BIM技術(shù)在城市軌道交通工程供電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

時(shí)悅

（湖北省電力裝備有限公司，湖北 武漢 430000）

伴隨著我國城市現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，大量人口涌入城市，為城市的交通運(yùn)輸帶來了極大負(fù)擔(dān)，隨之而來的是環(huán)境污染、能源危機(jī)等一系列連鎖影響，所以大力發(fā)展利用清潔能源的軌道交通已經(jīng)成為各大城市改善交通狀況的首要選擇。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國正有幾十座城市正在大力建設(shè)軌道交通工程，但是，由于地鐵項(xiàng)目大多具有建設(shè)時(shí)間長、投入資金大、牽涉范圍廣等特點(diǎn)，同時(shí)受到施工空間和施工周期限制，在施工、運(yùn)營和管理方面都存在著一些不可控因素，很容易造成工程延期，甚至造成安全事故。如何在保證工期與施工質(zhì)量的前提下采取有效手段，對(duì)地鐵的整個(gè)施工流程以及運(yùn)營維護(hù)進(jìn)行高效調(diào)節(jié)？這是科研人員在很長時(shí)間內(nèi)的研究方向，現(xiàn)如今BIM技術(shù)為解決這個(gè)難題提供了可能。

1 BIM技術(shù)概述

BIM是建筑信息模型Building Information Modeling的英文縮寫，是以建立建筑物的三維立體模型為載體，做到建筑設(shè)計(jì)、施工、管理的有效銜接，同時(shí)協(xié)調(diào)不同工種的工作。三維立體模型具有一定的直觀性以及模擬性，可以將建筑物的所有技術(shù)參數(shù)以空間立體模型的方式呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)中，然后通過操作計(jì)算機(jī)，對(duì)模型內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改與更換，這樣在模型中就匯集了建筑物的所有信息，從而形成了一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫。BIM技術(shù)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)的建筑行業(yè)有著廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了建筑行業(yè)的飛躍發(fā)展。與此同時(shí)，科研人員針對(duì)BIM的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，提出將BIM技術(shù)應(yīng)用于城市的軌道交通工程中，從而使得BIM技術(shù)有著更加廣泛的應(yīng)用空間，為人類的社會(huì)發(fā)展做出了更為突出的貢獻(xiàn)。BIM技術(shù)應(yīng)用在城市軌道交通工程中尚屬于探索階段，沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)可以遵循，仍需要科研人員的不斷鉆研，促進(jìn)BIM技術(shù)與城市軌道交通的完美融合。

2 BIM技術(shù)在城市軌道交通工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

現(xiàn)如今，BIM技術(shù)已經(jīng)成為建筑行業(yè)最可靠的技術(shù)保障，為建筑行業(yè)的設(shè)計(jì)、施工、管理都帶來了全新的發(fā)展機(jī)遇。我國大多數(shù)的建筑設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及房地產(chǎn)開發(fā)公司，都成立了自己的BIM技術(shù)設(shè)計(jì)小組，從而有效保證我國建筑行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。BIM技術(shù)為建筑行業(yè)提供了更多的智能程序，其使用范圍擴(kuò)展到更多領(lǐng)域，例如進(jìn)度安排、工程造價(jià)等，這也為BIM技術(shù)服務(wù)于建筑工程的管理工作提供了可能。

雖然BIM技術(shù)在我國的建筑領(lǐng)域已經(jīng)有了十分廣泛的應(yīng)用，但是應(yīng)用層面大多停留在民用建筑設(shè)計(jì)上，BIM技術(shù)是在最近幾年內(nèi)才被引入城市軌道交通的設(shè)計(jì)中，在我國尚處于起步階段。BIM技術(shù)應(yīng)用于地鐵工程中，主要是對(duì)軌道交通的電纜敷設(shè)及安裝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、車站以及周邊環(huán)境進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)，并對(duì)管線的碰撞進(jìn)行綜合檢測(cè)。結(jié)合BIM技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，在未來的一段時(shí)間內(nèi)，BIM技術(shù)將參與到軌道交通工程的前期設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營等各個(gè)階段，充分發(fā)揮出技術(shù)的最大價(jià)值。

3 BIM技術(shù)在城市軌道交通工程中的應(yīng)用

3.1 BIM技術(shù)在電纜敷設(shè)及安裝中的應(yīng)用

在城市軌道交通的供電系統(tǒng)中，電纜是連接供配電設(shè)備的重要紐帶，相當(dāng)于人類身體中的血管，在供電系統(tǒng)中占有十分重要的地位。在供電系統(tǒng)中，電纜可以分為一次電纜和二次電纜，在同一個(gè)變電所內(nèi)，覆蓋多達(dá)5種一次電纜種類，數(shù)量可達(dá)100余根，覆蓋多達(dá)5種二次電纜種類，數(shù)量可達(dá)80余根。在空間有限的變電所內(nèi)，眾多線路交錯(cuò)復(fù)雜，在一定程度上會(huì)影響供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，如果在電纜敷設(shè)及安裝的過程中應(yīng)用BIM技術(shù)，將可以完美地解決這一問題。

首先將所需要的數(shù)據(jù)參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)，建立現(xiàn)場(chǎng)的三維模型，在直觀動(dòng)態(tài)的三維模型演示下，對(duì)各種線纜進(jìn)行模擬敷設(shè)及安裝，從而找到最佳的敷設(shè)方案，確保電纜運(yùn)行的安全性與可靠性，并可通過模型的演示，及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜敷設(shè)安裝中存在的問題，通過修改數(shù)據(jù)參數(shù)，及時(shí)優(yōu)化敷設(shè)方案。

在整個(gè)電纜敷設(shè)及安裝中，BIM的應(yīng)用流程應(yīng)該是：BIM模型設(shè)置→優(yōu)化模型布局→BIM測(cè)試→模擬電纜敷設(shè)→模擬布置支架→統(tǒng)計(jì)電纜以及支架的用量→模型確認(rèn)→現(xiàn)場(chǎng)施工。利用BIM技術(shù)，對(duì)軌道交通供電系統(tǒng)中的電纜走向、順序、支架位置等都做出了十分完善的模擬方案，并對(duì)一些敷設(shè)難點(diǎn)進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)，保證了現(xiàn)場(chǎng)施工的準(zhǔn)確性與可靠性，這也在一定程度上降低了電纜的敷設(shè)成本。

3.2 BIM技術(shù)在軌道交通疏散平臺(tái)的應(yīng)用

疏散平臺(tái)是軌道交通所必須配置的逃生通道，可以在地鐵發(fā)生故障時(shí)及時(shí)解救被困人員，同時(shí)也可在一定程度上維護(hù)地鐵的運(yùn)營安全與使用壽命。

如果供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，或者是地鐵站、地鐵隧道、地鐵列車發(fā)生恐怖襲擊或是火災(zāi)等情況，將會(huì)造成大規(guī)模的死傷事件，此時(shí)，就需要疏散平臺(tái)發(fā)揮出重大作用，及時(shí)為被困人員打開一條安全通道。由于疏散平臺(tái)的重要作用，就必須保證疏散平臺(tái)具有可靠性高、使用壽命長、損耗低、故障率低等特點(diǎn)，同時(shí)，因?yàn)槭枭⑵脚_(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要利用大型維修設(shè)備，安裝簡(jiǎn)單易于維護(hù)，所以在施工中所要解決的主要技術(shù)難題，就是疏散平臺(tái)的沿線路是否存在侵入界限的地方。這也就說明了對(duì)疏散平臺(tái)的測(cè)量是整個(gè)工序的核心，此時(shí)，可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢測(cè)，將BIM的測(cè)量功能充分應(yīng)用到疏散平臺(tái)的設(shè)計(jì)過程中，這也是對(duì)BIM技術(shù)的一次創(chuàng)新研究，其應(yīng)用流程應(yīng)該是：BIM技術(shù)測(cè)量→優(yōu)化平臺(tái)寬度→模擬安裝→優(yōu)化安裝方案→輸送平臺(tái)構(gòu)件工廠化預(yù)制→指導(dǎo)安裝→界限檢測(cè)。

BIM技術(shù)可以對(duì)整個(gè)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行四維模擬，如此在早期的設(shè)計(jì)階段就可發(fā)現(xiàn)在后期的施工過程中所存在的問題，然后針對(duì)問題進(jìn)行優(yōu)化處理，從而確保后期施工的順利進(jìn)行。利用BIM技術(shù)所建立的空間模型，不僅可以作為后期施工的實(shí)際指導(dǎo)，也可以以此為依據(jù)，不斷優(yōu)化施工人員配置、施工方案以及施工材料，從而降低項(xiàng)目的支出成本，實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。BIM技術(shù)應(yīng)用在地鐵疏散平臺(tái)中，有效解決了疏散平臺(tái)與環(huán)網(wǎng)支架的碰撞難題，完善了早期設(shè)計(jì)中存在的不足，合理解決了曲線地段平臺(tái)支架會(huì)侵入界限的問題，并對(duì)環(huán)網(wǎng)專業(yè)與疏散平臺(tái)支架的合理性安裝進(jìn)行了優(yōu)化，解決了其他專業(yè)的碰撞之處，從而有效確保了施工工期，提高了施工效率。

由此可見，BIM技術(shù)應(yīng)用在地鐵的疏散平臺(tái)中，可以實(shí)現(xiàn)施工單位的高質(zhì)量、高效率，這也必將推動(dòng)我國城市軌道交通業(yè)的快速發(fā)展。

3.3 BIM可視化技術(shù)在研究施工工藝工法中的應(yīng)用

利用BIM技術(shù)的建模功能，對(duì)地鐵的工藝工法進(jìn)行可視化研究，這也是BIM技術(shù)應(yīng)用在城市軌道交通中的主要研究方向之一。在整個(gè)工程的設(shè)計(jì)之初，就需要利用BIM技術(shù)對(duì)整個(gè)工程建立空間模型，對(duì)各種施工方案進(jìn)行仿真模擬，并利用影像、圖形等直觀方式將所有的施工細(xì)節(jié)完整的呈現(xiàn)出來，在施工現(xiàn)場(chǎng)也可利用手持電子設(shè)備，利用BIM的可視化技術(shù)對(duì)地鐵施工的工藝工法進(jìn)行無死角的仿真指導(dǎo)，從而確保整個(gè)施工環(huán)節(jié)都可以以非常直觀的技術(shù)指導(dǎo)進(jìn)行可靠施工。

BIM的可視化技術(shù)是在建立空間模型的基礎(chǔ)上，對(duì)建筑進(jìn)行虛擬施工，從而實(shí)現(xiàn)施工環(huán)節(jié)的可視化和數(shù)據(jù)集成的可視化。BIM模型可視化是以設(shè)備所需要的數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，所以為了有效確保數(shù)據(jù)的集成性，在BIM建模前就要準(zhǔn)確收集所有的設(shè)備數(shù)據(jù)信息，建立數(shù)據(jù)庫。在BIM建模時(shí)，相關(guān)數(shù)據(jù)就會(huì)輸入模型內(nèi)，作為模型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，現(xiàn)如今數(shù)據(jù)庫已經(jīng)建立了以設(shè)備數(shù)據(jù)信息和二維碼信息相結(jié)合的信息數(shù)據(jù)庫。利用BIM技術(shù)將二維碼技術(shù)應(yīng)用到軌道交通的工作流程中，不僅可以有效提升工作效率，同時(shí)，也可以將一些施工重難點(diǎn)簡(jiǎn)化成更易掌握的常規(guī)性施工內(nèi)容。

利用BIM的可視化技術(shù)，對(duì)地鐵施工過程中所涉及的工藝工法進(jìn)行研究，不僅可以提高員工的實(shí)踐技能，也可在一定程度上確保地鐵施工工藝的細(xì)節(jié)化，從而促進(jìn)地鐵項(xiàng)目施工流程更加標(biāo)準(zhǔn)化，這不僅可以提高項(xiàng)目的施工效率、提高施工工藝精度，對(duì)提高企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力也有著極為重要的意義。

4 結(jié)語

綜上所述，通過上述實(shí)例可知，BIM技術(shù)在城市軌道交通中有著十分廣泛的應(yīng)用。適用于軌道線纜的敷設(shè)及安裝、疏散平臺(tái)的碰撞設(shè)計(jì)、地鐵施工技術(shù)工藝的可視化研究等，對(duì)提高城市軌道交通的施工效率、優(yōu)化施工方案、合理配置施工資源都有著極為重要的作用。與此同時(shí)，利用BIM技術(shù)對(duì)施工項(xiàng)目進(jìn)行管理，可有效降低在施工環(huán)節(jié)中存在的安全隱患、減少返工率，同時(shí)，也可加強(qiáng)施工部門之間的有效溝通，這將為城市軌道交通的快速發(fā)展提供了更便利的條件。在未來一段時(shí)期內(nèi)，BIM技術(shù)在城市軌道交通施工過程中將有更廣闊的發(fā)展空間，對(duì)改變我國的交通環(huán)境有著極為重要的意義。