BI M技术在轨道交通工程中的应用探讨

郭云飞

（山东省公路桥梁检测中心有限公司，山东 东营257091）

1 引言

轨道交通作为城市建设的重要组成部分，对城市的交通发展有重要意义。轨道交通工程涉及范围广、周期长、工程量大、对周围环境影响大，在工程管理过程中积极应用BIM技术，可以有效规避轨道交通工程的不良影响，及时解决轨道交通工程中的问题，避免轨道交通工程的运行受到影响。不仅如此，BIM技术在一定程度上可以保障轨道交通工程建设的安全性，推进施工进度。

2 BI M技术介绍

BIM（Building Information Modeling）技术的载体为三维数字化技术，可以结合建筑工程项目，从建筑设计直到施工、竣工等阶段制定全过程生命周期管理体系，及时将与建筑项目有关的信息进行关联，实现全过程管理控制，促进不同企业与部门之间的协同工作，为工程项目提供信息库，方便工程项目管理，保证项目质量[1]。

3 BI M技术特征介绍

3.1 信息集成化

BIM技术在实际应用中，可以对数字信息进行统计与处理，以数字信息技术为基础，及时进行数据信息分析，随后对建筑物进行数字化模拟[2]，借助数字信息，分析项目模型的空间关系，进行最终的结构设计，并且对视觉信息进行科学表达，明确不同要素数据信息的变化，如项目中的管线等，由此建立更完善的三维模型数据库，为工程项目的结构优化提供可靠的数据依据。

3.2 系统传递性

BIM技术作为当前工程项目开展的重要技术支持，数据的关联性是其重要特征。工程项目往往数据基数大，数据之间存在明显的关联性，从项目数据的角度出发，若某项数据出现变化或者被修改，BIM技术可以根据数据变化对其他图元以及相关联数据进行修改和计算，从而省去人工处理图纸环节，避免了人因失误，为设计人员与管理人员提供了便利[3]，更在很大程度上为工程项目节约了人力资源消耗，减少了相关成本，同时提高了工作效率。

3.3 支持协同工作

将BIM技术应用到轨道交通工程中，还要关注其协同性特征。可以根据项目的具体情况创建监测、管理协调平台，方便项目各参建方进行实时沟通，对工程项目各个环节进行实时监管，继而取得理想的设计效果与施工质量。

4 BI M技术在轨道交通工程中的应用趋势

随着我国轨道交通工程不断发展创新，相关企业加大了对工程项目技术监督与管理的力度，逐渐在地铁车站可视化设计中引入BIM技术，并且将其应用逐渐延伸到管线敷设、设备安装等方面。近年来，相关人员对BIM技术在交通工程中的应用研究不断深入，使该技术在交通工程中的应用逐渐成熟，取得十分理想的成效，并开始应用在交通工程的其他方面，如前期设计、施工、运营等，对轨道交通工程建设起着至关重要作用。

5 轨道交通工程中BI M技术的具体应用

5.1 BI M技术在前期规划中的应用

轨道交通工程涉及范围广，工程周期长，在前期规划工作中应用BIM技术，可以从可行性研究角度出发，创建以城市轨道交通工程为中心的三维模型，模型中包括轨道交通工程中的所有元素，如地质条件、线路设计以及管线规划等。以线路设计为例，借助BIM三维模型，可以及时展示轨道交通工程周围的环境以及既有建筑等内容，帮助轨道交通工程顺利完成选线设计分析，同时合理布置站位。车站规划中，在BIM技术的协助下，可以完成线路总体布局，尤其是在虚拟现实技术的辅助下，可以结合地理信息系统的应用实现轨道交通工程的精准测量，确定车站的位置。从道路红线、轨道交通周围建筑以及施工范围等方面，BIM技术的应用可以帮助设计人员及时掌握规划实施可能存在的限制性因素，同时完善车站总体规划布局计划，及时确定车站埋深以及建设要求、规模等。

5.2 BI M技术在可视化设计中的应用

在轨道交通工程的设计环节，可视化设计是BIM技术的重要应用。BIM技术应用中，可以以可视化设计为基础及时创建轨道交通工程的信息模型，以三维模型协助轨道交通工程设计人员，对地形、地质以及周围环境等因素进行全面的掌握与分析，同时从功能性角度出发对轨道交通工程展开一体化设计。三维实体模型设计能够协助设计者全方面地进行方案设计，为城市轨道交通设计与施工提供了方便。三维模型从很多方面做到了可视化，使轨道交通工程设计具有直观性、可靠性、全面性的特点。

5.3 BI M技术在协同设计方面的应用

协同设计方面主要是在轨道交通工程设计单位中，以局域网为中心，通过BIM技术对轨道交通工程中数据信息的应用，搭配网络通信软件，打造更完善的通信系统，为轨道交通工程的运行、相关人员进行信息查阅、文件交换以及在平台上进行沟通交流等提供基础，尤其是管理与设计人员。BIM技术在协同设计中，以统一平台为载体，可以对项目内容、设备管理以及结构设计等方面全部进行统筹规划与管理，不仅真正做到资源共享，还可以在很多方面加快信息传播速度，实现实时交流，随时掌握轨道交通工程的设计情况。轨道交通工程中，不同专业的管理与工作人员可以根据BIM模型对项目文件进行实时查阅与优化，确保相关信息共享同步基础上，及时添加工程其他实时信息，与轨道交通工程项目具体情况无缝衔接，使管理人员、设计人员以及施工人员等实现整体协同管理与作业。利用BIM技术提供的3D模型，可以展开工程设计检讨，对轨道交通工程建筑间隔、水电环控组件、轨道设计规划、机电设施、结构构件等进行碰撞检查，并且及时生成轨道交通工程的相关辅助图。

5.4 BI M技术在优化设计中的应用

对于轨道交通工程设计，由于影响因素较多，在设计中应不断优化。传统的轨道交通设计调整主要以手工修改为主，不仅效率低，而且修改后方案的准确性与整体性等方面不够理想，甚至还会受到部分结构的影响而出现反复修改的现象。在设计优化中科学应用BIM技术可以加快修改速度与准确性，节省人力资源，缩短修改时间，减少修改精力，保证所有修改信息都能科学匹配。BIM技术创新了优化设计的模式，避免了传统优化设计中容易出现的问题，节省了工期，保证了设计的合理性。

图元构建是BIM模型的重要组成，所有构件之间存在明确的关联，在此基础上及时将图纸与三维视图模型进行有效连接，可以达到轨道交通工程设计的一致性以及构件的关联性。若设计优化期间发现问题，BIM系统会及时将问题反馈到设计部门，同时，在三维模型视图中加以呈现，为设计人员进行设计变更提供方便，从专业的角度提高对系统设计的协调性。由此可以降低设计方案的错误率、劳动强度和成本，提高工作效率。

5.5 BI M技术在碰撞检测中的应用

在轨道交通工程中设计中，可以应用BIM技术对机电专业展开碰撞检测。通过碰撞检测，可以及时了解轨道交通工程机电规划与管线敷设等方面的设计情况，并以三维视图效果的形式更直观地呈现检测结果，以此优化设计方案。特别是管线、结构洞口等时常会发生碰撞情况，加上空间关系错综复杂，通过自动碰撞检测的方式可以真正实现轨道交通规划“零碰撞”。

5.6 施工阶段BI M技术的应用

在施工阶段，BIM技术可以与无人机技术结合使用，打破施工过程中既有建筑以及交通等条件的限制，保证施工所有测算与勘察结果的准确性，并且可以节省工期。应用BIM技术还可以进行施工模拟，及时发现施工过程中容易出现的问题，并对施工方案的科学性与可行性进行验证，为施工组织工作的开展以及施工进度计划的制订奠定基础。应用BIM技术进行施工进度控制时，可以打破传统横道图与网络图的应用局限，将实际进度与进度计划进行对比分析，便于有针对性地采取措施调整进度计划。施工阶段的工程造价控制中也可以采用BIM技术，根据工程模型自动对工程量进行计算，贯彻落实全过程施工造价控制，提高工程造价管理质量。

5.7 轨道交通运维阶段BI M技术的应用

轨道交通工程运维阶段对其使用周期的控制至关重要，全生命周期管理中，运维阶段的工作非常重要。运维阶段，BIM技术首先可以应用在信息查询方面，BIM技术的可视化特点可以方便工作人员查询项目各阶段的工程数据，提高了工作效率。其次是资产管理方面，结合可视化、协同性以及参数化等功能，工作人员可以通过动态数据库。对日常检修以及故障解决、设备使用状态等及时掌握。再次是运维计划方面，在BIM技术的协助下，可采用跟踪管理的方式及时对运维历史数据进行科学分析，并迅速生成新的运维计划。最后是应急预案方面，在Legions、Viswalk软件的协助下，可以通过BIM三维可视化模型及时模拟运维演习，为运维工作的开展提供参考。

6 BI M技术在轨道交通工程中的应用对策

6.1 BI M计划以及团队建设

在轨道交通工程中应用BIM技术时，要注重打造专业的BIM团队，及时优化团队结构，细化管理层级，为团队结构的完善与BIM技术作用的发挥创造有利条件。BIM技术应用团队建设中，应确保每个单元项目团队的专业性，尤其是对信息技术的掌握，可以定期组织专业培训，培养团队正确的责任意识与团队意识。建立BIM技术团队后，应合理安排工作人员，使团队分工合作，在各专业工作人员的相互配合下完成项目处理工程，并且制订详细、科学的备选方案，以专业的BIM团队提高轨道交通工程施工与管理质量。

6.2 软件方面问题的解决

轨道交通工程施工中，BIM技术的应用需要成熟、稳定、安全的软件体系予以支撑，其中，常用软件为REVIT，但是，该软件隶属于美国公司，其在我国的应用，尤其是在轨道交通工程中的应用缺少本土化特色，导致在实际应用中需要面临一些软件兼容性等问题。另外，该系统应用中对所有标准要求都十分严格，尤其是计算机硬件方面，并且软件操作的便捷性不够，加上地域差异影响，数据库与我国建筑常用模型数据存在一些出入。因此，为了更好地发挥BIM技术在轨道交通工程中的作用，必须加大对软件的研究力度，为BIM技术应用提供更好的条件。

6.3 族库文件管理方面的分析

族库文件管理同样是BIM技术应用需要研究与深化的内容。目前的设计软件中，三维模型所有视图元素的加载都是以族文件为主，所有参数都由族文件提供。因此，族文件关系到BIM技术的操作与应用效果，若族文件内容丰富，则模型构建必然会得到更多元素的支持；若族文件内容较少，则模型构建必然会受到限制。在这种情况下，需要加大对族文件的管理力度，增加族文件内容，为三维模型的创建与其他BIM技术的应用创造有利条件。

7 结语

综上所述，对于轨道交通工程，BIM技术的应用可以提高设计阶段的工作效率，优化设计方案。虽然很多方面还处于探索研究阶段，但是已经从多个角度将轨道交通工程的管理认知局限打破。5G以及人工智能等技术为BIM技术在轨道交通工程中的应用提供了有利条件，未来，轨道交通工程中BIM技术的应用空间将越来越大。