張紅薇
(中國鐵路設(shè)計集團(tuán)有限公司,天津300000)
城市軌道交通工程具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性的特點,在規(guī)劃設(shè)計和施工建設(shè)的過程中,容易出現(xiàn)問題,而且工程中需要用到的工藝技術(shù)較多,任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會對工程整體的進(jìn)度和質(zhì)量產(chǎn)生影響。BIM 技術(shù)的應(yīng)用,能夠?qū)壍澜煌üこ探ㄔO(shè)中存在的問題進(jìn)行有效解決,保障工程的建設(shè)效果[1]。
BIM(Building Information Modeling),指建筑信息模型,其本質(zhì)是多維模型信息技術(shù),在工程設(shè)計、施工建造以及數(shù)據(jù)管理中可以發(fā)揮非常顯著的作用,能夠通過對工程數(shù)據(jù)信息模型的整合,確保數(shù)據(jù)信息可以在工程全生命周期內(nèi)實現(xiàn)傳遞和共享,為工程技術(shù)人員的決策制定提供可靠支持,促進(jìn)工程施工效率的提高,在節(jié)約成本方面同樣有不可忽視的作用[2]。
在城市軌道交通工程中,BIM 技術(shù)的合理應(yīng)用能夠確保所有的參與主體可以在工程建設(shè)的不同階段,借助BIM 模型完成數(shù)據(jù)的共享,對工程項目進(jìn)行建設(shè)與管理。以BIM 技術(shù)為支撐,城市軌道交通工程建設(shè)的參與主體可以從成本、質(zhì)量、安全、進(jìn)度等方面,對工程進(jìn)行模擬分析,實現(xiàn)專業(yè)協(xié)同以及精細(xì)化管理,保障工程決策的科學(xué)性,減少規(guī)劃不當(dāng)或操作錯誤引發(fā)的風(fēng)險及返工問題。以BIM 技術(shù)為基礎(chǔ),實施城市軌道交通工程管理,可以最大限度地保證各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性和透明性,從工程全壽命周期的角度控制資金風(fēng)險,而且BIM 技術(shù)還支持能耗管理、空間管理、資產(chǎn)管理、虛擬模擬等,能夠為軌道交通工程的運營維護(hù)管理提供便利。
在城市軌道交通工程中,BIM 技術(shù)有非常廣闊的應(yīng)用前景,在工程規(guī)劃、設(shè)計、施工以及后期運營等方面都有良好的應(yīng)用效果,例如,借助模擬功能,可以提前模擬工程的施工流程,提高效率和質(zhì)量的同時,減少返工問題;借助數(shù)字功能,可以保證軌道交通運營管理的信息化和智慧化。當(dāng)現(xiàn)有管理手段無法很好地滿足城市軌道交通建設(shè)需求時,BIM 技術(shù)可以從規(guī)劃、設(shè)計、施工以及運營4 個階段對BIM 技術(shù)在城市軌道交通工程中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析和討論[3]。
規(guī)劃階段,可以利用BIM 技術(shù)對軌道交通沿線的空間進(jìn)行模擬,通過輸入調(diào)研數(shù)據(jù)的方式得到可視化模型,幫助設(shè)計人員對車站空間布局的合理性以及車站位置設(shè)計的科學(xué)性進(jìn)行分析,進(jìn)一步優(yōu)化布局,對其中存在的問題進(jìn)行處理。借助BIM 技術(shù),還可以結(jié)合車站所處的地理位置對客流進(jìn)行動態(tài)仿真模擬,使規(guī)劃部門能夠直觀地看到軌道交通的客流信息,明確客流分布狀況,為工程總體設(shè)計和細(xì)節(jié)規(guī)劃提供參考依據(jù)。另外,以BIM 模型為支撐,軌道交通的各類運營指標(biāo)都可以得到明確,如日客運流量、軌道線網(wǎng)平均運距、線網(wǎng)規(guī)模等,配合模糊決策或?qū)哟畏治龅姆椒ǎ軌蚓投喾N方案進(jìn)行對比,確定最佳的規(guī)劃方案。
BIM 技術(shù)在設(shè)計階段的應(yīng)用體現(xiàn)在很多方面,如模型構(gòu)建、結(jié)構(gòu)分析、協(xié)同設(shè)計、碰撞檢查等,要求工程設(shè)計人員能夠借助BIM 技術(shù)和專業(yè)軟件的相互配合,完成各個專業(yè)的設(shè)計和模型構(gòu)建,提高設(shè)計過程的協(xié)同性。對于城市軌道交通工程,設(shè)計階段的重要性毋庸置疑,其能夠直接決定工程的施工效果和功能發(fā)揮,對于后續(xù)的項目招標(biāo)、設(shè)備材料購置、施工管理等都有顯著影響。在設(shè)計階段,通過對BIM 模型的構(gòu)建,設(shè)計人員能夠?qū)⒃O(shè)計意圖準(zhǔn)確地表達(dá)出來,為溝通提供方便,而三維空間技術(shù)有助于設(shè)計質(zhì)量的提高。對于設(shè)計單位,合理運用BIM 協(xié)同技術(shù)可以強化不同專業(yè)之間的協(xié)同設(shè)計,最大限度地減少專業(yè)碰撞或錯漏問題,配合相應(yīng)的參數(shù)化設(shè)計以及性能模擬分析等功能,軌道交通工程的性能可以得到提升,設(shè)計成果也能持續(xù)優(yōu)化,更好地適應(yīng)綠色工程以及可持續(xù)發(fā)展的客觀要求。不僅如此,配合BIM 技術(shù)的3D 可視化功能,設(shè)計單位能夠更好地與業(yè)主方、供應(yīng)商、施工單位等進(jìn)行溝通,提升溝通效率的同時,準(zhǔn)確把握業(yè)主的實際需求,確保設(shè)計環(huán)節(jié)信息管理和安全管理的有效性[4]。
借助BIM 技術(shù)的虛擬施工,能夠得到可視化的結(jié)果,幫助施工人員更好地了解施工中可能遇到的各種問題并進(jìn)行規(guī)避,減少返工的同時,降低成本和風(fēng)險。BIM 的可視化、模擬性、仿真性等特征,使其能夠很好地勝任城市軌道交通工程中的各種算量工作,也可以將施工技術(shù)方案通過三維動態(tài)的方式展示出來,搭配碰撞檢查,可以發(fā)現(xiàn)工程施工的重點和難點,幫助施工人員更加深入地了解施工方案。
安全管理方面,通過對BIM 可視化技術(shù)的應(yīng)用,可以對施工過程中潛在的風(fēng)險和隱患進(jìn)行展示,而三維交互場景下的虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠就可能影響安全的因素進(jìn)行模擬和分析,利用BIM 技術(shù)進(jìn)行資源共享,保證了安全檢查數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性,制定的應(yīng)急策略也會更加科學(xué)有效。
成本管理方面,利用5D 關(guān)系數(shù)據(jù)庫,施工單位可以對成本數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的匯總和分析,使數(shù)據(jù)維護(hù)的工作量大大減少,而且效率更高,準(zhǔn)確性更強,并且可以從多個維度對成本報表進(jìn)行分析,為成本管理提供參考依據(jù)。
BIM 技術(shù)在城市軌道交通工程運營階段的應(yīng)用體現(xiàn)在2 個方面,分別是維修管理和能耗管理。在維修管理中,可以利用BIM 技術(shù)提供的列車運行信息、客流數(shù)據(jù)及維修記錄等,也可以借助模型建設(shè)環(huán)節(jié)給出的設(shè)備編號,對相關(guān)設(shè)備的運行情況進(jìn)行查詢,及時消除安全隱患;在能耗管理中,通過BIM 與云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的相互配合,實施車站能耗分析,自動完成照明、空調(diào)等系統(tǒng)的調(diào)節(jié)管控,使車站能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的能耗管理,在維持車站正常運營的前提下,實現(xiàn)能耗的降低[5]。
在城市軌道交通工程中,BIM 技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)芏嘁呻y問題進(jìn)行解決,實現(xiàn)對工程規(guī)劃、設(shè)計、施工和運營的全生命周期管理,為工程的施工建設(shè)提供可靠保障。并且在新的發(fā)展環(huán)境下,BIM 技術(shù)與軌道交通工程的結(jié)合越發(fā)深入,能夠創(chuàng)造出更高的價值,推動軌道交通行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。