关于BIM技术助力综合交通枢纽运营管理的研究

1 现阶段综合交通枢纽运营管理存在的主要问题

目前，全国各地的综合交通枢纽建设正如火如荼地开展。现阶段，综合交通枢纽的运营管理尚存在较多的问题和难点，具体而言，主要包括以下几个方面：

1.1 综合交通枢纽的利益相关主体较多，管理界面复杂

综合交通枢纽通常以社会公益性为主要属性，多由各级政府部门作为投资主体；同时，一些综合交通枢纽也会引入创新型的投融资模式，诸如TOT（转让经营权模式）、BOT（建设经营转交模式）、PPP（引入社会资本模式）等，这些综合交通枢纽的利益相关主体，除了各级政府部门（诸如：发改、交委、环境、规划、建设、公安、卫生等），还包括相关企事业单位（诸如：国铁、城际、地铁、民航、公交、长途、旅游、出租、轮渡、开发商、租户等），管理界面十分复杂，划分难度很大。

1.2 综合交通枢纽集众多交通方式于一体，交通组织管理困难

综合交通枢纽通常包含多种交通方式，诸如：国铁、城际、地铁、民航、公交、长途、旅游、出租、轮渡、磁悬浮等，涉及多类型的客流、车流、货流等，同时，还需要考虑节假日高峰、突发事件等的负面影响，交通组织管理工作十分困难。

1.3 综合交通枢纽客流量、车流量巨大，存在较大的安全隐患及突发事件应急响应难度

综合交通枢纽通常需要承担多种交通方式所带来的客流、车流、货流集散压力，客流量巨大，尤其是节假日高峰，人、车、物高度聚集，对枢纽的安全及应急管理能力构成巨大的挑战。

1.4 综合交通枢纽的设备系统复杂，设施种类繁多，对运维管理的要求很高

综合交通枢纽的设备系统，通常包括：给排水及消防水系统、暖通空调系统、动力照明供电系统、通信信号系统、智能化系统、自动扶梯及电梯系统等，设备及管线种类繁多，路由复杂，需要综合考虑不同工况（正常工况、故障工况、灾害工况[1]）下的运行情况，运维管理难度很大。

1.5 综合交通枢纽运营管理工作介入时机较晚

目前，尚有部分枢纽在建设过程中，忽视运营管理工作的重要性，没有把运营管理工作前置，导致枢纽都快建设好了，运营部门才姗姗来迟，即使提出有利于运营的整改意见，也往往无能为力或不可承受。有些枢纽刚建好，就带着诸多“先天缺陷”，造成人力、物力的巨大浪费。

1.6 综合交通枢纽往往规模和管理范围较大，物业管理的难度大

综合交通枢纽往往体量巨大，规模动辄数十万平方米，需要管理的设施范围很广，对于物业管理（含环卫保洁、绿化、保安等）而言难度较大。

1.7 综合交通枢纽以公益性为主，如何通过合理的经营管理，实现枢纽的投融资平衡，困难重重

综合交通枢纽以社会公益性为主要属性，但通常也兼具部分经营属性。综合交通枢纽的资产通常可以分为不可经营性资产和可经营性资产，可经营性资产主要包括：可出租商铺、便民服务设施、可出租写字楼、可出租广告位、机动车停车位、可出租公共场地等。如何通过合理的经营管理，产生一定的经营性收益，以弥补综合交通枢纽的日常运营亏损，是综合交通枢纽运营主体必须考虑的难题。

1.8 如何改变传统的运营管理模式，突破传统的思维桎梏，引入创新的技术和方法，难度很高

传统的综合交通枢纽运营管理，往往通过大量的人力资源、低效的管理方式来实现，或者采用简单但成本高昂的外包方式来实现。如何引入新理念、新技术（诸如BIM、物联网、AI、大数据、云平台、视频监控等），通过创新的技术和方法，实现高效、低成本的枢纽运营管理，是枢纽运营管理主体亟需解决的关键问题。

1.9 具备综合交通枢纽运营管理能力和经验的复合型人才十分稀缺

综合交通枢纽运营管理所涉及的专业众多，涵盖了建筑、结构、机电、消防、智能化、装修、交通、经管、物管、安防等专业方向，具备相关管理能力和经验的复合型人才十分稀缺，也给综合交通枢纽运营管理工作的开展带来了现实的困难。

2 BIM的优势

BIM（Building Information Modeling建筑信息模型）的基本内涵是：利用精准的数字模型对项目进行设计、建造和运营的全生命周期高效管理的过程。

从BIM应用的角度，可把BIM的价值归纳为“BIM三字经”：“视”、“预”、“管”。

2.1 “视”

是指BIM的三维直观可视。在具体BIM应用的过程中，我们通常可以通过BIM漫游动画、BIM+GIS、BIM+VR、BIM+3D打印、720度全景、BIM施工模拟动画、电子沙盘、空气投屛、三维交底、三维验收等方式，充分发挥BIM“视”的优势。

2.2 “预”

是指预演、预测、预判，基于BIM模型提前发现问题、避免问题、解决问题。在具体BIM应用过程中，我们通常可以通过碰撞检测、多专业综合问题分析、方案比选、施工工艺模拟、施工进度模拟、BIM优化、VR预演等方式，充分发挥BIM“预”的优势，并可在此基础上提取相关信息，诸如二维图纸、工程量清单等。

2.3 “管”

是指管理、管控，管结果、控过程。BIM从本质上来说，是一个信息集成平台，在具体BIM应用过程中，我们通常可以通过基于BIM的协同管理平台，对招标、设计、施工（包括质量、成本、进度、安全、资料等的管理）、运营等多方面进行精细化管理，充分发挥BIM“管”的优势。

3 BIM技术如何助力综合交通枢纽运营管理

现阶段，综合交通枢纽运营管理存在上述诸多问题，使用传统的运管模式，是很难解决的。如何引入新理念、新技术，比如BIM技术，来助力综合交通枢纽运营管理工作，是行业内十分值得研究和探索的新领域。笔者结合自身的工作实践，得到一些经验和心得，现整理如下，旨在抛砖引玉，为行业同仁提供一个全新的视角和思路。

3.1 利用BIM技术进行以运营管理为导向的设计优化

有研究表明，设计阶段对工程项目总成本的影响占比约80%，设计的好坏也必然对综合交通枢纽的运营管理产生最直接的影响，这就要求，运营管理工作的介入时机应该前置到设计阶段，甚至前置到项目立项、选址、规划阶段，应在设计任务书中提前纳入运营需求。在具体的项目实践中，可以利用BIM技术进行以运营管理为导向的设计优化。

3.1.1 优化交通组织设计

对于综合交通枢纽而言，交通组织管理是运营管理工作的基础组成部分。如何在设计阶段，对交通组织设计进行优化，是设计工作的核心问题，也是运营管理前置所要优先解决的一个问题。优化交通组织设计，通常可以从交通流线优化、交通标识优化、车库停车模拟等多方面着手进行，而BIM在这几方面都可以发挥重要的作用。

3.1.1.1 交通流线优化

我们可以利用BIM“视”和“预”的优势，通过诸如VISSIM等交通仿真软件，对综合交通枢纽的客流、车流、货流进行可视化模拟，提前发现枢纽未来正式运营过程中可能会出现的问题，并通过交通流线优化提前避免诸如流线交叉、人货干扰、拥堵瓶颈等交通组织问题。

3.1.1.2 交通标识优化

对于综合交通枢纽，特别是大型综合交通枢纽，交通标识是进行科学交通组织管理的重要手段和工具。在具体运营实践中，常常会出现标志含义不明晰、设置位置不合理等问题，我们可以在BIM模型中，把交通标识按照设计定位构建出来，通过漫游动画或BIM+VR等方式，对于关键位置的交通标识进行场景模拟分析及优化，确保交通标识位置合理、视线醒目、美观大方。

3.1.1.3 车库停车模拟

综合交通枢纽通常具有公交功能或长途客运功能，内设大型客车停（蓄）车库，这些大型客车的长度可达到12米，对于车位的大小、柱网的间距以及车道的宽度，都有较高的设计要求。我们可以通过BIM大客车停车模拟动画，来提前预演大客车的停发车场景，并以此优化车位设置、车道宽度，乃至柱网尺寸。（图1）

图1 大客车停车模拟分析

3.1.2 优化安全及应急设计

综合交通枢纽运营管理工作中，安全及应急管理工作是重中之重，如何在设计阶段提前发现安全隐患及应急风险，并通过相关设计优化，避免和解决相关潜在的危险源、风险点，是运营管理工作前置，所要实现的重要目标。我们仍然可以通过发挥BIM技术“视”和“预”的优势，对枢纽的设计方案进行安全及应急设计优化。具体而言可以通过以下几种方式开展。

3.1.2.1 消防疏散流线优化

对于综合交通枢纽，由于规模较大，功能繁多，空间复杂，在火灾、暴恐等紧急突发事件情况下，需要对人流进行快速疏散，我们可以通过BIM技术，利用诸如Pathfinder等软件（人员疏散能力模拟软件，紧急疏散逃生评估系统）对疏散流线进行模拟[2]，用以提出优化的紧急疏散逃生设计方案。

3.1.2.2 防高空抛物、防坠落

综合交通枢纽通常存在中庭、地下开放式广场、天桥等垂直叠合空间，这些空间的临边设施，诸如栏杆、扶手、隔断、自动扶梯等的设计，往往存在高空坠物等安全隐患。另外，出入口上方是否设置防坠落雨棚，也是重要的安全设计措施。我们可以通过BIM漫游动画、BIM安全专项分析等方法，对相关临边设施、出入口等进行仿真模拟及设计优化，以减少或避免枢纽的安全隐患。

3.1.2.3 监控视线优化

综合交通枢纽往往设置了大量的监控摄像头，用以监控和保障枢纽的正常运行。但在具体运营实践中，却会出现摄像头位置不合理，出现监控死角等安全隐患问题。我们可以通过BIM漫游动画或视线模拟分析软件等，对枢纽的关键节点（如主要出入口、重要空间等），提前进行监控视线模拟分析，并提出优化方案。

3.1.3 优化枢纽的物理环境

很多综合交通枢纽都有“三星绿色建筑”的相关建设目标要求，枢纽的声、光、风、水、能耗等物理环境的好坏，与后期运营管理效果的好坏休戚相关。因此，在设计阶段，通过基于BIM的室内外灯光模拟分析、日照分析、能耗分析、通风分析、排烟分析、噪音分析等技术手段，优化枢纽的物理环境，将大大方便枢纽的运营管理工作，并降低运营管理成本。

3.1.4 优化可经营性资产的设计

综合交通枢纽内设的商铺、便民服务设施、车位、广告位、公共空间（如广场、中庭）等，是支撑枢纽良性运营的重要资产。在设计阶段，我们可以通过基于BIM的设计优化，增加商业面积；可以通过BIM+A（I人工智能）方式对地下车库进行优化，增加车位数量；也可以通过对广告位进行视线模拟，增加广告位的定位合理性、美观性及广告位数量。

3.1.5 优化园林景观设计

综合交通枢纽通常有大量的室外场地（广场、庭院等）及园林景观面积，其中除人员集散功能外，一般兼具旅客休憩娱乐功能；同时，大量小市政管线、管井会安排在绿化景观或场地的覆土范围之内。通过基于BIM的设计优化，可以完美解决市政管线与绿化景观的碰撞干涉问题，保障后期运维管理的顺利进行，同时确保枢纽绿化景观的美观程度，提升旅客体验。

3.2 利用BIM技术进行运营场景模拟

综合交通枢纽移交投入运营之后，通常会面临很多不同类型的运营场景。这些场景在真正运营时，由于运营单位的经验欠缺或准备不足，通常会暴露很多安全隐患或使用漏洞，BIM技术恰恰可以弥补这些问题。我们可以通过BIM漫游动画、BIM+VR/AR等技术手段，根据枢纽的安全及应急预案，提前模拟各种运营场景，并进行身临其境的预演和培训，大大降低运营培训的成本，以及对运营人员的素质要求。具体而言可以模拟以下运营场景：

3.2.1 消防安全演练模拟

根据相关法规及政府主管部门要求，综合交通枢纽一般会编制《公共安全及突发事件应急预案》，并根据预案组织消防安全演练，传统的方式是调配大量人力、物力资源，真刀真枪地进行演练，实际效果虽然也不错，但毕竟成本较高；我们可以通过BIM+VR/AR等技术，对火灾时的消防应急措施进行仿真模拟，相关人员只需要戴着VR眼镜，即可身临其境地体验火灾发生时的真实场景，接受相关消防知识培训[3]。

3.2.2 突发暴恐事件应急响应模拟

根据同样原理，我们也可以通过BIM+VR/AR的方式，根据枢纽《突发暴恐事件应急响应预案》，模拟该类事件发生的场景，对枢纽相关运营管理人员进行培训。

3.2.3 枢纽设备运行故障模拟

综合交通枢纽不同交通方式的运行时间不同、运行要求不同，对支撑其正常运行的设备系统也提出了更高的要求，通常我们需要考虑不同工况下，该如何应急处理。我们可以通过BIM+VR/AR方式，模拟设备系统在故障工况或灾害工况下，运营管理人员该如何进行应急处理的场景。

3.2.4 大客流场景人流模拟

仍然是基于BIM的可模拟性，我们还可以通过诸如Legion等行人仿真软件，对枢纽进行高峰客流行为模拟、高峰客流密度模拟，以保障在大客流场景下枢纽的交通组织，提前规避相关风险。

3.3 利用BIM技术辅助商业经营管理

BIM在市场营销方面也具备得天独厚的优势。我们可以对枢纽的可经营性资产（诸如商铺、办公、公寓、酒店、广告等）的精装效果进行高品质的仿真模拟，辅助枢纽运营管理部门的招商、招租、销售等商业经营工作，提高资产出租率或销售率。具体可以采用漫游动画、VR/AR、720度全景等BIM技术来实现。

3.4 基于BIM的智慧运营管理系统（平台）

综合交通枢纽运营管理工作内容繁多、界面复杂，涉及专业众多，十分需要构建集“信息化”“轻量化”“集成化”“智能化”“可视化”为一体的基于BIM的智慧运营管理系统，可极大提高枢纽运营管理效率、降低运营管理难度及成本。该系统由基于BIM的智慧运营管理平台及相关智能化软硬件系统构成。此平台以“图像识别技术、室内外定位技术、人工智能、架构技术、物联网、BIM+GIS”等底层技术为支撑，融合“视频监控系统、BAS系统、门禁系统、配电系统、消防系统、巡更系统、维修维保系统、人员定位系统、停车管理系统”等多种系统数据接口，采用大屏、电脑端、移动端、网页端多种方式开展枢纽运营管理工作。

4 具体实践及心得

综上所述，综合交通枢纽的运营管理工作十分复杂，迫切需要引入先进的BIM技术，并与其他技术相结合，诸如BIM+VR/AR、BIM+GIS、BIM+RFID、BIM+云平台、BIM+AI等，开拓性思考综合交通枢纽的运营管理方法，助力行业发展。笔者在广州白云（棠溪）站综合交通枢纽、广州金融城站交通枢纽、岳阳东站综合交通枢纽等具体项目实践中，做了一些有益的探索，成效显著。