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BIM技术在轨道交通中的应用—打造数字化地铁站

摘要:与 民用建筑及一般的市政建设项目相比,轨道交通项目具有点多、线长、面广、规模大、投资高、建设周期长的特点。建立一套完善的信息化系统来提高管理效率和水 平,提高运营可靠性和应急处理能力,降低安全风险就显得尤为必要。因此,上海轨道交通12号线曲阜路站项目的案例证明了BIM技术是轨道交通必要实施手 段。

  一、项目背景  1.项目名称:上海轨道交通12号线曲阜路站项目  2.设计单位:上海市地下空间设计研究总院   上海市地下空间设计研究总院有限公司于1979年成立,隶属于上海城建(集团)公司,是国家建筑行业中甲级设计单位,具有建筑行业甲级、工程总承包甲 级,工程咨询甲级以及市政行业(轨道交通工程)甲级资质。同时,上海市地下空间设计研究总院有限公司是上海市第一批全面质量管理达标单位,并通过 ISO9001:2008版质量体系认证。  上海市地下空间设计研究总院有限公司综合实力在全国地方人防设计院中排名第一,而且地下院在轨道交 通工程设计以及地下空间开发领域具有较高的业界知名度,在上海轨道交通工程设计市场保持了较高的占有率并积极开拓轨道交通周边及城市地下空间规划、设计和 咨询业务市场领域。

  二、正文

  项目概况  上海市地铁12号线曲阜路站位于与西藏北路相交的曲阜路下,车站东北侧为在建的新梅太 古城一期工程,西北侧为蒙古小区;车站西南侧为已建上海蔬菜拍卖有限公司,东南侧为待开发用地,车站跨西藏北路与8号线曲阜路站十字相交。车站总长 288.4m,标准段净宽20.5m,岛式站台宽12.5m。高峰小时设计客流为7062人/小时,车站总建筑面积18776.2m2。

  BIM技术融入轨道交通建设概述  目前轨道交通行业设计、建设、运营的分离现状及采用传统二维设 计带来的信息量限制及建设过程信息的缺失,给轨道交通项目建成后的运营维护管理带来了巨大的挑战。BIM技术的应用可以有效地解决信息记录、传承问题。 BIM通过在设计阶段建立项目的三维建筑模型,继而录入建设过程中项目的土建、机电设备等相关信息,打造一个融设计、建设、运营等项目全生命周期的数字 化、可视化、一体化系统信息管理平台,真正实现运营维护的信息化。

  BIM技术在设计阶段的应用  在设计阶段BIM技术充分发挥了其优势,为协同设计提供底层支撑, 充分发挥AutodeskRevit软件在协同设计方面的作用,使分布在不同地理位置的不同专业的设计人员通过网络的协同展开设计。设计人员、审核人员等 在任何时间段可通过不同权限从模型上直接获得相关信息,如专业视图、设计进度、设计质量等信息。此外,借助BIM的技术优势,协同的范畴也从单纯的设计阶 段扩展到建筑全生命周期。  在设计阶段中后期,利用AutodeskNavisworks软件对模型进行管线碰撞检查、大型设备后期安装以及维 护路径的设计研究,从而优化净空、优化管线排布方案、优化工程设计,减少在建筑施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性。在设计阶段利用BIM技术解决 施工阶段常见问题,如消除管线碰撞,进行施工交底、施工模拟等,从而提高施工质量。

  BIM技术在建设阶段的应用  在建设阶段,利用设计阶段BIM模型,加上时间属性,在虚拟环境中进行道路翻交及管线搬迁模拟,以四维的直观方式对施工重点、难点加深理解,从而优化施工方案。   在项目管理平台上,协调组织项目中的各参与方、运营单位进行运营条件检查并制定竣工BIM模型标准;设备供应商进行产品信息录入和设备运维参数录入,以 及制定设备参数数据标准、提供数据录入接口;监测单位对监测数据进行整合并且提供远程三维可视化监测数据访问平台;监理单位负责检验记录和提供检验管理平 台;施工单位负责管片质量跟踪管理(RFID)和进度计划管理,此外还包括制定芯片选用标准和提供4D进度监控平台;设计单位负责设计变更管理和提供设计 变更管理平台。项目各参与方通过组织协调,极大地提高了建设进度和建设效果。

  BIM技术在运维阶段的应用  在轨道交通项目中,上海市地下空间设计研究总院有限公司建立了基于 BIM的轨道交通设施资产及运营维护管理系统。该系统利用整合后的BIM模型信息,将设施资产管理与设备运维管理集成到三维可视化平台,并结合物联网技 术,使用自主开发的手持设备及芯片,进行现场管理。其功能主要为设施资产管理、设备运维管理、应急预案管理等。其优势在于:基于数据库的管理系统,调用的 是逻辑关联的信息,如设施三维模型与设施使用手册、运行参数、保养周期等关联,消除查阅纸质文件的不便;运维工单与维修人员和备品备件库存管理联动;应急 工单与应急人员和物资联动,提高运营可靠性和应急处理能力。

  BIM技术实施总述  首先是轨道交通工程全生命周期BIM应用信息管理平台的应用。利用数字化技 术为这个信息管理平台提供了完整的、与实际情况一致的轨道交通工程信息库,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(例如空间、运动行为)的信息。借助这个富含建筑工程信息的信息管理平台,轨道交通工程的信息集成化程度大大提高。另外,在应用纵深方向,轨道交通 BIM应用信息管理平台贯穿于工程的整个生命周期,对于该轨道交通的设计、建设和运维的效果及效率的提高都起到了巨大的作用。  其次是BIM应 用、运营的总集成服务,依托AutodeskRevit软件,集合BIM应用中的常用软件,不断提高传递的信息数量和质量以及传递的任务跨度,充分利用由 前置任务传递过来的信息,从而完善集成的BIM应用,极大地提高了工作效率。此外,项目组还对设计、建设、运维等各阶段进行BIM实施方案研究,编制 BIM实施技术标准、BIM实施数据标准、BIM软件数据接口标准;基于AutodeskRevit系列软件进行二次开发,对设计、建设、运营各阶段和全 过程进行BIM运行维护技术支持;另外,基于目前的项目人员配备,对所有参建单位进行BIM应用基础培训,加深了BIM技术在上海轨道交通12号线中的应 用和其作用的发挥。

  总结  通过上海轨道交通12号线曲阜路站项目的案例证明了BIM技术是轨道交通必要实施手段。与 民用建筑及一般的市政建设项目相比,轨道交通项目具有点多、线长、面广、规模大、投资高、建设周期长的特点,且机电系统复杂设备繁多,建设、运营风险高、 社会责任大,对建设和运营特别是运营提出了很高的要求。因此,建立一套完善的信息化系统来提高管理效率和水平,提高运营可靠性和应急处理能力,降低安全风 险显得尤为必要。

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