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摘要:BIM技术的在轨道交通中的全面应用,带动了轨道交通的发展,但伴随BIM技术在城市轨道交通应用得不断深入,也逐渐凸显出一些问题,问题主要体现在技术应用和相关标准方面,文章主要对BIM技术在轨道交通工程设计中规划、施工、运维等是哪个方面进行应用介绍和标准阐述。
关键字:轨道交通;BIM技术;应用探讨
城市化进程得不断加快,带动了城市交通的发展,目前,我国已经进入了城市轨道交通飞速发展的时期,国内一线城市以及完成城市轨道交通网络建设,部分二线和三线城市以及积极启动轨道交通建设工程。根据2019年末的相关统计数据显示,截止到2019年5月,全国百万人口以上城市中,有超过30个开展轨道交通的相关工作。
城市轨道交通是一项庞大漫长的工程项目,在城市土木工程中工程量和集输需求位列首位。在工程项目的建设过程中存在较多的不可控因素,工程变更情况发生频繁,传统的信息处理模式不足以对轨道交通工程设计以及建设施工中海量信息规模进行妥善处理,因此普遍存在信息孤岛的现象,导致工程设计存在弊端施工管理也容易出现问题。BIM技术在一定程度上解决了因信息处理导致在工程设计阶段、施工阶段、运维阶段出现的问题。
1.现阶段BIM技术在城市轨道交通工程中存在的问题
(1)BIM技术是一种工程信息的处理技术,技术最终实施效果于信息获取规模和质量有直接的影响。轨道交通工程涉及技术领域极光,工程量庞大、参与人员部门种类庞杂。导致信息类型较多,管理复杂。工程信息很难新城完整的闭环结构,信息流失严重。
(2)轨道交通规模巨大,就目前我国轨道交通工程建设行业还没有形成统一的行业标准,信息集成阻力较大。
(3)我国轨道交通工程建设企业,对信息管理水平对于工程设计以及工程施工、日后的运行维护责任缺乏重视,导致BIM等相关技术,在工程企业中推动阻力较大,在实际应用中也没有起到应用的功能。
(5)政府等相关管理部门对BIM技术缺乏正确的政策引导,导致推进没有动力。
目前我国轨道交通建设工程行业较为分散,其工程设计、工程施工、工程运营多有不同企业完成,期间没有建立高效的信息传递渠道和方式,多数企业仍采用二维图方式,导致许多种类信息无法实现妥善的传递。BIM技术通过建立BIM信息模型,实现对轨道交通工程信息收录和处理,对工程设计信息、土建ixnxi、机械设备信息、原材料信息、工程进度信息等都有全面的处理能力,可以实现轨道交通工程全生命周期的数字化、可视化、一体化信息平台的建立。有效提升项目建设水平,做到精细化建设管理、为后期运维与资产管理服务提供必要的信息环境。
2.BIM在轨道交通全生命周期的应用
2.1规划阶段的应用
工程规划阶段是信息需求量极大的阶段,需要对工程的设计目的、施工地质信息、空间信息进行收录,并利用三维建模技术,完成的对轨道工程项目的三维模型建立,在这个过程中根据工程需要,可以利用三维建模技术与GIS技术相结合的方式实现三维选线,从而让轨道交通走向以及线路选择更为完善合理。如图1所示。
2.2设计阶段的应用
BIM技术可以实现工程各个环节的协同设计,利用信息处理软件信息处理速度的优势,以及工程建模,实现不同工程环节设计人员的协作。工程不同环节的设计人员,以及不同地域的设计人员,通过相应的设计软件以及互联网进行协同设计。实现信息资源的共享和互通,同时设计人员可以根据自身的设计权限,对模型提出修改意见,提高工程设计质量和容错率。
设计后期可以通过navisworks软件,对轨道交通设计内容进行审核以及碰撞检查,并对大型设备后期的安装计划进行设计,从而优化管线排布方案,优化工程设计,降低工程在施工后出现碰撞导致工程变更的问题出现。利用BIM技术,对工程项目进行4D、5D施工模拟和管理,并进行相应的力学分析,光学分析和交通模拟,可以让工程设计具有更高的客观性和时间价值价值。碰撞检测如图2所示。
2.3施工阶段的应用
施工阶段主要利用BIM技术的施工管理模型、四维五维技术在重点施工和关键环节开始前,进行工程细节的模拟,通过模拟发现现有施工条件和施工方案在实施中可能出现的问题,提前发现提前处理,降低施工变更以及相关问题弊端的发生概率,从而优化施工方案。
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图1基于BIM技术的城市轨道交通规划
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图2管线的碰撞检测
向施工项目的管理过程中,通过基于B/S结构建立的综合管理平台,可以对施工以及运营条件进行统筹协调,并制定竣工标准模型,与工程实际情况进行对比,方便工程质量的确认以及后期的运行维护管理。在项目管理平台上,材料和设备供应商可以凭借自身权限对产品以及设备的详细信息进行录入,如材料种类、价格等信息参数与设备的生产使用参数,施工方便也可以利用平台进行工程进度、成本等问题的上报处理,并跟踪施工进度,处理并反馈监理方提出的意见。监理方可以通过管理平台对现场监测设备以及摄像头进行控制,实现工程项目的远程监理。并对工程质量和工程进度有更为全面细致的掌控,同时可以根据工程施工现状和工程目标,对下一步的施工方案进行实施调整,并上传至服务器共施工方参考。目前BIM技术在不断的更新和发展,管理平台功能也不断丰富,有着巨大的发展空间。
基于BIM技术施工管理平台在设计变更管理方便也有着诸多优势。设计部门可以通过平台发布设计变更信息,并对施工方提出的建议进行及时反馈。施工监理部门负责人、企业领导以及业务等全新较高的单位或个人,可以通过平台对项目情况进行实时查看,及时给出建议。
EPC平台是在我国应用最为广的设计施工总承包管理平台。为轨道工程建设企业提供了完善的项目组织和管理功能。设计BIM模型可以很好地为施工企业服务,但是此BIM模型的价值没有很好地体现。如在运维中,业主未参与到BIM设计中,导致业主运维的BIM模型与施工BIM模型相差很大。一些学者和专家提出了IPD(集成交付模式)模式,即业主设计施工集成交付模式。目前,IPD模式得到了一些人认可,但是由于与大家熟知的EPC有一定的区别,因而应用较少,但是前景广阔。
2.4运维阶段的应用
基于BIM技术建立的城市轨道交通运行维护系统,可以利用三维可视化功能,向管理人员直接具体的反应设备运转情况,并结合物联网技术对设备进行远程操控及管理。实现设备、设施、资产、应急预案的自动化管理,并形成详细的维护维修以及设备运转记录。如在设备实施管理中,通过BIM技术构建运维管理平台,可以对设备型号、保质期、维护方式、维护人、实时使用状态以及正在进行维护维修工作信息进行记录,方便工作人员调取查询。运维管理系统会保存会保存部分设备的安装、拆除等视频,供管理者查阅;运维人员也可以通过现场(采用移动设备等)进行扫描二维码的形式,通过运维管理系统查找到相关设备,并查找该设备的所有信息,进行维护。总之,运维管理系统可以调用设备设施的三维模型、设施使用手册、运行参数、保养周期以及相关的操作视频等信息,消除查阅纸质文件的不便;再通过结合维修记录、行车日志、财务信息、客流信息等信息,整条轨道交通路线的运行情况、维护成本等信息也可以计算出来,并可以以此进行车次等的调度计划的决策等。
参考文献
[1]李俊卫,黄玮征,王旭峰.BIM技术在工程勘察设计阶段的应用研究[J].建筑经济,2015,36(9):117-120.
[2]戴林发宝.隧道工程BIM应用现状与存在问题综述[J].铁道标准设计,2015,59(10):99-102.
[3]宁冉.探索市政工程的BIM之路[J].中国建设信息,2014(10):38-41.
[4]印明.市政工程设计中BIM技术的发展前景[J].城市道桥与防洪,2012(7):347-349.