摘要：近些年随着经济的快速发展，我国城市轨道交通建设也进入了一个快速发展的时期。作为重要的城市公共交通的重要组成部分，城市轨道交通直接关系着城市的经济发展与居民生活，对城市经济具有全局性、先导性的影响。然而，地铁建设项目涉及到地下、地上工程，资金投入大且项目复杂，涉及单位众多专业繁杂，如果不能对项目进行有效的管理，则很可能出现大量浪费，污染环境。BIM作为建筑行业的新兴技术，在城市轨道交通项目中有重要的作用，有助于项目提高效率、节约成本，缩短工期，从而助力绿色建设。

    关键词：BIM城市轨道交通设计全生命周期

    1 引言

    BIM是建筑信息模型（BuildingInformationModeling）的简称，是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，并将这些信息应用于建筑工程的全生命周期的过程。

    传统的地铁设计一般基于AUTOCAD软件为基础进行的设计，其快捷、准确的特点广泛应用于工程设计领域。然而CAD设计大多为平面的二维设计，构件信息无法加载，最终设计成果表达不直观。现在随着BIM技术的成熟与发展，BIM三维设计、协同设计、以及参数化模型对于后期施工运维等全生命周期的应用优势也逐渐显现，BIM设计将成为地铁设计的必然趋势。

    2 BIM技术在城市轨道交通设计方面的应用

    城市轨道交通设计设计周期长、涉及专业多、参与单位众多、图纸版本变化较快较多、各专业信息整合资料繁多，这些特点一直是地铁设计的“老、大、难”问题。BIM的出现给地铁设计提供了另外一种途径，很好的解决了上述种种问题。

    2.1协同平台设计

    在BIM应用软件的基础上，开发BIM建筑协同平台。各部门各专业的设计人员可通过BIM建筑协同平台，使用相应的BIM应用软件，对BIM数据库中的建筑信息模型进行编辑、转换和共享。BIM建筑协同平台可以对设计人员的使用权限、管理权限进行明确的分工，使设计人员各司其职，协同合作；并对工作流程、设计流程中信息交换和共享的内容进行阶段性存储、设计时间进行合理的分配，从而将建筑全生命周期过程中建筑信息的无序变为有序，更好的实现建筑信息模型的共享与转换。

    2.2三维场地仿真。

    通过BIM技术的应用，将项目所在位置进行三维建模，从而更好的分析拟建项目与现有周边环境的关系。例如，应用三维点云扫描，将现场原本不宜测量的高压线高度等元素加工绘制成三维模型。并基于该参数化模型进行施工方案的调整；通过对地下管线资料的勘测建模，更好的模拟地下管线的改迁，并协助道路翻交的设计、施工场地布置等。从而让整个设计更加直观，精细。

    2.3结构围护建模

    利用BIM对车站的围护进行建模，对围护桩、支撑、钢围檩及挡墙、地基加固等构件建模，与车站主体模型链接在同一模型中，可以直观的检查出土孔位置是否与支撑冲突。利用围护模型还可以直接生成工程量清单，可以精确的计算出各部位构件的体积或长度等几何参数。此外还可利用围护模型进行施工模拟，工期筹划等工作。

    2.4车站土建机电建模

    土建机电专业建模是整个BIM应用的基础，通过对车站各部位构件的建模，将之前二维的设计表达方式完整的转换为三维信息化模型。在建模前应制定统一的模型制作标准，以便对构件的命名、设施设备的代码、构件颜色方案、模型表达内容范围等作出具体的规定。建模时严格按照设计要求精细化建模，对设备设施的信息进行准确的录入。确保模型的构件尺寸、空间关系与设计意图一直。只有有了精确的模型，才是发挥BIM价值的基础。

    2.5综合管线、碰撞检查

    综合管线是地铁车站设计中设计专业最广、信息量最为繁杂、最体现经济性和工程质量水平的专项设计内容。之前，综合管线的设计均采用二维的管线综合方式进行设计与协调。二维设计中高差往往以标高的形式表达，无法直观的看到整个系统及每一个细节，很难避免碰撞、净高不足等问题。

    基于BIM的三维综合管线设计应用于地铁设计中，对整个建筑、结构、机电系统完全真实的展现，通过三维建模可以直观的在设计之初就避免很多差、错、碰、漏问题。由于模型中可以将管道的保温层、阀门的尺寸真实的反应在模型中，从而将传统设计中存在却很难发现的深层次问题暴露出来，节约了施工时的调整时间，缩短了工期。此外，将管综及土建模型通过导入Navisworks等分析软件，可以将管线与管线之间、管线与土建之间的碰撞全部检测列举出来。通过BIM三维管综设计，理论上可以做到百分百零碰撞。另外由于所有管线均带有参数化信息，故可以通过三维管综模型来检查管底净高、大型设备的运输路径等辅助检查工作。

    2.6工程量统计

    BIM的信息化模型中，每一个构件都赋予了一定的信息属性，例如类别、名称、位置、长度、体积等等，这些属性信息可以被任意分类提取。通过工程数量明细表统计功能，软件会按照要求的族类型或者特定的族样式自动统计工程数量。既可以统计整个模型的工程量，也可以统计指定区域的工程量。此外，模型于工程量统计表实时关联，在二维或三维视图中做出的修改都会关联自动调整与之相关的工程数量明细表中。还可以通过二次可发，与现有的工程计价软件进行对接。

    2.7装修效果预览

    装修效果一直是地铁设计的诟病，效果图非常唯美，但施工结果却往往与之相差甚远，归根结底还是因为设计时无法准确的把握尺度感，也无法感知色彩在地下灯光环境中最终的效果。效果图也仅仅通过调光、调色尽可能的表达增加欣赏性而忽略了真实性。由于BIM的信息化参数特征，可以设置灯具的颜色、功率、色温、照度等参数，从而真实的表达设计后的效果。通过装修效果预览，可以在模型内任意动态浏览，对于推敲装修设计方案、查找问题以及协调沟通都有很大的帮助。另外，通过BIM模型，还可以直接生成效果图及动画，对于方案汇报也提供了更多的形式和素材。

    3 BIM技术在城市轨道交通施工方面的应用

    3.1在地铁施工时，应用BIM对施工的空间进行管控。在地铁的施工时，需求，位置，时间是空间管控必须要考虑的三个方面。通过BIM可以使得施工的空间更加信息化，可视化。通过BIM模型，可以使得空间的位置可视化，有效的解决动态过程中的问题。因其可视化的三围动态模型，可以极大的避免施工时的交替进行的繁琐程序，进而大大的提升空间的利用率，提升施工作业的效率，降低施工的成本，同时对安全事故的降低也大有裨益。

    3.2在地铁施工时，应用BIM对施工安全进行管控。在地铁的施工时，通过事先建立的三维模型，清楚的对施工空间，安全问题进行检查。BIM的模型信息可以明确的表达信息的细致模量，从而提升了信息的利用率，有效的避免了信息的碎片化。

    3.3在地铁施工时，应用BIM对施工空间冲突进行检查。机械的施工作业可能会产生冲突，例如一个座吊可能会和一个机械的手臂可能在空间上面产生冲突，通过BIM建立动态的施工模型，可以方便快捷的找出实际中所存在的问题，及时有效的解决所存在的潜在问题，对于经济和安全也是一种有力的保障。BIM可以将施工的空间问题及资源严格的进行管控，极大地避免了施工时候安全和冲突的发生。

    4 BIM技术在城市轨道交通运营方面的应用

    对运营维护阶段而言，采用BIM技术，可实现虚拟现实、资产统计、空间等管理，建筑系统分析和灾害应急模拟等。BIM模型可以提高运营和维护的效率，降低成本，提高地铁的使用寿命，规避运维风险。BIM的信息模型可以供管理者查询、修改和调用，同步更新系统的信息，更好地对设备和建筑进行维护。

    建筑物的运营维护通常包括监控、通信、通风、照明和电梯等系统，上述设备和管线如果发生故障都有可能影响建筑的正常营业，甚至引发安全事故。运用BIM技术，可以对这些隐患进行及时处理，从而减少不必要的损失，并且能对突发事件进行快速应变和处理，快速准确掌握建筑物的运营情况。运维阶段的防灾救援时，可通过检索BIM数据库进行实时的数据访问，并在BIM信息模型虚拟环境下协助应急，准确确定危险发生的位置。可以在应急人员到达之前，提供详细的信息。

    5 结语

    BIM在地铁项目中已经逐步开始应用，并在信息化施工、合理布置施工工序、加快施工速度、节约工程造价等方面取得了良好的效果。BIM技术的应用，使许多人看到了它的优势，从而促进其进一步发展和BIM相关技术的引进。本文分析了BIM在地铁中的巨大应用价值与潜力，同时也提出了改进、完善之方向，为后续BIM的研究和发展提供借鉴和参考。

    参考文献

    【1】沈亮峰基于BIM技术的三维管线综合设计在地铁车站中的应用工业建筑2013.06.034

    【2】惠娟利BIM在地铁建设中的应用分析山西建筑（2014）33-0287-02

    【3】李妍基于BIM技术框架以管理地铁站运营重庆交通大学土木工程学院

    作者介绍

    杨锋中铁二院华东勘察设计有限责任公司

BIM技术是未来的趋势，学习、了解掌握更多BIM前言技术是大势所趋，欢迎更多BIMer加入BIM中文网大家庭（http://www.wanbim.com），一起共同探讨学习BIM技术，了解BIM应用！