楊海濤

BIM(Building Information Modeling)建筑信息模型，本質(zhì)上是一個(gè)可視化的工程項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫?；谠摂?shù)據(jù)庫進(jìn)行開發(fā)，可以完成各種應(yīng)用，包括出圖、計(jì)算分析、模擬、統(tǒng)計(jì)、優(yōu)化、監(jiān)測(cè)、管理等一系列工作。其主要特點(diǎn)可以簡(jiǎn)單的歸納為幾個(gè)方面：三維可視化、信息化、參數(shù)化設(shè)計(jì)和協(xié)同工作。

目前軌道交通行業(yè)設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營的分離現(xiàn)狀及采用傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)帶來的信息量限制及建設(shè)過程中信息的缺失，給軌道交通項(xiàng)目建成后的運(yùn)營維護(hù)管理帶來了巨大的挑戰(zhàn)。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以有效地解決信息記錄、傳承問題。

軌道交通項(xiàng)目BIM工作內(nèi)容強(qiáng)調(diào)涵蓋全過程、全專業(yè)，內(nèi)容繁多覆蓋面廣，全面探討其工作內(nèi)容難度很大。但準(zhǔn)確、完整、快速地建立BIM模型，是一切BIM工作的基礎(chǔ)。其過程也涉及到建模標(biāo)準(zhǔn)、各參與方、協(xié)同工作、軟硬件平臺(tái)、建模技術(shù)等各方面的內(nèi)容。本文試圖從建模技術(shù)方面進(jìn)行探討，就城市軌道交通模型建立的要求和方法提供一些參考。

一、軌道交通BIM模型主要內(nèi)容

軌道交通模型范圍廣泛，從不同技術(shù)手段來說，模型類型的分類范圍如下表所示：

BIM建模的實(shí)施范圍

二、既有環(huán)境模型的建立

常規(guī)設(shè)計(jì)在二維地形圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行線路、站位的設(shè)計(jì)，BIM設(shè)計(jì)則需要三維基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。我們優(yōu)先推薦使用無人機(jī)航攝的方式，可以快速獲取周邊環(huán)境模型。

1.無人機(jī)航攝周邊環(huán)境建模要求

推薦使用無人機(jī)航攝的方式，可以快速獲取周邊環(huán)境模型。

包括真正射數(shù)字影像（TDOM），數(shù)字表面模型（DSM），數(shù)字地面模型（DEM）三維模型（3DM）和全模型三角網(wǎng)表面模型（3DSM），數(shù)字線劃圖（DLG），對(duì)象化處理（OBP）。

模型要求能夠分層處理，建筑物能夠單體拆分，便于工程動(dòng)拆遷管理?？臻g分辨率為3.5cm，平面幾何精度優(yōu)于5cm，高程精度優(yōu)于15cm 。

2.地下管線模型建立

城市道路，尤其是路交叉口地下管線情況復(fù)雜，模型建立推薦采用自動(dòng)化的建模手段。建模基礎(chǔ)資料仍為物探成果資料，但傳統(tǒng)的管線扯旗表示的CAD圖紙難以標(biāo)準(zhǔn)化輸出模型資料。需要取得原始物探數(shù)據(jù)資料，便于自動(dòng)建模數(shù)據(jù)自動(dòng)讀取。這里推薦使用Revit軟件的參數(shù)化建模插件Dynamo，可以比較方便地根據(jù)管線種類和坐標(biāo)，自動(dòng)生成地下管線模型。

3.地質(zhì)模型建立

根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告建立模型，手工建模集合軟件生成的模式，模型精度依賴于地質(zhì)勘查精度。

土層模型以項(xiàng)目在位族的方式創(chuàng)建，族類型采用公制常規(guī)模型。不同土層采用拉伸建立，設(shè)定土體寬度約30m,對(duì)于部分特殊地段可按具體要求修改。

內(nèi)建模型命名采用左線/右線-土層屬性-土層編號(hào)（用.分隔）

將材質(zhì)參數(shù)的參數(shù)名稱命名為“土層類別”，將土層類別屬性與對(duì)象顏色對(duì)應(yīng)。

水位線用5cm厚玻璃材質(zhì)常規(guī)模型對(duì)象拉伸建模，沿各孔點(diǎn)水位高程布置，各邊比土體模型寬出2m顯示。

三、車站模型建立

車站模型與一般工民建筑物類似，建模方法也類似。目前主流建模軟件是以Autodesk Revit為主。

模型搭建基本規(guī)定：

統(tǒng)一建模軟件，明確軟件版本

明確項(xiàng)目坐標(biāo)，設(shè)置共享場(chǎng)地，各單體相對(duì)坐標(biāo)。

明確模型命名規(guī)則，明確模型目錄存儲(chǔ)規(guī)則。

明確模型表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，采用統(tǒng)一材質(zhì)庫。

其他模型建立規(guī)則均按照項(xiàng)目BIM應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行。

通常的B I M模型深度等級(jí)共分五級(jí)，分別為L1～L5。

1.高架車站

主要模型對(duì)象，在開展工作前期，我們需要在建模范圍明確后，初步梳理主要建模對(duì)象。有建筑、結(jié)構(gòu)、通風(fēng)空調(diào)、給排水與消防、動(dòng)力照明、供電系統(tǒng)、軌道、接觸網(wǎng)、信號(hào)系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票、通信系統(tǒng)、FAS/EMCS/ACS、電扶梯、安全門、管線綜合、防排水專項(xiàng)、裝修、導(dǎo)向等。

2.地下車站

主要模型對(duì)象有建筑、結(jié)構(gòu)、通風(fēng)空調(diào)、給排水與消防、動(dòng)力照明、供電系統(tǒng)、軌道、接觸網(wǎng)、信號(hào)系統(tǒng)、自動(dòng)售檢票、通信系統(tǒng)、FAS/EMCS/ACS、電扶梯、安全門、管線綜合、防排水專項(xiàng)、裝修、導(dǎo)向等。

3.停車場(chǎng)和車輛段

主要模型對(duì)象有建筑、結(jié)構(gòu)、通風(fēng)空調(diào)、給排水與消防、動(dòng)力、照明、供電系統(tǒng)、軌道、接觸網(wǎng)、信號(hào)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、FAS/EMCS/ACS、管線綜合、防排水專項(xiàng)等。

四、區(qū)間模型

區(qū)間模型的建立，首先是設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作。設(shè)計(jì)圖紙的表達(dá)往往并非是能夠由計(jì)算機(jī)自動(dòng)讀取的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)格式。區(qū)間平曲線、縱曲線所表達(dá)的空間曲線，并不是簡(jiǎn)單的空間投影變換的關(guān)系，對(duì)平、縱曲線對(duì)象需要進(jìn)行不同方式的離散和對(duì)應(yīng)，最終得到一定精度下的空間曲線坐標(biāo)點(diǎn)，變成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的分段空間坐標(biāo)點(diǎn)。然后再對(duì)應(yīng)該空間點(diǎn)處的橫斷面數(shù)據(jù)，得到精確的區(qū)間模型對(duì)象。同時(shí)依據(jù)該空間曲線的模型，也可以得到里程換算關(guān)系，便于按里程布置區(qū)間設(shè)備模型對(duì)象。

1.高架區(qū)間

從建模特點(diǎn)來說，高架區(qū)間可以分為預(yù)制簡(jiǎn)支梁和現(xiàn)澆橋梁區(qū)間兩種。簡(jiǎn)支梁高架區(qū)間比較容易通過標(biāo)準(zhǔn)化的柱墩、蓋梁和簡(jiǎn)支梁形式進(jìn)行自動(dòng)化的模型建立。現(xiàn)澆梁（鋼箱梁）跨線橋，則需要根據(jù)不同的橋梁形式，進(jìn)行各工點(diǎn)橋梁的分別建模。簡(jiǎn)支梁高架區(qū)間的簡(jiǎn)支梁本身為直線型簡(jiǎn)支梁，主要根據(jù)墩柱位置和標(biāo)高進(jìn)行數(shù)據(jù)的離散化建模。

2.地下區(qū)間

盾構(gòu)區(qū)間主要包含盾構(gòu)環(huán)片、區(qū)間工作井、聯(lián)絡(luò)通道等對(duì)象、內(nèi)部軌道、軌旁設(shè)備、接觸網(wǎng)等各種對(duì)象。盾構(gòu)區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)化程度相對(duì)高架區(qū)間來說更高，模型建立也更容易。盾構(gòu)環(huán)片長度固定，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。

盾構(gòu)區(qū)間主要采用Revit+Dynamo建模，首先根據(jù)襯砌詳圖建立盾構(gòu)環(huán)片襯砌族文件，拼合為盾構(gòu)環(huán)片。然后根據(jù)平、縱曲線和盾構(gòu)環(huán)排布圖，計(jì)算得出環(huán)片坐標(biāo)和姿態(tài)表，再根據(jù)坐標(biāo)姿態(tài)表生成盾構(gòu)區(qū)間模型。然后增設(shè)旁通道、工作井等附屬對(duì)象。最后將區(qū)間模型與車站模型結(jié)合。

五、結(jié)語

高效率的模型建立方法是軌道交通BIM應(yīng)用工作首先需要面對(duì)的困難。近年來模型建立技術(shù)手段日新月異，及時(shí)地對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，對(duì)未來技術(shù)進(jìn)行展望，有著非常積極的作用。