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BIM技术在轨道交通工程设计中的应用分析孙新亮

发表时间：2020/10/27 来源：《基层建设》2020年第19期作者：孙新亮

[导读] 摘要：文章以轨道交通工程为研究对象，将BIM技术运用于轨道交通工程设计中，利用BIM技术自身优势和应用特点，对轨道交通工程各设计阶段进行不同类型和深度的研究与应用，对高质量、高效率、标准化轨道交通工程建设目标的实现奠定坚实的基础。

        山东格瑞特公路工程有限公司
        摘要：文章以轨道交通工程为研究对象，将BIM技术运用于轨道交通工程设计中，利用BIM技术自身优势和应用特点，对轨道交通工程各设计阶段进行不同类型和深度的研究与应用，对高质量、高效率、标准化轨道交通工程建设目标的实现奠定坚实的基础。最后结合BIM技术在轨道交通工程设计中应用现状的分析，提出未来BIM技术发展的思路和见解。
        关键词：轨道交通；建筑工程设计；BIM技术
        引言
        近年来，我国城市获得了巨大的发展，不仅城市的规模在扩大，城市车辆等也在显著的增加。不过在城市发展的过程中也出现了较多的问题，比如交通拥堵，城市道路运行不畅等等，这些问题的出现影响了城市的综合功能发挥，所以出于城市整体价值的考虑，需要对上述的问题进行有效的解决。就目前的分析研究来看，要解决城市交通拥堵以及道路运行不畅的问题，发展轨道交通十分的必要，一方面是轨道交通运输量大、通达性好、准点率高，另一方面是轨道交通的经济效益突出，安全性高。当然，轨道交通的有效发展需要实现规划设计的科学，因为轨道交通的具体质量和工程设计效果有显著的联系，所以在具体的设计中积极的利用先进的技术非常重要。BIM技术作为工程设计中可利用的重要技术，强调其在轨道交通设计中的应用，这于轨道交通工程的质量发展意义重大。
        1BIM概述
        BIM即建筑信息模型，其是建筑学、工程学及土木工程的新工具。建筑信息模型或建筑资讯模型一词由Autodesk所创的。它是来形容那些以三维图形为主、物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计。对BIM做深入分析，其核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象的状态信息。
        2BIM技术在轨道交通工程设计中的具体应用
        2.1前期规划
        就BIM技术的具体利用来看，其在轨道交通工程设计中的利用体现在前期的规划方面。就前期规划来看，其包括的内容是多方面的，比如轨道交通的线路、人流量、车站的规模大小以及车站间距等等，这些内容影响着轨道交通的实际运行效果，因此需要在前期规划的时候对相关的内容做具体的分析。基于城市轨道交通的可行性研究，利用BIM思想对城市轨道交通的人流量、轨道线网运距等进行计算和分析，并掌握地质、道桥、管线等具体资料，这样可以构建起具有完整性的城市道路交通三维模型。基于模型的具体情况对社会人口的流动性以及分布密度做具体的研究，由此可以更好的对城市的经济区域进行划分，轨道交通的线路选择，车站的布点以及规模大小等也会有更加准确的掌握。
        2.2协同设计
        轨道交通工程设计专业除了包含建筑、结构、水暖电等常规专业，还涉及通信信号、轨道、车辆等共三十多个专业种类，专业之间协同性要求高。BIM技术的数据承载和传递功能，使其建筑信息模型更是处于一个持续更新、丰富的过程，因此BIM技术有着强大的协同设计优势。通过在各工程主体之间搭建专线、构建服务器，可确保建筑工程信息的实时开放和资源共享。在促进工程各方主体之间及时就工程建筑施工情况进行沟通、协调，促使各方能够在同一模型中进行本专业工作的布设、信息查询，帮助管理者及时掌控工程施工进度，由此来解决传统轨道交通工程设计分散、协同性差、成果不集中等问题，促进完整BIM建筑模型的建立。

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        2.3可视化设计
        在方案初始阶段，采用BIM技术建造车站的三维实体模型，在三维总图体量中，利用GIS+倾斜摄影等技术帮助设计人员直观、快速推敲车站主体及出地面附属建筑体量与周边环境关系，为后续设计方案论证、分析、选择、确定提供参考依据。
        2.4仿真设计
        轨道交通线网发展日新月异，换乘站伴随地铁建设不断增多，某些换乘站、枢纽站出现极度拥堵状况。BIM通过与GIS技术进行结合，能够将其涉及地区各相关信息直接纳入轨道交通数字模型当中，通过模型直接显示出涉及地区的具体出行需求、人口密度、地质环境状况等，并在对轨道线路、运距、人流量等进行运算的同时，判定管线铺设的合理性，为最终交通网线铺设规划的确定提供重要参考依据。同时，由于地铁受限因素多，换乘线路及客流大小有差异，需要对具体线路及换乘客流进行定量的分析。
        2.5自动碰撞检测
        进行轨道交通工程设计，自动化碰撞检测也是非常重要的设计内容。就自动化碰撞检测来讲，其涉及的工作比较多，如果缺少三维立体的空间，区域管线等综合情况不能真实的反映，在设计中很容易出现碰撞失误。利用BIM技术对轨道交通运行区间内的各类管线分布情况做三维立体模型构建，这样，轨道交通运行实践和各线路的碰撞情况可以一目了然。基于立体空间反映的问题对具体碰撞进行检测，这会为最终的设计提供更可靠、更具体的设计参考，如此一来，自动碰撞检测的效率性、准确性会更加的显著。总之，在轨道交通的具体设计中，自动碰撞检测的设计意义显著，而BIM技术的利用为此设计提供了更全面的参考。
        3BIM技术在轨道交通工程设计中的应用现状及发展趋势
        工程建设蓬勃发展的同时，BIM技术在国内工程界也得到了积极地推动，在轨道交通工程方面，BIM技术可应用在重大交通基础设施项目规划、设计、建设、施工、运营、检测维护管理等全生命周期中，国家政策与各地政府相继出台政策予以支持，鼓励BIM推动。例如，深圳地铁统筹建立BIM技术应用综合平台，包含在建及建成线路车站模型及包含施工方、设计方、建设方等各方在内的显示平台，对全市BIM应用项目进行动态管控。BIM技术的优势在轨道交通工程建设中取得了显著的应用效果，为工程的设计工作提供了有效的辅助作用。但实际调查发现，大多数轨道交通工程对BIM技术的应用多处于初级阶段，受到了各方面现实因素的阻碍，主要包括以下几点：（1）目前国内多数BIM软件多从国外引进，在技术标准上，我国实际轨道交通工程设计存在较大差异，尚未统一；（2）软件交互性、兼容性不强，建模时难以对一些材质、材料作出准确定义，而且异形体量建模比较复杂；（3）人才体系匮乏，BIM技术对设计人员的综合素质提出了较高的要求，方案设计能力与BIM技术实践操作能力缺一不可。鉴于此，为推动BIM技术在我国轨道交通设计中的有效应用，在未来的工作中，需要不断强化高校、科研单位、政府管理部门等各方之间的沟通与交流，在相互配合、协同的效应下打破技术局限，共同致力于BIM技术的创新、功能的拓展、专业人才的培养工作。
        结语
        本文通过说明城市轨道交通工程项目的特征，阐述了BlM技术的概念与技术的特点，分析了BIM技术的研发成果情况，同时探讨了BIM技术在城市轨道交通工程中具体的研发与设计案例：某市地铁5号线影城BIM技术的运用成果分析、BIM应用标准与模板的合理制定、加大工具集的开发力度、做好区间隧道模型的建模工作。希望此次研究与分析的内容和结果，能够得到有关城市轨道交通工程设计工作人员的关注与重视，并且从中获取到相应的借鉴和帮助，以便增强BIM技术在城市轨道交通工程设计中研发与应用的实际效果，进而推动我国城市轨道交通工程设计事业的可持续发展与进步。
        参考文献：
        [1]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，2019，41（7）：126-129.
        [2]谭福军，程超宽.BIM技术在城市轨道交通工程中的应用分析[J].海峡科技与产业，2017（5）：143-144.