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技术篇 | BIM在轨道交通中的应用

随着科学技术的不断发展,我国建筑行业的技术发展迅速，BIM技术是当前建筑工程领域中先进的应用技术之一，也是城市轨道交通工程未来发展不可或缺的重要支撑。

1、BIM简介

建筑信息模型（Building Information Modeling）是建筑学、工程学及土木工程的新工具，它是来形容那些以三维图形为主、物件导向、建筑学有关的电脑辅助设计。BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（如空间、运动行为）的状态信息。借助这个包含建筑工程信息的三维模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，从而为建筑工程项目的相关利益方提供了一个工程信息交换和共享的平台。

BIM模型

2、工作流程

（1）熟悉工程图纸，利用Revit等软件完成建模工作；

（2）依据模型进行碰撞检测、工程算量、受力分析及4D模拟；

（3）接收甲方及顾问单位工程指令信息，及时调整BIM信息；

（4）为各部门管理人员快速提供相关数据（表、图形）；

（5）将有关工程建造过程发生的信息输入BIM模型；

（6）BIM的更新版本备份管理，为物业管理提供详实数据。

BIM应用工作流程

3、主要特点

（1）使用BIM技术可以通过虚拟的三维模型，把一个极其复杂的工程变成一种可视化的模型，设计、施工和管理人员能够借助这个模型全方位地了解整个工程的全部细节，并便于对工程进行合理的修改和调整。

（2）通过BIM技术可以得到最准确的工程基础数据，并可将工程基础数据分解到构件级和材料级，以便随时随地直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，并将各种对比数据与施工方、监理方、业主和有关管理人员同步共享，让各方互相进行有效的协调，全面掌控工程项目的各种问题和情况。

（3）通过BIM模块化的方式，在一个工程项目建立BIM信息之后，在保存信息模拟过程和积累经验的基础上，能够获得传统方式难以留存的知识和技能，以便在下一个类同的工程项目中加以引用，达到同样工作只做一次的“标准化”目标。

（4）利用BIM技术模拟实际施工的方式，在早期设计阶段中，就可以发现后期实际施工阶段会出现的各种问题，以便进行提前处理；在后期实际施工阶段中，可以对施工活动进行可行性指导，如施工方案以及人员、材料的合理配置和使用，从而在最大范围内实现各种资源的优化和合理运用。

（5）利用BIM技术可以十分便捷地获得工程图样和图纸，这种利用计算机制作的工程图样和图纸不但可以节省大量的绘图时间和人工，而且还能依据各种施工的实际需求绘制出多维空间、多种形式的工程图样和图纸。

4、应用价值

BIM在施工中的应用主要包括以下几个方面：各类工程模型的可视化展示、施工工艺、工序以及施工进度的模拟、机电专业的深化设计、施工成本的管理和数字化构件的加工等。

（1）城市轨道交通工程建设涉及多个单位和专业人员之间的相互配合，通过BIM软件可以将二维的平面图纸转化成更加生动直观的三维立体模型，人以真实感和直接的视觉冲击，能有效节省读图和汇报时间、便于非工程类专业人员理解设计及汇报意图，从而便于加强各参建单位之间的沟通质量和效率，更利于施工问题的解决。

轨道交通项目BIM模型

（2）降低施工图纸的识图误差。利用BIM的三维可视化功能再加上时间维度，可以提前对施工工艺和工序进行模拟，通过BIM施工模拟可以有效发现设计图纸施工过程中存在的问题，并及时在施工前与相关设计单位进行沟通处理，减少不必要的返工和人员、机械、材料的浪费，为施工单位制定更详尽的人员、机械、设备投入计划提供了有效支撑，为减少浪费和实现消耗控制提供了技术支撑。

地铁站BIM模型冲突与碰撞检查

（3）增进与业主的沟通能力。通过BIM的应用，可以随时随地、直观快速地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，施工方、监理方、甚至非工程行业出身的业主领导都对工程项目的各种问题和情况了如指掌。

施工场地布置示意图

（4）积累施工经验。在运用BIM技术建立的建筑施工过程中，大量的数据信息都可以保存下来，其中不乏有传统施工管理方式中难以得到的数据信息和施工技巧等内容，这些难能可贵的经验积累，可为今后提高建筑工程施工水平提供有益的帮助。

（5）运用BIM技术的铁道建筑承建企业，可以把建筑工程施工的模拟模型及数据信息，在企业集团内部进行交流或共享，也可以出让给运营商和维护方，让BIM技术的优势在铁道建筑行业和铁路运营企业中得到发扬，创造更多的经济效益和社会效益。

运维提醒设置

（6）提高工程施工决策效率。通过BIM技术的运用，可以提升经济管理、风险管理和安全管理等数据源收集的效率，并能够通过集中信息处理方法，让信息传递、分发、分析和管理过程实现“标准化”、“电算化”和“精细化”，甚至可以运用传感器植入建筑物的方式，对建筑物进行全方位实时监控，从而提高工程施工决策效率，给传统的铁道建筑施工技术注入新的活力。

5、常用软件

目前国内使用较多的BIM设计软件主要有奔特力（Bentley）、欧特克（Autodesk）、达索系统（Dassault Systems），它们均有各自的BIM系统平台和数据交换接口，并提出了各自的解决方案。

Bentley在水电行业应用最为成熟，Autodesk在建筑上应用最多，DassaultSystems在航天、航空和汽车制造业应用广泛。以下从软件建模功能、软件接口及软件开放性等方面对BIM软件进行选型比较。Bentley系统以Microstation为统一的工程内容创建平台，此平台具有完备的各专业应用软件，包括建筑设计、结构设计、管道设计、土木工程、电气工程、地理信息、铁路等多个方面。

Autodesk是世界领先的设计软件和数字内容创建公司，用于建筑设计、土地资源开发、生产、公用设施、通信、媒体和娱乐多个行业。在二维 CAD领域，Autodesk占据了绝对的霸主地位，三维建筑设计中，以Revit系列产品为主。

Dassault Systems是世界产品生命周期管理解决方案的领航者 ，CATIA和 SolidWorks都是其推出的三维设计产品。

软件特点对比

6、总结

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。但随着BIM技术在城市轨道交通领域的逐渐深入，对BIM技术人才数量和质量的要求提出了较高的要求，因此培养具备诸多专业能力和综合管理能力的BIM技术人才成为BIM技术在行业全面应用必须解决的问题。

来源：轨道车辆