BIM在地铁设计中的应用浅述

BIM在地铁设计中的应用浅述

夏阳

中建八局第三建设有限公司苏南分公司江苏苏州215000

摘要：随着城市经济的不断发展，为了解决城市居民工作与生活上的需求，政府加大了公共设施建设项目的建设力度。而地铁作为城市公共设施建设项目中重要组成部分，具有施工周期长、工作量大、投资多、涉及面广等特点，因此，我们需提前做好地铁整体的规划工作，并建立完善的运营机制。近年来，在地铁工程设计过程中，引入了一些新的技术，如BIM技术的应用，不仅可以为人们能够提供相关信息，而且可以加强建设人员之间的协作，大幅度地提高设计人员的工作效率，节约设计成本，以规划出舒适、经济、安全、高效的地铁工程。本文笔者根据工作实践经验对BIM在地铁设计中的应用进行了分析探讨。

关键词：地铁设计；BIM；应用

1BIM技术概述

目前，建筑数字模型（BuildingInformationModeling，简称为BIM），主要广泛应用于地铁工程中，作为一种新兴的工程数字化设计方式，它主要是通过对建筑信息模型进行虚拟，从而实现地铁工程设计、检测、管网控制等目标。近几年以来，BIM技术所覆盖的领域逐步增多，并主要运用在地铁工程设计、建造、维护管理等方面，同时也为地铁工程的集成管理环境提供了很高的支持，通过对BIM技术的采用，不但够降低工程设计中存在的风险，而且还提高了地铁工程设计质量和水平，从而进一步地推动了城市交通的可持续性发展。

2BIM应用现状

2.1国外应用现状

BIM技术在国外应用较早，且较为成熟。最先应用于美国，2003年美国总务管理局颁发BIM使用指南，美国斯坦福大学对BIM技术在项目中的应用进行深入地研究，并对BIM技术的应用优势作出了总结。目前来说，BIM技术在国际上的应用已成为国际企业承接项目的重要条件，也是确保建筑企业持续发展的关键技术。在国外，BIM技术取代建筑传统的设计、施工、管理模式，在建筑生命周期内不同阶段得到了广泛应用。

2.2国内应用现状

在国内，BIM技术在我国香港地区应用较多，在地铁工程中处于领先地位，到目前为止，香港在建成了80多座地铁车站中，大约有20座车站采用了BIM建模，在应用中取得了良好的应用效果。另外，BIM技术主要在示范性和地标性建筑物中才能得到应用，其应用范围受到限制，故与国外存在较大的差距。此外，BIM技术在地上建筑中的应用取得了一些成效，但在地下结构建模、碰撞检查等方面的应用仍存在着较多的缺陷，这主要体现在BIM平台整体功能不足上。

3BIM在地铁设计中的应用

3.1前期规划

在地铁前期规划当中，首先要对项目的可行性进行研究，在此阶段我们可以利用BIM对城市交通的三维模型进行构造。模型由工程项目地质条件、道路桥梁情况、地下管线地形等部分构成，同时还会显示出人口密度、城市经济结构、出行情况等相关信息，可见，BIM模型涉及到自然科学、社会科学、人文经济等信息，通过利用这些模型信息，可计算出地铁线网规模、日客运量、轨道线网平均运距等。例如，BIM技术在应用中，可以通过设计软件与多种软件（地理信息系统（GIS）、地下综合管线管网信息系统）无缝对接。通过建设BIM信息平台，大大提高地下空间规划的可行性，实现地下空间综合利用的目标。

3.2可观化设计

在地铁工程方案设计阶段，应建立车站三维实体模型，要对地铁站位周边情况进行全面地分析，包括周边的道路、地形、管线、建筑物等，并对车站建筑体量进行推敲。另外，在地铁建筑功能布局过程中，还可以结合车站的开发范围、造型等因素进行布置。如在地铁方案规划中，利用BIM技术设计软件，可以更为直观地了解地理信息情况和地下管网管线的布置情况，为前期的地铁布局提供依据。除此之外，BIM技术通过三维实体模型的建立，利用数字化的建筑构件来表现真实的建筑形态。这与传统计算机辅助绘图软件相比，不断改变了采用简单的几何图形来表示的设计模式与方法。

3.3协同设计

目前，我国部分设计单位在协同设计上，仍存在设计分散、成果集中、简单易行等现状。在BIM技术中的协同设计，主要是指不同专业在同一平台下同时进行工作，包括建筑专业、结构专业、设备安装专业等，并实现项目中心文件的共享。而不同专业的工作人员可以通过BIM核心建模软件进行BIM模型的建立，与中心文件进行链接，当两者达到同步以后，再将新创建或修改的信息添加至中心文件，这个中心文件也就是上面所说的建筑信息模型，各个专业可以在模型中查看其他专业构件的布置情况及相关信息，从而实现了信息共享。

3.4优化设计

在地铁建筑设计过程中，需要对设计方案进行优化，如果在设计方案中存在错误信息，需要对设计图纸进行修改，这样将会耗费大量的时间及精力，并且会造成信息不匹配。如果无及时发现，特别是到了建筑施工阶段，只能通过返工解决，引起不必要的资源浪费。而在利用BIM技术所建立的模型，其生成的图元构件具有一定的逻辑关系，由于设计文件中的图纸和构件联系紧密，如果修改其中的任何部分，它会自动修改并反映到其他图纸和与模型子项上，自动产生关联性的变更。这减少设计人员的重复劳动而产生错误，在很大程度上提升了设计工作效率，从而达到节约资源及成本的效果。

3.5自动碰撞检测

在地铁工程设计中，将会涉及众多的专业，这是因为车站内部吊顶管线较多、工作量较大，管线综合排布成为了设计人员首要的首要工作。但在图纸上很难发现管线上预留问题。而通过BIM技术的应用，利用BIM中自动碰撞检测功能，对车站内部吊顶管与桥架走向进行统一优化，且可以对标高进行调整，避免出现碰撞情况。通过BIM技术的应用，可以及时检查错漏碰撞情况，为工程师提供设计上更为直观的参考。且可以避免二维设计中不同专业信息传递的缺失，实现了建筑工程、结构工程、设备工程三者之间的协调统一，提高了施工质量。

4结语

综上所述，BIM技术的应用，改变了传统的设计方法，由建筑二维设计转向建筑三维设计，且改变了单纯的几何表现方法，主要采用全信息模型集成来表现，还可以从单独完成项目转向不同专业协同完成项目。目前，在我国城市地铁工程设计中，大部分设计单位非常重视对BIM技术的应用，以不断提高建筑设计水平，降低地铁建设成本，确保地铁的建设质量。可见，BIM技术在轨道交通领域将会得到更为广泛的应用，未来将具有更广阔的发展前景。

参考文献

[1]陈辰.基于BIM技术的三维管线综合[J].土木建筑工程信息技术，2012，4（6）：83-86.

[2]何清华.BIM在国内外应用的现状及障碍研究[J].工程管理学报，2012，2（1）：12-16.