刘红波
大连市市政设计研究院有限责任公司，辽宁省大连市
摘要：目前轨道交通工程建设如火如荼，正处于飞速发展时期。BIM技术是推动我国土建工程创新发展的重要技术手段，对轨道交通、铁路、轨道交通、市政等工程的技术进步和转型升级产生了巨大的影响。基于此，本篇文章对BIM技术在轨道交通工程设计中的运用进行研究，以供相关人士参考。
关键词：BIM技术;轨道交通工程设计;运用
引言
当前，国内轨道交通工程BIM技术阶段性应用主要以设计与施工阶段应用为主，少数企业开展了规划阶段和运维阶段的BIM技术应用。在轨道交通工程运营管理过程中，涉及人员管理、设备设施管理、客运组织管理、行车组织管理、演练管理、培训管理、应急事件处置等多个方面，以往采用规则列表、文字描述、数字列表等管理方式无法满足当前日益复杂的管理需要。通过应用BIM技术，可以直观、清晰地对接运营管理相关业务环节，辅助开展运营管理活动，有利于提高运营管理水平和服务质量。
一、BIM技术
BIM技术的中文名称是轨道交通信息模型，英语即为BuildingInformationModeling，是BIM的英文全称。它是使用数字化技术作为核心，通过输入工程各项目的参数，设定相关条件来对轨道交通物构造立体、直观的三维结构模型，再依据生成的模型对不同项目展开模拟，获得实际施工过程中的各种模拟结果。该技术可以为设计人员提供与真实情况一致的数字信息库，它不但囊括内部构件的具体参数信息，而且包括了构件以外事物实际状态的描述与表达。不同专业、不同部门可以利用BIM软件对同一个模型进行方案设计，所以它大大缩短了传统计算机技术所需要的沟通和协商时间，使工作人员利用轨道交通物的集成信息库，快速实现数据交流共享。
二、BIM技术的优势和应用特点
BIM技术的优势和应用特点具体体现在以下方面：（1）参数化。在应用BIM技术的过程中，根据参数化要点做好建模工作，确保各项信息衔接操作的有效性，在一次创建后可以进行重复使用，在某一过程遇到问题的情况下，只需要对部分内容进行修改，就能够做好智能化联动操作。（2）可视化。在工程运行过程中，BIM技术能够对全过程进行可视化操作，操作要点主要体现在轨道交通梁体内部结构、施工方案、具体施工技术等方面。（3）节省成本。BIM技术的有效应用，可以满足施工设计方案要求，在施工操作过程中准确控制成本，并建立完善的运算体系，估算所需成本，确保资源配置的合理性。（4）加快工程进度。BIM技术的应用根据施工方案要求，有效调整施工进度，确保项目进行的协调性。
三、BIM技术在轨道交通工程中的应用标准
从设计、施工两方面分别制定了应用标准。设计应用标准包含了规划设计、初步设计、施工图设计等时期的标准，从应用模式、人力资源配备、环境资源配备、BIM资源管理等方面规定了BIM设计资源建设，明确了设计项目实施策划编制方法和内容，规定了协同平台、内部协同、外部协同等多专业BIM协同工作，规范了准备、分析、检算、审核、优化等BIM设计行为，详细阐述了测绘、地质、线路、轨道、路基、轨道交通、隧道、站场等21个专业的BIM设计应用内容。施工应用标准界定了BIM应用模式、软件、硬件等环境资源，规定了应用策划的编制方法和内容，明确了土建、管线迁改、预制装配、机电、装饰装修、钢结构等方面的施工BIM应用内容，详细阐述了建设过程中的安全、质量、进度、成本、技术、物料等管理工作重点。
四、BIM技术在轨道交通工程设计中的运用
4.1可行性研究阶段的应用
在可行性研究阶段的设计工作中，设计人员需要深入分析实际情况，并进行合理设计，明确方案设计。在这一过程中，方案具有多样性，且需要投入很多的时间和精力。
方案设计对准确性要求比较高，这就需要引进BIM技术，通过BIM模型呈现不同方案，将其转变成断面图和立面图。
4.2道路结构设计问题
新建道路工程高度与已建道路的高度有一定偏差，挡土墙基础结构与道路工程之间的距离为0.5m，因此，在道路工程施工中，需采取有效的设计优化措施，保证通行安全。在道路工程建设中，挡土墙与车道设计碎石桩的距离有所不同，因此，碎石桩软基处理难度比较大，在该市政道路工程优化设计中，需采用有效的设计措施深化碎石桩排布形式。
4.3快速道路整体建模
PowerCivil软件模型的建立基于2D平面，设置各参数后，通过计算机算法形成3D模型。完成平纵横设计内容后，将道路设计横断面按照路线设计方案进行拉伸，可快速创建出道路整体3D模型。部分道路工程设计方案各横断面存在差异，需应用多个横断面模版，如城市道路断面包含公路断面、沥青路面和水泥路面等各类场景。PowerCivil软件可通过计算机运算，得出最佳过渡方案，并反映至道路整体模型中。
4.4方案设计优化
在轨道交通施工图设计优化过程中，设计人员应对施工图纸进行详细设计，针对附属结构、局部结构予以明确，为准确施工提供技术支持。同时，轨道交通设计与交安、机电等专业存在交叉，设计人员需要针对轨道交通和标志标牌、管线的相对位置进行核查，将构件进行重叠工作，提前优化方案。设计人员应用BIM技术，检索轨道交通设计工作中遇到的问题，严格按照标准要求进行审核，确保轨道交通设计的连续性，解决各项矛盾和冲突。
4.5进行基于BIM技术的运营场景模拟仿真
以BIM的运营安全管理为例，通常包括应急事件管理、性能化分析等几个部分。其中，在应急事件管理过程中，根据应急事件类别，设置不同的数值。以火灾应急场景为例，基于建筑布局及通风模式、防排烟模式、屏蔽门开启方式对火灾应急事件发生时延期扩散效果产生影响，为确定火灾发生时轨道交通内部防排烟系统具有足量的排烟排热功效，可以依据前期BIM建模软件构建的建筑信息模型，并通过专业仿真软件（如消防模拟软件Pyrosim），将数字模型转化为轨道交通火灾模拟模型，研究轨道交通火灾事故发生时不同火源位置下、屏蔽门开启方式、通风模式对烟气控制效果，进而确定轨道交通设备损害最小、人员安全逃生概率最大、恢复运行最快及安全疏散时间最短的方案。借鉴国内外相关资料可知，轨道交通发生火灾事故时多数乘客是被因中毒、烟气熏倒、窒息而导致的受伤或死亡，因此，运营管理者可以利用BIM技术重点对轨道交通火灾烟气蔓延规律进行模拟，即设置站台主风机排烟、自然排风、站台主风机及隧道辅助风机组合排烟三种模式，分析屏蔽门打开一侧、全部打开、全部关闭下一氧化碳浓度、站台温度场、站台速度场及其对烟气的控制效果。
结束语
综上所述，BIM技术作为一种新兴起的计算机软件，它的应用是助力我国建筑行业高速发展的燃料。在工程建设中，传统的计算机技术并不能像BIM这样从方案的提出到工程竣工乃至业主查收全过程都可以得到使用的。它的出现证明了大数据时代信息技术的必要性和优势，实现了数据的传输与共享，有效地为设计人员发现并避除一切不恰当的因素，为承包商、建设单位等带来最大的经济利益。
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