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BIM技术在城市轨道交通工程中的应用分析张昭武

发表时间：2020/9/8 来源：《基层建设》2020年第14期作者：张昭武朱和覃学敏

[导读] 摘要：伴随中国经济水准的增强，城市轨道交通对人们的重要性日益提高。

        南宁轨道交通集团有限责任公司运营分公司广西南宁 530000
        摘要：伴随中国经济水准的增强，城市轨道交通对人们的重要性日益提高。城市轨道交通项目建在城市中，因此严重依赖BIM技术。但是对于城市轨道交通而言，BIM技术的应用还不成熟。基于BIM技术的强大功能，将BIM技术应用于铁路运输工程至关重要。根据当今主流建筑的设计，3D模型是不规范的，因此各方需要共同努力，以增强法律效力并共同改善BIM技术在城市轨道交通中的使用。
        关键词：BIM技术；城市轨道交通；应用分析
        根据中国目前的发展状况，BIM技术在城市轨道交通项目中的应用仍处于起步阶段。城市轨道交通项目具有车站众多、系统复杂、线路长、专业化类型多、覆盖面广的特点。因此，收集到的信息变得越来越复杂，参与单位之间的信息共享不便，缺乏交流。基于城市轨道交通的这些特点，在未来的发展中，利用BIM技术进行项目管理、设计、施工、运行和维护，无疑具有非常广阔的发展前景。BIM技术的推广应用可以实现交通工程管理的信息化和集成化，也可以为社会带来良好的经济效益和社会效益。
        一、BIM技术概述
        BIM应用程序是从美国的3D4DBIM项目创建的，通过对新的公共建设项目中使用BIM的不断研究和实践，BIM标准已逐渐形成。该标准于21世纪初引入我国，目前已形成主要用于设计实验室的技术，在业界具有很高的价值。BIM技术的应用由以下几个方面代表。一方面基于BIM和技术应用的概念，另一方面基于BIM项目，并在技术层面上讨论工程建设的使用和推广。第三方面基于BIM技术的特征，该技术以集成方式可视化和显示工作。
        二、城市轨道交通工程特点及BIM应用现状分析
        （一）城市轨道交通工程特点
        与其他建筑单位相比，城市轨道交通管理更关注管理中的法律法规，因为它是政府主导的市政基础设施项目，与其他建筑单位相比，由于管理标准更加严格，因此不同于敢于引入新技术的普通建筑公司，根据我国的相关法律，BIM技术创建的3D模型图在法律上无效，不能用作正在施工的建筑，只能在设计阶段以2D方式绘制图纸以进行交付，然后才能将2D图纸转换为3D模型。在实际施工中，施工现场条件会多次更改工程图，因此2D工程图可能会偏离3D模型。由于3D模型没有法律效力，因此施工人员通常不使用BIM 技术形成的3D模型作为施工基础，以避免产生相关责任。同时，城市轨道交通项目的土木工程和设备系统占相对较大的比例。例如，如果建造了地下线路，土建成本仅占总成本的25％至37％，车辆和设备占总建设成本的28％至34％。在车站的建设中，车站的总建筑面积不超过20000平方米。在车站建设中，主要建设是隧道建设。因此，隧道施工具有断面小、长度长、结构重现性高的特点。在土木工程项目中，应用BIM技术并不困难，体现了BIM技术的价值。土木工程部分与设备系统部分的不同之处在于，设备系统具有复杂的组件，并且包括许多单元，例如车辆、铁轨、电信、对于电源和转换等12多个系统，将BIM技术应用于设备系统可最大程度地发挥BIM技术的优势。但是，目前在铁路运输系统中开发BIM软件还不够。收集和输入模型绘图设备信息是非常麻烦的工作，因为第三方插件和专业设备制造商提供的模型不匹配。城市轨道交通设备系统通常需要不到一年的时间建设，因此BIM技术很难在设备系统中获得详细的应用。
        （二）应用现状分析
        铁路运输项目的建设涉及许多部门，但是没有一个设计、建设或监督部门可以领导BIM技术在该项目中的详细应用。建设管理部门是一个涉及新技术的国家政府部门。另外，由于过于保守，因此无法建立BIM技术团队。在当前的施工中，施工管理部门雇用第三方来完成工作，然后第三方绘制BIM模型并最终关闭模具。

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协调设计和其他工作，第三方熟悉BIM技术，但没有铁路运输经验，也不熟悉项目，因此无法完成最终模型很难。例如，在管道施工中，BIM设计单元由于没有施工经验，因此仅根据设计优先级来回避。但是，在实际施工中，尽管有些优先级较低，但是施工过于复杂，最终无法建造。不仅在设计阶段而且在竣工阶段，由于各种外部因素的影响，第三方设计的BIM模型无法完美匹配施工现场，并且设备相关信息的收集也不全面。该模型将无法在工程中使用，最终导致BIM技术只能在辅助中发挥作用。
        三、BIM技术应用在轨道交通工程设计中
        （一）BIM技术在前期和完成阶段的设计
        在规划阶段的早期，城市轨道交通使用BIM规划的概念在3D构建和规划城市交通。3D模型包括地质、道路、桥梁、管道、建筑物等，并融合了人文、科学、技术和经济学。显示其他信息可以突出显示重要信息，例如人口密度和经济结构。从模型信息开始，实现网线规模，可以达到科学计算旅客量的效果，可以客观地反映出线路规模、每日旅客量、城市轨道交通出行等重要数据。从方案的设计到整个阶段的最终完成，BIM技术都具有视觉操纵能力，车站的3D实体模型可提供车站地面和地下状况的完整视图，包括道路、地形和建筑物。可视地显示建筑物本身和附加的体积，并仔细分析车站周围的形状和布局。此外，一旦项目达到一定水平，通常就需要准备多个设计计划。这些方案是抽象的和详细的工程设计方案。在选择设计方案时，BIM通常为建筑师提供不同的选择。也就是说，该模型用于开发和探索多种替代方案，在优化交流和演示的同时，为建筑单位提供复杂的视觉模型，可以基于发现设计中的严重问题来利用BIM的最大值。
        （二）协同技术
        BIM的协同设计结合了中心化设计和传统设计单元的结果，形成了一种简便的协同设计方式。可以通过电子邮件和即时消息传递系统在平台上执行网络通信和数据处理。这对于设计和管理人员访问文件和交换信息很有用，协同设计相当于BIM技术开发中的工作平台，可以执行一些专门的任务，例如建筑和设备。BIM项目中心使用核心建模软件来连接跨不同学科的专业BIM模型。可以通过创建或修改中央文件来同步中央文件。使用此中心文档可以根据建筑信息模型来组织专业组件的信息，并进行跨专家信息共享。
        （三）施工方案定制
        在决定施工计划或建立特殊的施工技术之前，可以使用BIM技术在三个维度上模拟该计划，从而可以轻松地发现施工计划中的缺陷并及时进行纠正。有必要选择专家来模拟多套施工计划，以达到优化施工计划的目的。在传统建筑中，当建筑技术人员进行技术披露时，仅使用2D工程图和一些数据。借助BIM技术，可以实现视觉公开，从而使后续施工变得简单，并提高了施工质量和安全性。另外，某些专业流程对操作的要求较高，因此可以使用BIM技术创建VR演示文件。通过对施工人员的虚拟培训，可以提高施工人员的技术水平，可以显着提高施工质量。
        结语：综上所述，BIM技术在国内工程中得到了广泛的应用，其作用非常重要。根据BIM技术的模拟效果，中国建筑在模拟建筑、构件预制和检测方面积累了许多成功的经验。但是，其在城市轨道交通工程中的应用并不理想。在实际使用中，大多数BIM技术只能用于支持实际项目的宣传阶段，因此加强BIM技术在城市轨道交通中的应用非常重要。
        参考文献：
        [1]张育雨,蒋四礼,王进,张立杰.BIM技术在城市轨道交通工程计量中的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2020(08):14-16+8.
        [2]石超.BIM技术在城市轨道交通工程中的集成应用[J].城市建设理论研究(电子版),2019(28):46+43.
        [3]马登峰.BIM技术在城市轨道交通刚性接触网中的应用分析[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2019(03):139-140.