BIM 在城市轨道交通工程的应用

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［摘要］在城市轨道交通的工程建设施工作业中，建设单位通常会使用各类先进的信息技术，开展项目的工程管理。其中BIM技术已经被广泛应用到社会的各个行业当中，在城市轨道交通的建设领域也不例外，BIM技术可大幅提高工程的设计效率，提高工程设计的精度，确保后期的工程建设可以顺利实施。通过应用BIM软件，构筑三维立体的虚拟模型，在软件内部对工程模型进行模拟，进而为工程的投资决策提供更多的信息支撑。

［关键词］BIM技术；城市轨道交通；工程施工

BIM技术是建筑的信息模型，该技术主要是在软件内部通过构建一个模拟的数字模型，对工程建设的各项数据进行分析研究，为工程投资方提供决策信息支持。随着近几年国内的城市轨道交通工程规模的扩增，各个城市都大力地开发建设地铁轨道基础设施。在轨道交通的建设当中，应用先进的BIM技术可以提高工程的设计质量，以及加强对工程施工的管理。在现代的城市轨道交通建设期间，BIM技术已经成为了工程建设中所推崇的信息化技术。

1BIM技术应用的现状分析

轨道交通工程的设计人员通过应用BIM软件，将设计的参数、数据传输到BIM软件系统内部，通过计算机的高效计算能力，进而在软件内部形成一个三维立体的建筑模型。随着当前国内科技的飞速发展，技术也在不断地更新迭代。最初设计人员是手工绘制图纸，然后在计算机内部开展软件设计工作，这时工程设计人员的设计工作效率有了较大幅度的提升。BIM技术已经被当前部分国内工程设计单位所应用，尤其是在开展大型项目的建设，应用BIM技术成为了设计人员的一项工作技能。但是国内还有部分设计单位对这项技术的重视程度不高，没有组建独立的BIM技术部门，随着国内未来工程设计技术不断的发展，BIM技术也会被普及到各个工程建设行业细分领域中[1]。

2BIM模型的设计机理研究

工程设计人员要相互配合来完成整体的轨道交通工程工程设计，尤其是给大型建筑物设计排水工程设施时，这种项目的工程量大，需要十几个甚至几十个设计人员才能完成。首先，设计人员在计算机内部要使用BIM的设计软件，各设计人员科学分工，避免出现重复工作的现象。同时，工程设计人员结合建筑师所建立的建筑模型，然后对这些施工单位所提供的各类施工方案在模型中开展模拟运算。并通过BIM软件估算未来建设工程量，应用BIM技术与传统的工程设计技术有较大差别，就是在于传统的设计工作得出来的工程，主要是依靠施工人员工作经验制订预算。而应用新型的BIM技术，则在软件内部的模型当中，快速制订预算，这时计算机得出来的预算结果相对更加精确科学。并且BIM技术能够将整个建筑物的三维立体图展现出来，这就方便了设计人员在3D立体图中发现排水工程设计不合理的部位，也就大幅降低了在建设工程中出现较大设计错误的问题[2]。

3BIM技术应用时的问题分析

尽管当前国内的BIM技术相比传统的设计技术有了很大提升，但是随着国内工程项目建设内容的复杂化，同时在排水工程设计当中也会存在部分问题。如工程设计所需要的参数过多，因而就增加了数据的修改难度。应用BIM技术时，该软件内部有一个数据库，能囊括工程设计的所有信息数据。因而，这些数据量较大，应用数据库会方便数据的查询。但是由于实际的工程数据量太多，划分比较细，如果发现某处数据有问题，然后再更改其他数据时，会带来较大的工作量。此外，BIM软件内部所建立的建筑模板以及数据库与国内的建筑管理体系有一定出入。最初BIM软件是由国外的公司开发的，这些软件内部的功能是基于国外的建筑设计标准来搭建的，因而，在国内工程设计企业应用BIM软件时，也会存在一些不合理之处[3]。

4应用特点

4.1三维立体模型。在BIM模型中可以将轨道交通工程的设计以立体的方式来展现，在设计画面中呈现三维结构，增强设计图纸的可视感（图1）。在市政轨道交通工程的设计图纸中，通过BIM的三维立体技术，而将整体的轨道交通工程结构更清晰详细地展现，使图纸使用者更加清晰地了解轨道交通工程结构中的每个参数。应用BIM的三维立体技术可方便有关人员全面地了解图纸，使施工作业人员更加深入地理解轨道交通工程设计图纸中的有关数据，运用三维立体技术，将抽象化的设计，转化成形象可视的画面，提升整体设计工作的效率和进度[4]。4.2模型信息。轨道交通工程设计工程中，需要将BIM模型中的每个数据进行关联，以方便后期图纸修改和查询设计参数。在查找时可直接输入参数的名称，进而了解到详细的设计信息，避免机械式地查找浪费工作人员的大量时间，同时BIM模型也能提高数据查询的精度和准确度[5]。在修改模型中的某个参数时，BIM模型中有自动修改功能，利用此功能可以实现设计图纸数据自动化修改，这样就给设计人员修改数据节省了大量工作，提高了工作效率。同时，避免因为人为修改而给设计图纸带来错误。4.3信息全面具体。BIM模型拥有强大的功能，在模型中包含多种的设计模块，同时也可以进行数据运算功能。模型为设计人员提供值得参考的设计数据，供其借鉴。同时，模型也可以为设计不合理之处进行提示和警示。模型中有强大的数据库功能，容纳海量的数据信息，为施工作业环节提供详细的数据信息服务。数据库为工程项目的施工工期、项目质量以及采用的施工技术提供数据参考。由此可见，BIM模型可以全面地为整体轨道交通工程设计过程提供丰富的数据信息，及时地解决设计中不合理的地方，提高设计工作的质量。

5BIM技术在轨道交通领域中的应用研究

当前BIM技术在轨道交通领域应用相对较少，工程建设单位在开展地铁施工时，可以将BIM技术运用到工程图纸设计环节中，实现在软件内部对地铁的各类管线进行优化布局，以及加强对地铁隧道内部各管线的检测。随着BIM技术的不断发展，未来在工程建设行业将有更多的应用。5.1应用于轨道交通工程的规划当中。在开展轨道交通的基础设施建设前期，规划人员应先制订整体的工程规划图纸。此时，规划人员可以应用BIM技术，在BIM软件内部构筑一个三维立体模型，显现出各个工程的构件。此时，在模型内部，可以将各类的施工地质条件、管线的布局和建筑物的其他构件等显示出来。因此，工程规划人员通过建立模型获得工程的建设数据，了解到实际的项目建设状况，为工程的后期开发建设提供更多的数据支持。在开展前期的项目规划阶段，要为设计人员构筑一个三维立体的模型虚拟图。然后，设计员可以在软件内部整体把控工程建设环境，如对轨道工程周边的地形轨道交通工程和内部的管线等有一定的了解后，才能确定建筑物内部的主体结构位置。再根据实际的项目建设范围，开展地铁路线的规划。在开展规划图的多种方案设计中，以便工程投资人员选择出最优项目建设方案，在软件内部构建的信息模型处于可视化的状态。工程建设单位可以在BIM软件内部根据模型开展技术的交流沟通，以便对技术方案进行优化。此时，BIM技术则是通过以信息数字化的方式构建信息模型。然而，在实际的工程轨道交通建设当中，内容比较庞杂，同时设计人员也要借助于计算机的3D绘图软件，设计出整个工程项目的工程图纸，以及应用绘图软件来协助BIM技术构筑一个3D的立体图形。5.2开展设计方案的协同工作。应用传统的轨道交通设计方式时，通常会设计一个二维图纸，且设计的各个工程图纸分布相对比较散乱，在协调方面有一定的困难。并且使用传统的设计方式，在实现工程设计数据的交换共享方面还存在一定的薄弱之处，不能够实现各个施工图纸的设计数据共享和工作的统一协调。在BIM软件技术内部开展协同工作，可在计算机平台上构建一个协同工作的管理系统。此时，工程设计人员将建筑物内部各个结构设计工作统一起来，然后不同工种的施工作业人员对设计图纸的部分内容进行深入探讨以及研究和修改构建的建筑模型。对建筑模型内部所产生的各类问题进行深度的研究分析，此外工程设计人员可以在软件内部对既定的模型进行评定。然后对模型进行分析以及对模型的各类参数进行探讨，就可以对设计出来的各类方案进行筛选，为工程项目建设投资方提供优质的项目设计方案。在轨道交通工程建设期间，涉及的专业工作较多，同时项目施工时间较短，采用原传统的平面施工图纸有很多缺陷，容易受到工程设计人员工作经验的影响以及思想理念制约。因此，会产生很多的工程建设问题，在后期开展轨道交通隧道挖掘的各类工程项目建设活动中，会产生一定的问题，需要工程建设人员花费很多时间去处理。因此，使用传统的二维设计图会有很多制约，不能达到既定的要求目标。因此，在轨道交通的设计图纸设计工作当中，需要应用BIM的先进技术，在软件内部开展各类工程的项目检测活动。因此，在未来通过构建三维的立体模型可帮助工程建设人员分析工程施工的各类问题，以在工程设计环节中对这些问题进行处理，减少后期由于各类施工问题而造成的工程返工，避免造成工程拖延的不良问题[6]。5.3开展工程建设的模拟。将BIM技术运用到轨道交通的项目建设期间，此时项目施工人员可以应用BIM软件，在软件里模拟整个施工作业场景。将软件内部的模型和功能与进度计划相结合，来对进度计划进行优化及构建实际的工程施工模型，在软件内部实现施工的模拟动态化显示。此时，工程人员可对各个施工作业进度和施工作业环节进行监控。在开展工程建设的模拟当中，组织工程技术人员对软件内部的模拟日期、状态和工程建设进度等相关参数进行调整和设置。从整个工程建设的施工环节中，选出若干工程施工环节开展模拟，可以直观形象地了解到施工现场各个施工状态信息。并且工程人员要在软件内部通过明确各个设备安装具体位置和工程建设的安装标准等，然后分析工程建设中存在的各类问题，并针对问题产生的原因制订相应的解决措施。其中，工程建设人员应用BIM的模型，开展仿真计算、仿真模拟，以制订出多种的工程建设方案，从中选择最合适、经济最优的建设方案。应用BIM模型可以实现在工程内部的三维立体化模拟，显示工程建设的各个环节，以此降低工程的建设难度以及提升工程项目建设质量。此外，应用BIM模型，还可以为工程建设，制订VR的资料，开展对工程技术人员的管理培训。

6结束语

在轨道交通工程设计工作中深入融合BIM模型技术性，发挥BIM技术的特有优势，进而提升整体轨道交通工程设计的质量。同时，BIM技术可提升设计人员的专业水平和技能，公司应该为设计人员组织BIM技术学习活动，开展技术专题讲座等形式，提升设计人员对BIM技术的关注度，以进一步提升整体的市政轨道交通工程设计和建设水平。

参考文献

[1]刘改静.浅析BIM技术在城市轨道交通中的应用[J].甘肃水利水电技术，2019（1）：49–52.

[2]王青飞.BIM技术在城市轨道交通设备系统中的应用研究[J].工程技术研究，2019（9）：40–41.

[3]李金龙，王欣南，刘东升，等.BIM技术在城市轨道交通工程设计中的研发与应用[J].低温建筑技术，2019（7）：45–46.

[4]陈文达.基于BIM技术的城市轨道交通项目施工监测与管理研究[J].隧道与轨道交通，2018（2）：78–79.

[5]傅湘萍，王西地.城市轨道交通BIM建模中坐标转换相关问题的探讨[J].天津建设科技，2019（S1）：89–90.

[6]白娇娇，吕希奎，孙培培.基于建筑信息模型（BIM）的城市轨道交通线路快速建模方法[J].城市轨道交通研究，2019（8）：170–173.

作者:王勇 单位:中铁十九局集团第七工程有限公司