城市轨道交通工程设计中BIM技术的应用策略分析潘国龙--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

城市轨道交通工程设计中BIM技术的应用策略分析潘国龙

发表时间：2020/10/26 来源：《基层建设》2020年第19期作者：潘国龙

[导读] 摘要：城市轨道交通承担着着城市内和城际间的经济贸易往来、城市居民的交通出行等重要作用，其安全性、质量和使用寿命与城市居民的日常生活、城市形象等息息相关[1]。

        深圳市地铁集团运营总部客运三分公司广东省深圳市 518000
        摘要：城市轨道交通承担着着城市内和城际间的经济贸易往来、城市居民的交通出行等重要作用，其安全性、质量和使用寿命与城市居民的日常生活、城市形象等息息相关[1]。随着科学技术的进步发展，对于轨道工程建造要求的不断提高，建造工期的逐渐缩短，导致如今的轨道交通工程建设成为了结合多门学科的严格复杂工程。BIM技术在轨道交通建设中的运用，能够为工程项目的安全性和施工进度提供有效保证。
        关键词：城市轨道交通；工程设计；BIM技术；应用策略
        1城市轨道交通工程项目的特征
        第一，是相关部门投资的公共服务类工程项目，是为落实自身职责而为广大民众提供的有偿或无偿的公共产品；第二，城市轨道交通工程项目的参与方众多，较为复杂，并且业主、监理、材料供应商、总包商等变化频繁；第三，项目所需投资额巨大，涉及的利益方较多；第四，项目投资收益周期非常长，要求进行工程使用时体现出投资效益；第五，项目影响范围较大，易受到外部不同环境因素的影响；第六，随着建筑行业与建筑市场的快速发展，城市轨道交通工程项目的建设规模、影响力逐渐变大，复杂程度不断提升，管理模式表现出精细化特征。
        2BIM技术在轨道交通中的应用价值
        在前期规划阶段，需要完成轨道交通建设的基本准备，从轨道交通的概念提出到具体设计环节进行论证分析，落实城市交通路线布局以及整体规划。城市轨道交通整体线网的规划需要考虑自然、经济和社会因素，线网中每条线路都要在符合整体线网的施工路线布局的基础上，根据施工线路周围的具体人口、经济状况、出行需求进行适当的调整。这样的规划需要建立在大量详实可靠的资料的分析基础上的，并会涉及到城市中的各政府部门之间的沟通决策。因此可以引入BIM+GIS的构建思路建立城市轨道交通数字模型，在模型中纳入城市的各项基本信息。通过构建出的城市模型对地质、人口密集度、出行需求等信息进行数据分析，准确规划城市交通线网，并根据信息变化做出适当的修整优化。
        在设计阶段，BIM技术也发挥着重要作用。BIM可以搭建模型还原轨道交通工程，解决轨道交通工程中空间复杂、系统管线众多的难点，保证设计的精准度；由于轨道交通建设中涉及的专业过多，可以利用BIM模型与各专业人士进行交流，吸取建设运营的建议，优化设计方案；BIM技术中的构建属性信息可以对模拟出的轨道交通工程进行进一步细节优化设计。另一方面BIM在设计过程中可以对设计流程标准进行统一，提高设计企业的轨道交通设计效率和质量。
        轨道交通的施工阶段具有周期长、协调工作量大、设计专业多等复杂特点。在施工准备时可以利用BIM模型对工程建设人员进行技术交底，加深各个参与方对工程设计的理解，提前对可能发生的工程问题进行模拟和解决方案设计，提高实际建设工程的效率。通过BIM模型对轨道交通施工中的复杂工序进行模拟排布，减少在复杂空间施工现场进行不必要的拆除改建操作，节约时间和材料资源成本。各参与方也可以通过根据现场情况不断调整的BIM模型实时观测施工进度，并据此作出施工方案的优化调整。另一方面BIM模型整合了时间、成本因素，可以根据需求随时调整工程施工进度，将预算信息在模型中进行计算分解，制定合理采购计划，有利于施工企业进行直接的成本和进度管控。
        3城市轨道交通工程设计中BIM技术的应用策略
        3.1在前期规划中的作用
        将BIM技术应用于城市轨道交通的前期规划阶段，不仅可以对项目的可行性进行分析，还可以建造出城市交通三维模型。该模型不仅包括特殊建造物、管线地形、道桥情况、地址条件等固有特性，还可以包括人文经济、社会科学、技术研究以及自然科学等各方面的资料与信息，例如可以将车流的出行分布、城市的经济结构以及人口的密度组成等融合于三维模型中。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

有了这些信息的支持，能够为轨道线网的平均运距、日换乘量、日客运量以及线网规模等进行计算与分析。
        3.2可视化设计
        在方案的初步设计阶段，采用BIM技术建造车站的三维实体模型，能够帮助工作人员立足全局掌握周围建构筑物、周边地上与地下的管线、道路以及地形等，帮助设计者直观、快速地推敲车站的附属体以及建筑主体量，除此之外还可以与车站一体化开发的造型与范围等对其功能与布局进行剖析。在项目的不断推进过程中，通过BIM技术可以对多个设计方案进行探索，其中不仅可以对详细的工程设计进行设计，还可以设计概念上的方案。BIM技术的设计选项允许建筑师仅利用一个模型就对多个备选方案进行开发与研究[2]。
        3.3优化设计
        设计不可能一次性到位，设计过程中时常需要反复进行修改与优化。传统平面设计时，当业主方提出任何意见或者受到各种主客观因素的影响时而需要对设计进行变更时，设计人员就不得不对大量图纸中的相关信息进行手动修改，不仅大量消耗了设计人员的时间与经历，各相关单位信息不匹配的现象还比较容易出现，假如优化设计的问题在施工阶段才被提出，那就非常容易出现浪费资源、返工、设计变更等问题。
        BIM技术的可靠性以及直观可视化特点，允许设计单位与业主方充分利用BIM模型来进行交流沟通，及时发现设计存在的问题，对方案进行优化以及论证，这使得BIM技术的价值得到了充分的发挥。BIM模型中，图纸属于视图类型之一。BIM模型允许设计者结合自己需要创建的图纸类型，来将三维视图、立面、剖面以及平面等各种模型界面直接添加到视图中。BIM模型基于特定逻辑关系来生成其中的图元构件，设计文件中的各种模型构件以及图纸视图等图元相互关联，对任何一部分进行修改，修改都会自动完成，同时还会对其他与模型相关的全部子项造成影响进而引起关联变更。项目中的专业协同工作使得任何专业在任何地方、任何时刻做出的任何变动都能确保与其它专业的设计保持完整与协调，确保其改动处于最新状态。这使得设计人员的错误率得到了明显的降低，减少了重复劳动，也能够提高效率、减少资源浪费、降低成本。
        3.4协同设计
        BIM技术下的协同设计，指的是设备、结构以及建筑等各个专业工作于同一个工作平台下，集体共享设计的项目中心文件。各专业人员采用自己的BIM核心建模软件来建立其本专业的BIM模型，将自己的BIM模型与中心文件链接并同步，将修改或者新添加的信息自动添加到中心文件中。该中心文件就是建筑信息模型，所有专业能够通过建筑信息模型来对其他专业构件的信息以及布置等进行查看，这为信息共享提供了便利。
        设计单位在对方案进行设计、初步设计以及对施工图进行设计时，都可以对专业进行分类，例如结构工程、设备工程以及建筑工程等，结构专业中包括柱、板、梁；建筑专业包括门窗、屋顶、楼板以及墙柱；设备专业包括消防、电、暖、水等基本图元。这些图元组成具有较高复杂的体量，也被称为“族”，其与CAD中的“块”比较相似[3]。最后各个专业协同，将完整的BIM模型搭建完毕。
        4结束语
        BIM技术运用在城市轨道交通建设中，在确保工程信息精度的基础上实现信息的高度集成，促进各专业参与方的高效沟通信息传递，实现协同作业，提升工作效率。但要构建完善的轨道交通工程BIM体系，还需要更多研究进一步完善软件层面的数据传递共享，将BIM技术渗透于轨道施工的全阶段中，推动轨道交通业的工业化信息化发展。
        参考文献：
        [1]郭建民，李虎．城市轨道交通环线与城市建设的协同耦合发展[J]．城市轨道交通研究，2019，22（01）：14-16.
        [2]胡雷宇．BIM技术在我国的发展及应用前景[J]．智富时代，2019（3）.