
BIM在城市轨道交通中应用现状分析

技术应用
BIM具有项目生命周期集成化管理的特征,结合美国施工行业BIM技术应用分类的方法,通过对调研的内容进行分类整理,其应用点如图:

图表中可以看出,在规划阶段应用点较少;设计阶段以“可视化设计”、“协同设计”为主;施工阶段应用点虽丰富,但成熟的应用集中于“碰撞检查”、“施工模拟应用”、“管线综合应用”;运维阶段的应用涵盖投资控制、质量控制、安全控制、监视系统,但尚无明显的应用案例。
规划阶段
在规划阶段,BIM软件与GIS的结合是一个开拓性的研究思路,可对场地长线精确测量和可视化呈现以提供更好的方案设计依据。增强现场仿真的效果,辅助业主理解项目,为决策提供更好的环境。
设计阶段
BIM技术应用给设计阶段带来了较明显的改变。与传统的设计工作模式相比,BIM技术打破了时间的壁垒,优化了设计流程,改善了设计变更的处理。
BIM技术提供的三维可视化建模环境,包含更丰富的几何信息与属性信息,增强了信息表达,减少设计的错漏调整,为建筑师提供更直观、更方便、更合理的设计环境;BIM的协同设计允许不同专业在同一平台下同时工作并对项目中心文件实现共享;BIM技术应用于设计阶段是较成功的,但无法替代现有的设计流程,存在的不足之处有:基于BIM技术的族库、数据库建设不成熟,三维设计成本高,曲面、特殊构件的拟建存在较大难度;BIM软件与我国建筑业契合度较差;BIM技术应用的投入产出比难以衡量。
施工阶段
施工阶段的BIM技术应用点涵盖众多。根据设计施工图纸建立三维多专业模型,可以验证施工可行性,避开错误与碰撞。
运营维护阶段
运营维护阶段BIM的应用屈指可数。结合设施设备编码体系、可视化结束、监控系统等多项技术,建立三维运维智能化管理系统是当前思路之一;也有学者基于BIM技术建立城市轨道交通运维模型的交付标准,尝试弥补施工与运维阶段的数据交换标准的缺失。可现有的承包模式对运维阶段的忽视,是造成该环节信息孤岛的主要原因。一方面运维阶段与施工阶段脱节较为严重,施工单位的工程资料得不到有效保存与交接,另一方面运维阶段的需求不明确,缺乏统一的应用流程和工作模式。

技术研究
下文主要从关键技术出发,描述现有研究中心的技术难点,并与轨道交通研究现状进行比较分析。
以基础标准为底层,完善技术标准
BIM技术的基础是数据标准,数据源的单一性与安备性是不同参与方在信息集成和技术应用过程中对同一数据资源进行有效利用的保证。轨道交通的BIM标准应以基础标准为底层,完善技术标准,从而实现对数据的收集、存储、整合、管理与利用。在国家层面上应推动应用标准的建立,明确各阶段的需求,形成成熟的数据流与应用框架。
建筑生命周期的信息共享与交换
BIM技术的核心问题是建筑生命周期的信息共享与交换。轨道交通项目建设是同一专业不同阶段、不同专业之间、不同分工方之间的数据共享与交换过程。不同专业在同一软件平台内集合建筑、结构、暖通等模型数据,进行冲突、碰撞检查可改善传统的作业效率。目前更分工方仍通过将纸质文档电子化交接数据,效率低、不同分工方之间数据共享仍然是个难题。
完善的云平台与数据库是后续技术应用的保障
BIM具有集成化管理的特征,符合生命周期管理的要求,完善的云平台与数据库是后续技术应用的保障。一方面瓶盖的架设需参照项目的组织结构,分配给不同参与方不同的权限,对工程信息与非工程信息进行合理的分类、管理、编辑等,为所有参与方提供一个适合讨论、规划和决策的环境;另一方面,平台需要整理工程信息不同阶段的数据,在概括核心数据的基础上,实现不同阶段数据的补充与扩展。
基于BIM技术的轨道交通发展方向

应用障碍
数据基础不足,相应标准不够完善
对于既有的轨道交通线路,缺乏模型数据;对于新建的轨道交通工程,缺乏统一的模型交付标准、应用标准等。
BIM基础技术欠缺
轨道交通中供电、信息、环控等特有的专业工程模型构建存在较大的空白;将规划决策阶段变化的拆迁用地信息、地址勘测信息与运维阶段的维护信息、检测数据等有效保存和利用依然是个难题。
缺乏合适的BIM信息管理系统
管理平台信息数据的输入输出功能还不完善,对多种模型无法提供完整的数据接口,难以实现数据共享和转换,管理平台外的系统能否支持数据的有效输出同样是一个难题。
规划、运维阶段需求不明确
设计、施工阶段的数据不连贯,规划、运维阶段需求不明确。目前工程项目BIM的应用在设计阶段较为成熟,但并未形成成熟的数据流与应用框架;而规划、运维阶段的需求不明确,应用模式与既有的诸多应用体系无法嵌配,导致BIM在规划、运维阶段的价值难以实现。
管理水平有待提高
现今轨道交通技术应用往往局限于某个车站、某条线路、某项工程内,在城市层面上与个人层面上都缺乏相应的应用。现在化的管理工程对工具平台的实用性、便捷性和可靠性都提出了高要求。如何在城市层面上,对市政建设、政府决策提供必要的数据支撑,实现海量数据的存储与表达是一个巨大的挑战,同时针对个人用户,实时轻量化文件的传输和利用也是难点之一。

应用建议
针对BIM技术在轨道交通建设方面的应用,从以下几个方面进行展望:

近年来轨道交通行业对BIM技术的关注度不断提高,当前轨道交通建设中的BIM应用还处于初步阶段,应用点主要集中在设计、施工阶段,但BIM技术还较为薄弱,面临挑战较多。因此,为进一步发展BIM技术在轨道交通中的应用,应加紧步伐,形成轨道交通工程的BIM标准体系,逐步完善软件层面的数据交换与数据共享,建立基于BIM技术的信息集成与管理平台,加快轨道交通工程工业化与信息化的发展。
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