路。

1 BIM技術(shù)介紹

1.1 BIM技術(shù)的涵義

BIM技術(shù)即為建筑信息模型，其主要工作原理是以建筑物中的三維數(shù)字為載體，有效地連接建筑設(shè)計、施工以及管理等主要環(huán)節(jié)中的信息，貫穿于建筑物的每個生命周期中，從而使建筑物中的信息能夠有效集中和協(xié)同起來。

1.2 BIM技術(shù)的特征

首先，實現(xiàn)信息的高度集成。BIM技術(shù)主要借助數(shù)字信息實現(xiàn)對建筑物的有效模擬，其主要的工作原理是以空間關(guān)系、幾何形狀等多個方面的數(shù)字信息為依據(jù)，與此同時，還要重視設(shè)計過程中各種要素的視覺信息表達(dá)。除此之外，BIM技術(shù)還能對建筑施工中的所需材料和相關(guān)構(gòu)件進(jìn)行功能和性能的模擬，從而全面了解建筑物中的各種構(gòu)件方式等信息。

其次，傳遞性強(qiáng)。BIM技術(shù)的基本特征表現(xiàn)創(chuàng)建數(shù)據(jù)的時候，能夠有效保證數(shù)據(jù)的一致性和關(guān)聯(lián)性。這就意味著，建筑物每個階段的信息在后期一旦存在被更改的情況，BIM系統(tǒng)就會在第一時間作出反應(yīng)，不需要人工再進(jìn)行圖紙?zhí)幚?。BIM技術(shù)的這個具有較強(qiáng)傳遞性的特征，能夠保證工作過程的連續(xù)性，在工程的每個階段將工作結(jié)果及時體現(xiàn)出來，從而可以有效提升建筑各個階段的工作效率，從而進(jìn)一步降低人工成本。

最后，能夠最大化地發(fā)揮支持和協(xié)同的優(yōu)勢。建設(shè)過程中的各方使用BIM技術(shù)能夠進(jìn)行及時溝通，以此來達(dá)到實時監(jiān)測的目的，提升建筑設(shè)計的品質(zhì)和建設(shè)工作的水平。各方利用BIM技術(shù)可以創(chuàng)建三維建筑信息模型，并結(jié)合專業(yè)性質(zhì)完成管線、設(shè)備等的碰撞測試，從而使整個團(tuán)隊的不同部門實現(xiàn)有效溝通。

1.3 BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計中的發(fā)展趨勢

目前，我國對于BIM技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展研究大多集中在民用建筑設(shè)計方面，在軌道交通工程設(shè)計方面的應(yīng)用還幾乎是空白。近幾年，BIM技術(shù)逐漸被應(yīng)用在城市軌道交通工程的設(shè)計中，主要體現(xiàn)在地鐵車站和周邊環(huán)境的可視化設(shè)計中以及管線、設(shè)備的碰撞測試。根據(jù)BIM技術(shù)目前的應(yīng)用情況來看，未來在軌道交通工程設(shè)計的前期、施工、運(yùn)營等方面都會發(fā)揮很大的作用，集中體現(xiàn)在三維可視化、分析優(yōu)化、協(xié)同與資源共享方面。

2 BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計中的應(yīng)用

2.1 BIM技術(shù)在前期規(guī)劃中的應(yīng)用

在城市軌道交通工程設(shè)計的前期規(guī)劃中，各方要重視項目的可行性研究分析，要巧妙地結(jié)合BIM的思想創(chuàng)建城市交通的三維模型。創(chuàng)建的三維模型中不僅要包括地質(zhì)條件、管線、建筑物等的特征，還要包含技術(shù)、人文、科學(xué)等學(xué)科的信息和資料。城市軌道交通工程設(shè)計，只有建立在這些信息的基礎(chǔ)上，才能夠?qū)崿F(xiàn)軌道交通工程設(shè)計中各種信息的分析和核算。

2.2 BIM技術(shù)在可視化設(shè)計中的應(yīng)用

在軌道交通的方案設(shè)計階段，設(shè)計人員可以利用BIM技術(shù)創(chuàng)建三維建筑信息模型，幫助相關(guān)工作人員全方位掌握各種地形、道路和建筑物的情況，并結(jié)合一體化開發(fā)實現(xiàn)各種功能的有效分析。除此之外，在各個項目的不斷發(fā)展中，設(shè)計方案也可以存在著多樣化，不用局限在概念設(shè)計方案上。同時，BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計中的應(yīng)用，可以幫助建筑師利用三維實體模型實現(xiàn)全面開發(fā)。再加上三維實體模型具有直觀性、可視化、可靠性等特征，借助BIM技術(shù)可以進(jìn)行有效溝通，最大限度地發(fā)揮BIM技術(shù)的價值。此外，BIM技術(shù)還突破了傳統(tǒng)的設(shè)計模式，利用三維數(shù)字化對建筑物構(gòu)件進(jìn)行真實描述。

2.3 BIM技術(shù)在協(xié)同設(shè)計方面的應(yīng)用

協(xié)同設(shè)計就是在設(shè)計單位局域網(wǎng)中，利用網(wǎng)絡(luò)通信軟件和各種數(shù)據(jù)信息建立通訊系統(tǒng)，其目的是幫助設(shè)計人員和管理人員在此平臺的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)信息和文件的有效查閱和交換。而軌道交通工程的協(xié)同設(shè)計方面，就是利用BIM技術(shù)將建筑、結(jié)構(gòu)和設(shè)備等集中在一個平臺下，實現(xiàn)資源共享。除此之外，不同專業(yè)的人員還可利用BIM軟件創(chuàng)造出專業(yè)的BIM模型，來實現(xiàn)和中心文件的連接，還可以在信息共享和同步后，實現(xiàn)信息的添加。

2.4 BIM技術(shù)在設(shè)計優(yōu)化中的應(yīng)用

建筑設(shè)計優(yōu)化就是一個不斷修改的過程，在BIM技術(shù)未應(yīng)用之前，一旦設(shè)計出現(xiàn)變更，只能進(jìn)行手工修改。這樣的方式不僅耗費了大量的人力、精力和時間，還容易出現(xiàn)信息不匹配的情況，如果修改的過程中存在著一些不順現(xiàn)象拖延至施工階段，還會進(jìn)一步導(dǎo)致工程延誤或者返工。但設(shè)計人員通過利用BIM技術(shù)創(chuàng)建三維實體模型，就可以在很大程度上解決這個問題，由于設(shè)計圖紙具有可視化特征，建筑師可以結(jié)合圖紙的類型和需要調(diào)節(jié)三維視圖下不同模型的界面。

由于BIM模型的所有圖元構(gòu)件都是建立在一定的關(guān)系基礎(chǔ)上，有效地連接了圖紙的視圖和模型，保證了各個構(gòu)件的一致性和關(guān)聯(lián)性。因此，如果出現(xiàn)問題需要修改，BIM系統(tǒng)可以進(jìn)行自動反饋，反映到相關(guān)的圖紙和模型中，及時有效地進(jìn)行變更。所以BIM技術(shù)在軌道交通工程的設(shè)計優(yōu)化中，能夠及時更新各個專業(yè)的詳細(xì)信息，保證各個專業(yè)設(shè)計的完整性和協(xié)調(diào)性。這樣的工作方式不僅能夠降低工作人員的勞動強(qiáng)度和錯誤率，還能提升工作效率、節(jié)約成本。endprint

2.5 BIM技術(shù)在碰撞檢測中的應(yīng)用

BIM技術(shù)具有碰撞檢測的功能，就是在BIM建筑設(shè)計模型的基礎(chǔ)上，對機(jī)電專業(yè)的管線和橋架進(jìn)行不斷優(yōu)化，調(diào)整標(biāo)高以達(dá)到最佳效果。BIM技術(shù)的這個碰撞檢測功能能夠在第一時間對管線和設(shè)備等進(jìn)行檢測，幫助設(shè)計者獲取更加直觀的建議和信息，并指導(dǎo)他們進(jìn)行有效布局。

3 BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計中應(yīng)用的總結(jié)和分析

3.1 BIM計劃和團(tuán)隊建設(shè)

BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計的應(yīng)用過程中，首先要建立BIM團(tuán)隊，然后逐步完善BIM團(tuán)隊的結(jié)構(gòu)，不斷優(yōu)化BIM團(tuán)隊的管理層級，這對促進(jìn)BIM團(tuán)隊的建立有積極的作用。任何一個完善的團(tuán)隊，不僅需要完善的規(guī)章制度支撐，還需要工作人員各司其職、分工合作。另外，每一個項目的每一個單元都要由相應(yīng)的專業(yè)人士組成，而且負(fù)責(zé)項目的人員必須是可以熟練掌握計算機(jī)的年輕人，同時還要對這些人進(jìn)行長期的培訓(xùn)和教育，逐步提升成員的團(tuán)隊意識。在實際操練幾個工程項目之后，團(tuán)隊成員就可以相互配合做出相關(guān)的備選方案。值得注意的是，BIM團(tuán)隊在建立的初期，要先從簡單的小工程開始，其目的是要建立團(tuán)隊的信心。

3.2 軟件的本土化問題

BIM技術(shù)的使用需要軟件的支撐，而目前普遍使用的軟件是REVIT系統(tǒng)，但該軟件是由美國公司研發(fā)的，由于沒有本土化，所以在使用過程中還存在一些問題，而且這款軟件對于計算機(jī)的硬件要求特別高，使用時操作也不夠簡便。同時，該軟件自帶的數(shù)據(jù)模型和我國常用的模型也不相符，三維模型的展示效果也不夠精美，鑒于種種原因，在沒有更好的軟件出現(xiàn)之前，設(shè)計師必須要習(xí)慣該款軟件的相關(guān)操作。

3.3 族庫文件的管理

在REVIT軟件的使用過程中，所有的圖都是通過族文件加載而來，這個作用類似于CAD中的“塊”，族文件是由很多構(gòu)件元素組成的，里面涉及很多參數(shù)，十分復(fù)雜。因此，REVIT軟件的實際操作能力取決于建立的族文件的多少，豐富的族文件對于模型的構(gòu)建有著積極的促進(jìn)作用，而越復(fù)雜的模型就需要越多的族文件。所以大型的專業(yè)團(tuán)隊要根據(jù)實際情況對特殊的工程建立相應(yīng)的族庫，只有這樣才能保證工程項目順利完成，REVIT軟件的優(yōu)勢才能真正體現(xiàn)出來。

4 結(jié) 語

目前，BIM技術(shù)在地鐵方面的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，而在橋和隧道方面的經(jīng)驗還比較缺乏。從總體來講，BIM技術(shù)在我國還處于起步階段，在軌道交通工程設(shè)計中普遍推廣還需要時間，但可以肯定的是在未來有很廣闊的發(fā)展前景。

主要參考文獻(xiàn)

[1]楊昭君，沈銳.BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計中的應(yīng)用[J].門窗，2017（5）.

[2]張志永.BIM技術(shù)在軌道交通工程設(shè)計中的應(yīng)用探究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（13）.

[3]周鵬光，黃杰.BIM技術(shù)在軌道交通工程中的應(yīng)用探索[J].武漢勘察設(shè)計，2015（12）.endprint