秦浩洋

（中鐵西安勘察設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，陜西西安 710000）

社會各界對城市軌道交通車站的需求越來越大，作為交通行業(yè)領(lǐng)域中的一項(xiàng)主體工作，城市軌道交通車站的建設(shè)計(jì)水平對交通發(fā)展具有重要的作用。文章以城市軌道交通車站的建筑設(shè)計(jì)創(chuàng)新理念、創(chuàng)新智慧體系與BIM技術(shù)的關(guān)系為出發(fā)點(diǎn)，分析BIM技術(shù)的可視化優(yōu)勢，提出BIM技術(shù)在城市軌道交通車站建筑各階段的運(yùn)用思路，為相關(guān)項(xiàng)目提供參考。

1 BIM技術(shù)的優(yōu)勢分析

BIM即建筑信息模型，是21世紀(jì)建筑工程行業(yè)領(lǐng)域逐漸興起的一種新型技術(shù)手段。利用BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)城市軌道交通車站的可視化管理，控制造價(jià)成本，減少返工，節(jié)約工期，提升管理水平，降低運(yùn)維成本。對于施工企業(yè)，BIM在施工工作中極具優(yōu)勢，可以幫助施工企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速建模，完成碰撞檢查，拋棄劣質(zhì)施工圖紙，優(yōu)化和完善施工方案，極大地提升工作效率。BIM技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對城市軌道交通車站全過程的信息交換，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理模式，促進(jìn)城市軌道交通行業(yè)領(lǐng)域的變革，推動城市軌道交通行業(yè)的健康與可持續(xù)發(fā)展[1]。

BIM技術(shù)是一種優(yōu)質(zhì)的全過程建設(shè)方案，是建筑行業(yè)全過程的信息模型，不僅是設(shè)計(jì)階段的信息技術(shù)模型，還是施工階段、運(yùn)維階段的信息技術(shù)模型。利用BIM技術(shù)可以從一個(gè)階段過渡到另一個(gè)階段，真正實(shí)現(xiàn)信息流通，貫穿工程項(xiàng)目的整個(gè)過程。

城市軌道交通建設(shè)計(jì)涉及的專業(yè)知識眾多，工期比較緊張，離不開各個(gè)專業(yè)的配合，對設(shè)計(jì)人員是一個(gè)巨大的考驗(yàn)。在后期的建設(shè)過程中，可能會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)鑿除的問題。隨著BIM技術(shù)在城市軌道交通建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以通過建立的模式指導(dǎo)施工，幫助施工企業(yè)加入設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，協(xié)同設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，減少問題。

2 創(chuàng)新理念與BIM技術(shù)的關(guān)系

信息時(shí)代的到來使城市軌道交通行業(yè)領(lǐng)域發(fā)生翻天覆地的變化，城市軌道交通內(nèi)部結(jié)構(gòu)、管線布局均可以在計(jì)算機(jī)上逐一呈現(xiàn)。

創(chuàng)新理念、創(chuàng)新智慧體系與BIM技術(shù)之間是互補(bǔ)關(guān)系。BIM技術(shù)在城市軌道交通車站建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，取得了可喜的成績，施工圖紙錯誤被排除90%，返工減少約60%，施工進(jìn)度提高約20%。BIM技術(shù)作為一種有效的技術(shù)和方法，以其自身獨(dú)特的優(yōu)勢，迅速成為市軌道交通行業(yè)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。

3 城市軌道交通車站建筑BIM研究目標(biāo)

將BIM技術(shù)應(yīng)用到城市軌道交通車站建筑設(shè)計(jì)中，貫穿項(xiàng)目建設(shè)的全過程，可以提升工程項(xiàng)目建設(shè)水平、實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，為將城市軌道交通打造“智慧地鐵”提供支持。

（1）可研階段的BIM技術(shù)。

各個(gè)參建單位均利用BIM技術(shù)平臺，可以實(shí)現(xiàn)三維協(xié)同設(shè)計(jì)與管理，分階段和分角色優(yōu)化、完善城市軌道交通建筑設(shè)計(jì)三維模型。

（2）設(shè)計(jì)階段的BIM技術(shù)。

可以幫助設(shè)計(jì)人員直觀檢查設(shè)計(jì)過程中存在的漏項(xiàng)和不足，提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平，完成對工程數(shù)量的統(tǒng)計(jì)[2]。

（3）施工階段的BIM技術(shù)。

可以對城市軌道交通車站建筑進(jìn)行仿真模擬，提前發(fā)現(xiàn)工程項(xiàng)目在建設(shè)過程中存在的問題與不足。

（4）運(yùn)維階段的BIM技術(shù)。

構(gòu)建三維模型可以提高建筑方案設(shè)計(jì)效率，特別是對車站出入口和換乘通道的設(shè)計(jì)具有重要的促進(jìn)作用，可以有效避免拆遷難、改線難等問題，得到更完美的設(shè)計(jì)方案。

4 基于創(chuàng)新理念的城市軌道交通車站建筑設(shè)計(jì)研究

地鐵車站是城市軌道中的重要站點(diǎn)，是一項(xiàng)主要用來服務(wù)廣大乘客的工程，在本工程項(xiàng)目的車站建筑設(shè)計(jì)工作中，需要分別從規(guī)劃階段、設(shè)計(jì)階段、施工階段以及運(yùn)維階段體現(xiàn)BIM技術(shù)創(chuàng)新理念。

4.1 規(guī)劃階段BIM技術(shù)的運(yùn)用

在城市軌道交通車站建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃階段應(yīng)用BIM技術(shù)，可以模擬車站內(nèi)外部的具體位置，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)模型準(zhǔn)確地評估和優(yōu)化站點(diǎn)，充分利用BIM技術(shù)模擬整個(gè)交通車站空間。利用BIM技術(shù)中的3D模擬可以清楚觀察車站中的通勤流量，不斷優(yōu)化和完善軌道交通客流信息，實(shí)現(xiàn)對客流的準(zhǔn)確判斷，降低軌道將建筑車站設(shè)計(jì)成本，打通站內(nèi)和地下出入口通道。

4.2 設(shè)計(jì)階段BIM技術(shù)的運(yùn)用

（1）施工現(xiàn)場仿真模型。

利用BIM技術(shù)可以明確車站與周邊建筑物體以及自然環(huán)境之間的關(guān)系，根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行三維建模，搭建施工現(xiàn)場模型，檢查城市軌道交通車站主體、地面與建筑地下管線的距離，審查其與市政、景觀之間的外觀效果。

（2）建筑設(shè)計(jì)機(jī)電模型。

利用BIM技術(shù)可以使不同施工地點(diǎn)和不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員通過計(jì)算機(jī)建立一個(gè)BIM模型，實(shí)現(xiàn)軌道交通三維模型協(xié)同設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)人員之間信息傳遞的效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)信息的及時(shí)更新與完善。

（3）三維模型協(xié)同檢查。

利用BIM技術(shù)可以檢查設(shè)計(jì)過程中存在的漏項(xiàng)，合理解決管線碰撞問題，優(yōu)化和完善管線排布，減少施工過程中因設(shè)計(jì)問題造成的經(jīng)濟(jì)損失和返工概率，提高施工效率和整個(gè)城市軌道交通工程項(xiàng)目的質(zhì)量。

（4）內(nèi)部裝修效果渲染。

將BIM模型導(dǎo)入實(shí)時(shí)渲染引擎中進(jìn)行三維漫游式體驗(yàn)，可以引導(dǎo)業(yè)主方和各個(gè)參建單位在虛擬的三維場景中觀察，獲得真實(shí)感受，增加設(shè)計(jì)過程中的體驗(yàn)感。

（5）基于BIM自動生成圖紙。

BIM模型可以自動生成圖紙，如建筑物體平面效果圖、大樣圖、剖面圖等，設(shè)計(jì)變更后可以自動更新圖紙，減少設(shè)計(jì)人員人為失誤，保證圖紙信息的及時(shí)與準(zhǔn)確。

（6）工程量計(jì)算。

使用BIM技術(shù)可以生成工程量清單（鋼筋使用數(shù)量、管線長度、所需設(shè)備數(shù)量），自動計(jì)算工程量明細(xì)表、減少因熱內(nèi)統(tǒng)計(jì)失誤造成的工期延誤，確保統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性。

4.3 施工階段的BIM技術(shù)應(yīng)用

（1）管線搬遷模擬。

利用BIM技術(shù)可以有效模擬城市軌道交通車站周圍市政綜合管線分布情況，對市政管線進(jìn)行碰撞檢查，以動態(tài)的方式展現(xiàn)管線搬遷方案。

（2）交通緩解模擬。

利用BIM技術(shù)可以模擬車站在施工過程中的交通緩解過程，檢查交通緩解方案實(shí)施的可行性。

（3）土建施工模擬。

可以將土建施工方案融入BIM模型，形成3D模型，模擬各個(gè)階段土建施工的實(shí)際情況，檢查土建施工方案的可行性，實(shí)現(xiàn)未建先試。

（4）機(jī)電管線與設(shè)備安裝動態(tài)模擬。

利用BIM技術(shù)可以檢查管線與設(shè)備安裝計(jì)劃是否存在難點(diǎn)，優(yōu)化安裝流程，提高安裝效率和安裝質(zhì)量。

4.4 運(yùn)維階段的BIM技術(shù)應(yīng)用

（1）運(yùn)維仿真。

利用BIM技術(shù)可以進(jìn)行客運(yùn)模擬，發(fā)現(xiàn)通道中存在的問題和不足，制定應(yīng)急預(yù)案。

（2）資產(chǎn)管理。

選擇模型中的設(shè)施設(shè)備，在計(jì)算機(jī)加載欄中輸入設(shè)施設(shè)備的基本信息，如設(shè)備的名稱、型號、設(shè)計(jì)參數(shù)、供應(yīng)商、生產(chǎn)日期等信息。在BIM技術(shù)的幫助下，可以將這些設(shè)備信息自動生成資產(chǎn)管理明細(xì)表，方便資產(chǎn)管理人員盤點(diǎn)資產(chǎn)和明確資產(chǎn)所在的具體位置。

（3）維護(hù)管理。

在BIM模型中獲取設(shè)備信息，對計(jì)劃維修的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)審核，如設(shè)備使用年限、旅客回訪記錄等。通過改進(jìn)和優(yōu)化BIM的初步模型，可以不斷優(yōu)化和完善其他設(shè)施設(shè)備的詳細(xì)信息。在后續(xù)維護(hù)期間，通過設(shè)備的名稱或型號輕松查詢設(shè)備信息，維護(hù)人員可以根據(jù)BIM模型中提供的數(shù)據(jù)信息，對設(shè)備進(jìn)行定期維保，增加設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

5 城市軌道交通車站建筑設(shè)計(jì)BIM技術(shù)的軟件支撐

（1）Autodesk Revit。

該軟件可以全方位實(shí)現(xiàn)對城市軌道交通車站的三維建模和建筑設(shè)計(jì)；還可以幫助設(shè)計(jì)人員更好、更快地開展設(shè)計(jì)工作，通過BIM技術(shù)的規(guī)劃圖、剖面圖不斷創(chuàng)新和優(yōu)化城市軌道交通車站建筑設(shè)計(jì)理念。

（2）Power Rail Overhead Line（鐵路接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)軟件）。

該軟件在遵循了行業(yè)工作流程的基礎(chǔ)上，引進(jìn)三維設(shè)計(jì)和維護(hù)接觸網(wǎng)項(xiàng)目，充分利用其中的GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)對城市軌道交通車站建筑的布局、初期設(shè)計(jì)以及架空牽引供電系統(tǒng)的施工圖繪制，提升設(shè)計(jì)人員的工作效率。

（3）Navisworks。

該軟件可以進(jìn)行碰撞檢查，實(shí)現(xiàn)多方位、多接口、多角度觀察。通過分析碰撞沖突報(bào)告，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的沖突問題，避免帶來不必要的損失，提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量，節(jié)約工程資源。

（4）Power Rail Track（動力軌道設(shè)計(jì)軟件）。

該軟件中的GIS工具可以更進(jìn)一步提升城市軌道交通車站建筑設(shè)計(jì)的水平，減少返工，簡化設(shè)計(jì)流程，提高設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)效率。

6 結(jié)語

隨著BIM技術(shù)的普及和發(fā)展，BIM應(yīng)用越來越廣泛，在軌道交通領(lǐng)域體現(xiàn)智慧創(chuàng)新的趨勢。經(jīng)濟(jì)社會的不斷進(jìn)步，城市化建設(shè)快速發(fā)展，城市人口將越來越多，城市軌道的交通壓力會隨之增大。為了解決城市人口增多而造成的交通擁堵問題，需要加快城市軌道交通建設(shè)步伐?；趧?chuàng)新理念的城市軌道交通車站建筑設(shè)計(jì)可以緩解城市軌道交通壓力，改善人們的生活條件，為人們的出行創(chuàng)造更便利的條件。