BIM技術如何應用于城市軌道交通工程？
2022/12/21
軌道交通作為基礎設施建設的重要組成部分，是城市公共交通的骨干，具有節(jié)能、省地、運量大、全天候、無污染（或少污染）又安全等特點，屬綠色環(huán)保交通體系，特別適應于大中城市。
近年來，我國推出多項政策推動軌道交通行業(yè)的發(fā)展。
今年1月，國務院印發(fā)《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運輸體系發(fā)展規(guī)劃》，提出科學謀劃，發(fā)展市域快軌、推進多網(wǎng)融合、持續(xù)推進智慧城軌建設、保障城軌交通財務可持續(xù)發(fā)展四大發(fā)展要點。在設施網(wǎng)絡方面，提出2025年鐵路營業(yè)里程達16.5萬公里，平均每年新增3800公里，其中高速鐵路營業(yè)里程達5萬公里，平均每年新增2400公里；城市軌道交通運營里程達10000公里，平均每年新增680公里的發(fā)展目標。
在軌道交通工程取得大規(guī)模發(fā)展的同時，我國BIM技術也取得了革命性的發(fā)展。2020年8月，住建部、教育部、科技部、工信部等九部門聯(lián)合印發(fā)《關于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見》。意見提出：大力推廣建筑信息模型（BIM）技術。加快推進BIM技術在新型建筑工業(yè)化全壽命期的一體化集成應用。
BIM技術在城市軌道交通工程全生命周期中涉及規(guī)劃、設計、施工、運維和拆除等五個階段，目前在城市軌道交通工程對于BIM技術的應用主要在設計、施工和運維階段。
下面，我們一起來看下，BIM技術在城市軌道交通工程全生命期各階段中能進行哪些應用？
設計階段
城市軌道交通的生命周期一般長達數(shù)十年甚至上百年，相對來說其設計階段的時間很短，但影響卻是最為深遠的。縱觀整個建設項目，設計階段的投資只占建設項目總投資的2-5個百分點，卻決定了該工程項目75%以上的內(nèi)容。這是由于設計時間處于整個軌道交通生命周期的前端，是整個建設項目信息生成的階段。由此，設計質(zhì)量的良莠不齊不只影響到整個工程的投資造價，更影響到完工以后相當長一段時間的運維使用。
BIM 技術在設計階段的應用最早也最為廣泛。
在規(guī)劃設計階段，采用一體化設計，通過BIM的三維模型和地面仿真技術將周邊用地規(guī)劃、公共交通銜接、商業(yè)設施開發(fā)等因素相結合，實現(xiàn)地上地下一體化設計；整合BIM與GIS，通過數(shù)據(jù)轉換將BIM模型導入GIS平臺中，利用Civil3D、OpenRail Designer等軟件進行場地自然條件的模擬來分析場地的選址情況。
在城市軌道交通設計中還需考慮線站比選、交通疏解和管道改遷。國內(nèi)很多城市地鐵設計中開始普遍應用BIM技術進行管道改遷，如上海地鐵9號線、青島地鐵1號線等將規(guī)劃線路及月臺與周邊建筑、地形、市政設施進行綜合協(xié)調(diào)，統(tǒng)計管線搬遷工作量，預先控制了風險，提高了項目協(xié)調(diào)效率，獲得了明顯的效益。
除以上應用外，很多建設企業(yè)也開始了協(xié)同設計、碰撞檢查以及軌道交通沿線景觀的快速建模等應用。碰撞檢查是BIM為建設單位帶來的最直接的效益，通過BIM三維建模，可在設備安裝之前先進行各專業(yè)之間及專業(yè)內(nèi)部的管線碰撞檢查，提前發(fā)現(xiàn)設計可能存在的碰撞問題，減少施工階段因設計疏忽造成的損失和返工工作，提高施工效率和施工質(zhì)量。
施工階段
隨著國內(nèi)對城市軌道交通BIM理念的不斷深入，BIM技術在施工實踐中也開始逐漸展現(xiàn)優(yōu)勢。軌道交通工程涉及多專業(yè)的協(xié)同與整合，在施工過程中常面臨特殊的地質(zhì)與環(huán)境狀況，加上工期緊、工區(qū)小、參與單位多等現(xiàn)狀，增加了施工管理的難度。當前，城市軌道交通施工管理面臨精細化發(fā)展的變革，大量信息數(shù)據(jù)需要及時處理分析，進而為管理提供決策支持，這將推動施工管理由傳統(tǒng)的流程化管理模式向數(shù)字化管理模式轉移。
大型地鐵換乘站與地下管廊綜合體共建及車站裸裝施工關鍵技術
基于國內(nèi)對于施工階段的BIM需求，其應用實踐也逐步展開。施工實施階段可應用BIM創(chuàng)建虛擬現(xiàn)場，利用GIS、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等技術開展標準化管理、進度管理、安全風險管理、質(zhì)量管理、重要部位和環(huán)節(jié)條件驗收、成本管理等方面的應用，實現(xiàn)對工程項目的精細化管理。
安全、質(zhì)量和進度是城市軌道交通施工過程中關注的重點。在軌道交通實際施工中常常需要采用一些重難點施工方案和特殊施工工藝，為保證施工效果，部分企業(yè)已經(jīng)開始運用BIM三維模型進行仿真模擬，找出方案中的不足進行修改，并在施工過程中，給施工操作人員進行可視化交底，降低施工難度，做到施工前的交底有的放矢，確保施工質(zhì)量與安全。
運維階段
在城市軌道交通全生命周期中，運維階段占據(jù)了絕大部分。從成本分析的角度來看，設計和建造成本只占到了整個建筑生命期費用的20%至30%左右，而運營維護費用卻占到了全生命周期費用的67％以上。此外，運營階段更是直接面對民眾，承擔民眾生命財產(chǎn)安全，以及評價城市軌道交通建設是否發(fā)揮預期功能的關鍵階段。雖然國內(nèi)軌道交通建設如火如荼，但是大規(guī)模建設過程中對于BIM技術在后期運維管理的應用相對較少。
城市軌道交通運維管理中涉及機電、通信、車輛安防等諸多專業(yè)，各個專業(yè)都有各自的管理系統(tǒng)研究，結合BIM技術充分利用項目設計、施工中的大數(shù)據(jù)，集成各專業(yè)系統(tǒng)于一體化平臺上，必將給城市軌道交通運維管理帶來巨大效益。
BIM軌道交通工程設計案例
青島地鐵一號線是山東省青島市軌道交通規(guī)劃中的一條地鐵線路，該線是主城區(qū)連接黃島區(qū)和城陽區(qū)的南北骨干線路，全長約42.7公里。
本項目為軌道交通領域的重點項目，此項目面臨參建方眾多，設計周期短，設計施工節(jié)點復雜等諸多難點。
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