“联盟杯”优秀作品第三期：中国铁设 | 深圳大运综合交通枢纽BIM正向设计及综合应用

图1 大运枢纽地理位置

针对枢纽设计过程中，大量使用非结构化数据，产生的信息冗余、数据衰减、专业信息冲突等问题，提出PDMO数据协同设计方法。包含四个步骤：PLAN：方案设计；包含：草图设计、数模分离、方案比选、初步设计。DATA：数据协同；包含：核心部件选型、关键部件组合、形体平面设计、形体竖向设计。MODEL：模型孪生；包含：数模交互、核心模型孪生、框架模型孪生、附属部件设计。OUTPUT：成果输出；包含：数据、模型、图纸的输出。

在PDMO设计方法的指导下，基于Revit自主研发了数据及监控盘三维协同设计系统，通过数据协同、数模分离、双屏交互等技术手段，承载客流、线路、土建、机电等城轨工程核心专业，在同一平台上实现三维协同设计，高效完成设计、沟通、协同工作，实现从客流数据录入，车站辅助选型，衍生设计方案比选，到模型自动化生成的BIM全过程正向设计。实现在25分钟内，完成枢纽主体框架的模型孪生。在15分钟内，完成出入口正向设计。根据线路平纵断面自动生成三维线路中心线，实现在1分钟内自动完成完整的盾构区间模型创建。极大地提高了建模效率和精度。

模型细节设计。针对大运枢纽复杂节点多，建模工作量庞大等特点，研发了用于辅助正向设计的车站建模助手工具，包括土建结构快速工具、复杂几何建模、视图/工作平面管理、报告输出等多达200个功能，正向设计中应用建模助手极大提升了复杂节点的模型准确度，建模效率提升60%以上。

为实现设计与评估的关联协同运作，研发了数字化评估系统。系统基于数据库技术，将轨道交通工程的设计、施工、运维的既有信息和标准规范作为数据基础，构建数字化评估指标体系。针对大运枢纽工程，提取BIM模型中的几何和非几何信息，在满足数字化交付率的前提下，将其与标准数据进行比对，评价项目的合规性及合理性，将结果通过评估系统反馈给协同设计系统，实现自动修改参数、完成数据及模型修改，形成完整的设计与评估参数、操作、软件生态体系，进一步确保了数字化设计的质量与效率。

大运枢纽造型新颖独特，结构形式复杂，为设计者带来挑战，在深度结合国内现行出图标准前提下，基于正向设计的原则开发自动出图工具，包括一键出图、快速标注、构件精准定位等功能。创新性的将三维和二维表达相结合生成图纸，直观呈现设计方案，形成企业三维图册标准。平台实现对枢纽总图、分层平面图、枢纽剖面图中的核心专业自动出图，解决枢纽工程复杂结构出图的难题，BIM正向设计出图效率提高了91.3%。

本工程在设计阶段深度结合《绿色建筑评价标准》，利用BIM技术对指标项进行模拟，实现项目的前评价，应用于方案优化。包括：客流模拟，实现枢纽公共空间优化；疏散模拟，实现枢纽逃生空间优化；采光模拟，实现枢纽空间采光通透性优化；烟气模拟，实现枢纽防灾减灾优化。将结果反馈设计与评估系统，修改设计参数，对工程整体方案进行优化，实现建筑空间有效率提高30%以上，绿色建筑核心指标吻合度提高35%以上。

基于revit平台开发智慧建造模块，程序可定义施工步序，调整先后顺序，自动进行演示，进行全过程BIM工筹模拟，判断施工方案合理性。通过智慧模拟软件完成安装站台圆管柱、钢框架梁，柱内混凝土等施工内容。直观生动呈现了周边环境与施工作业面之间的关系，为工程筹划的制定提供了重要依据，有效保证施工进度。

大运枢纽工程节点型式复杂。利用BIM技术，真实还原了多个连接节点处异形钢筋、型钢梁与混凝土结构之间的复杂关系，帮助优化节点设计细节，以更有利于混凝土的灌注，有效指导了现场的施工作业。

针对地下管线密集，专业繁杂，交叉排布多等问题，开发了地下管线模块化生成软件，综合周边管线信息，确定管线迁改方案，为方案实施提供重要指导。

通过5G、大数据、区块链技术的引入，研发了BIM+GIS数字化管理平台，对项目进行全生命周期数字化信息管理。结合轻量化技术，整合城市级模型体量，将枢纽与周边的三维实景模型进行集成和信息关联，解决大体量模型在不同终端浏览的需要，实现对模型精准化、一体化展示，优化了沟通方式，提高了设计效率。协助构建智慧工地系统，实现施工全过程可视化表达与管理。为工程数字化运维提供了支持与保障。数字化管理平台，推进了对大型综合交通枢纽工程BIM全生命周期综合应用，全方位提升了BIM应用的品质，进一步将智慧城市理念精准落地。

基石谋百年大计，笔诚划千秋品质。依托本项目BIM技术应用经验，主编了中国城市轨道交通协会《信息模型分类及编码标准》，形成了《构件库》、《设计深度》、《表达》、《交付》等系列标准。将BIM技术与建筑工程理论深度融合，为城市轨道交通BIM应用提供了系统理论与实践经验，形成了新时代城市轨道交通BIM+应用体系。为BIM创新发展，助力添彩。