城市軌道交通工程BIM 技術(shù)綜述

孔凡輝

青島海信網(wǎng)絡(luò)科技股份有限公司 山東青島 266000

城市軌道交通工程是典型的復(fù)雜建筑工程，涉及土建、機(jī)電、弱電等多個(gè)專業(yè)，管線錯(cuò)綜復(fù)雜，采用先進(jìn)的BIM 技術(shù)可提高工程全生命周期各階段、各專業(yè)以及專業(yè)內(nèi)部的協(xié)同與管理，降低重復(fù)、返工、協(xié)調(diào)等成本，提高建設(shè)效率。因此，在城市軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用BIM 技術(shù)具有非常重大意義。

1 BIM 技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀分析

隨著當(dāng)前國內(nèi)科技的飛速發(fā)展，技術(shù)也在不斷地更新迭代。最初設(shè)計(jì)人員是手工繪制圖紙，然后在計(jì)算機(jī)內(nèi)部開展軟件設(shè)計(jì)工作，這時(shí)工程設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作效率有了較大幅度的提升。而BIM技術(shù)通過建立三維模型數(shù)據(jù)信息庫直觀的把建筑和后期安裝的操作的進(jìn)度全部展現(xiàn)出來，同時(shí)將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享，有效的減少不必要的施工操作，從而控制施工成本。

軌道交通工程的設(shè)計(jì)人員通過應(yīng)用BIM 軟件，將設(shè)計(jì)的參數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)紹IM 軟件系統(tǒng)內(nèi)部，通過計(jì)算機(jī)的高效計(jì)算能力，進(jìn)而在軟件內(nèi)部形成一個(gè)三維立體的建筑模型。BIM 技術(shù)已經(jīng)被當(dāng)前部分國內(nèi)工程設(shè)計(jì)單位所應(yīng)用，尤其是在開展大型項(xiàng)目的建設(shè)，應(yīng)用BIM 技術(shù)成為了設(shè)計(jì)人員的一項(xiàng)工作技能。但是國內(nèi)還有部分設(shè)計(jì)單位對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的重視程度不高.隨著國內(nèi)未來工程設(shè)計(jì)技術(shù)不斷的發(fā)展，相信未來在政府部分的積極推動(dòng)與科技廠商對(duì)于廠房設(shè)施特殊使用需求下,BIM 技術(shù)也會(huì)被普及到各個(gè)工程建設(shè)行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域中[1]。

2 城市軌道交通BIM 工程應(yīng)用

2.1 面向建設(shè)的BIM 工程

在城市軌道交通工程設(shè)計(jì)中，各專業(yè)使用的軟件工具不同，相互協(xié)調(diào)的方式主要局限于口頭約定或者標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。這使得設(shè)計(jì)模型相對(duì)獨(dú)立且不能有效整合，各專業(yè)在建設(shè)和運(yùn)維過程中因?yàn)樵O(shè)計(jì)而導(dǎo)致建設(shè)困難、成本增高等諸多問題。為了解決上述問題，企業(yè)成立專門的BIM 部門，收集各專業(yè)的模型信息并進(jìn)行多專業(yè)或全專業(yè)的整合，基于三維模型進(jìn)行建設(shè)模擬，來分析各專業(yè)設(shè)計(jì)中存在的問題，找到設(shè)計(jì)缺陷、進(jìn)行設(shè)計(jì)修改。企業(yè)信息部門或BIM 實(shí)施部門由專門的BIM 建模人員、信息人員或建設(shè)模擬人員組成，與設(shè)計(jì)部門分離。該部門人員對(duì)來自各個(gè)專業(yè)的二維圖紙翻模形成三維模型；將各專業(yè)的三維模型綜合，進(jìn)行可視化交互，實(shí)現(xiàn)深化設(shè)計(jì)，從而發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷、模擬建設(shè)過程。

2.2 工程規(guī)劃階段

在城市軌道交通工程的工程規(guī)劃階段時(shí)期，BIM 技術(shù)的應(yīng)用主要是在總體造價(jià)的成本估算和數(shù)據(jù)總結(jié)收集兩個(gè)方面。首先，工程規(guī)劃階段主要是城市軌道交通工程對(duì)工程的實(shí)際情況進(jìn)行了解，收集各種工程數(shù)據(jù)，對(duì)工程的整體情況進(jìn)行估算和規(guī)劃，然后根據(jù)自身的技術(shù)和能力相對(duì)比，得出其中的利害關(guān)系。這其中牽扯到大量的數(shù)據(jù)信息內(nèi)容和應(yīng)用技術(shù)內(nèi)容，如果僅僅是使用傳統(tǒng)的工程清單方式，不但結(jié)算速度慢，結(jié)算不清晰，還需要額外進(jìn)行規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。擁有BIM 技術(shù)，工程師可以將類似的工程和當(dāng)前工程規(guī)劃數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比，從而得出一個(gè)比較有效可靠的估算結(jié)果，為后續(xù)的決策工作提供參考[2]。

2.3 開展工程建設(shè)的模擬

將BIM 技術(shù)運(yùn)用到軌道交通的項(xiàng)目建設(shè)期間，此時(shí)項(xiàng)目施工人員可以應(yīng)用BIM 軟件，在軟件里模擬整個(gè)施工作業(yè)場景。將軟件內(nèi)部的模型和功能與進(jìn)度計(jì)劃相結(jié)合，來對(duì)進(jìn)度計(jì)劃進(jìn)行優(yōu)化及構(gòu)建實(shí)際的工程施工模型，在軟件內(nèi)部實(shí)現(xiàn)施工的模擬動(dòng)態(tài)化顯示。此時(shí)，工程人員可對(duì)各個(gè)施工作業(yè)進(jìn)度和施工作業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控。在開展工程建設(shè)的模擬當(dāng)中，組織工程技術(shù)人員對(duì)軟件內(nèi)部的模擬日期、狀態(tài)和工程建設(shè)進(jìn)度等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和設(shè)置。從整個(gè)工程建設(shè)的施工環(huán)節(jié)中，選出若干工程施工環(huán)節(jié)開展模擬，可以直觀形象地了解到施工現(xiàn)場各個(gè)施工狀態(tài)信息。

3 城市軌道交通BIM 技術(shù)研究的發(fā)展趨勢分析

3.1 面向全生命周期一體化協(xié)同管理及平臺(tái)

城市軌道交通建設(shè)是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，周期跨度長，信息、數(shù)據(jù)、資源的貫穿式協(xié)調(diào)和管理一直困擾著管理者、研究者及工程人員。在采用BIM 技術(shù)對(duì)模型進(jìn)行統(tǒng)一表達(dá)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員試圖基于BIM 打通設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維全生命周期各階段，使參與者能夠在三維模型的基礎(chǔ)上開展管理和協(xié)調(diào)工作。采用先進(jìn)的BIM表達(dá)、規(guī)范的模型管理、基于流程的過程管控與優(yōu)化、多資源協(xié)同與優(yōu)化、多源數(shù)據(jù)一致性表達(dá)、全生命周期數(shù)據(jù)協(xié)同與高效管理等，都是目前的發(fā)展趨勢[3]。

3.2 面向智能建設(shè)和運(yùn)維的BIM 規(guī)范性設(shè)計(jì)

所有建設(shè)與運(yùn)維的依據(jù)來自于前端的設(shè)計(jì)。雖然設(shè)計(jì)階段有詳細(xì)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范作為指導(dǎo)，但城市軌道交通工程的設(shè)計(jì)涉及到多專業(yè)的協(xié)調(diào)，尤其在施工圖設(shè)計(jì)階段。因此，基于建設(shè)與運(yùn)維的并行設(shè)計(jì)將逐漸應(yīng)用到城市軌道交通工程設(shè)計(jì)中，深化設(shè)計(jì)就是典型案例。目前的深化設(shè)計(jì)思路與并行工程設(shè)計(jì)有明顯的概念理解誤區(qū)，初步設(shè)計(jì)與深化設(shè)計(jì)脫節(jié)，BIM 起到整合初步設(shè)計(jì)的目的，但并沒有覆蓋到設(shè)計(jì)的最前端。將來的發(fā)展趨勢是如何在設(shè)計(jì)前端，基于并行工程理念逐漸形成規(guī)范性BIM，以便通過數(shù)據(jù)貫通和規(guī)范管理等方式驅(qū)動(dòng)建設(shè)和運(yùn)維，從而降低管理成本，走向智能建設(shè)和運(yùn)維。

4 結(jié)語

在軌道交通工程設(shè)計(jì)工作中深入融合BIM 模型技術(shù)性，發(fā)揮BIM 技術(shù)的特有優(yōu)勢，進(jìn)而提升整體軌道交通工程設(shè)計(jì)的質(zhì)量。同時(shí)，BIM 技術(shù)可提升設(shè)計(jì)人員的專業(yè)水平和技能，公司應(yīng)該為設(shè)計(jì)人員組織BIM 技術(shù)學(xué)習(xí)活動(dòng)，開展技術(shù)專題講座等形式，提升設(shè)計(jì)人員對(duì)BIM 技術(shù)的關(guān)注度，以進(jìn)一步提升整體的市政軌道交通工程設(shè)計(jì)和建設(shè)水平。