【早安BIM】第八十九期 BIM技术在地铁工程设计中的应用探究

回顾我国近几年的发展，“科技强国”“经济大国”等称谓已是实至名归，国际地位上也让其他大多数国家望而生畏；但不可否认随之而来的也有私家车数量的急剧增长，造成了地面交通的严重拥挤，影响到人们的日常生产生活。因此，打通地下空间，发展地铁工程，正是缓解紧张的交通现状的明智之举。本文中，我们将主要针对地铁工程设计中的BIM技术应用进行探究。

1  地铁工程发展现状及特点分析

在我国，地铁工程建设已经走过了近百年风风雨雨的历程。由于受城市经济、技术等方面的制约，再加上地铁工程不同于一般的建筑工程，项目施工时有着大规模、高风险、涵盖领域多且复杂、易受施工地点周边环境影响等特点，到目前为止，仅有一线及部分二线发达城市才有能力开通地铁。可以说，我国的地铁工程发展进程缓慢，还有漫漫长路等着赶。

各国之所以会都选择迎难而上，极力主张发展地铁工程，主要是因为地铁的以下三方面功能特点：

1.1  有效舒缓地面交通拥堵问题

一直以来，我国人口都有着基数大的特点，再加上经济迅猛发展的推力，我国早已无法摆脱“人口大国”的命运。城市人口密度大的问题使得土地面积严重不足，限制了城市发展的脚步。而地铁工程建设的开展，很大程度上缓解了地面交通压力，又节约了地面空间，很受城镇规划建设官方的喜爱。

1.2  节能减排的有效利器

进入新世纪以来，能源问题以及环境问题在世界范围内引起很大关注，可以说，“绿色出行、节能减排”已经成为当下人们生产生活的行为准则。除了骑行、乘坐公交等，乘坐地铁也成为了城市居民尤其是上班族的首要交通选择之一，因为地铁运行有着稳定又快速的特点。而且，地铁每日运行客流量大，既能减少燃油车辆的使用，又能起到减少能源消耗的作用，自然能实现节能减排的功效。

1.3  减少干扰及噪声污染

地铁运行除了能够缓解地面交通堵塞的压力外，在一定程度上，也大大降低了交通事故的发生概率，因为，有一部分交通事故便是因为受车辆间的干扰而造成的，例如：黑夜中，迎面驶来的车辆探照灯过亮会影响到司机的视觉，若有不慎，便会驶错方向，酿成交通事故大祸。

像地面道路两旁的绿化带，除了起到美化环境的作用外，还有对降低噪声污染的考虑；有了地铁工程的展开，可以说也起到了减少地面行车时噪声污染的作用。而且，随着地铁建设进程的深入，技术上的提高，地铁运行噪声也能尽可能控制减小。

当然，任何事物发展都不会是绝对的，我们也必须认识到地铁工程建设也是有弊端的，例如：进行一项地铁工程，需要投入高额的成本，并且建设周期会很长，而且，大规模的建设必然有着高风险，我们也不能完全避免新的安全隐患的产生等等。此外，若是碰到地铁施工遇上复杂环境的典型案例时，施工风险与技术难度的大大增强也会影响到整个地铁工程的建设安全。

2  传统工程设计中二维设计应用现状

在传统的工程设计中，二维设计是主体，主要依靠图纸来对某一建筑构件对象进行多视角描绘，并且施工时还要依赖于设计人员的空间想象力来还原出构件的立体图形，难免会有所偏差。此外，若是出现要对构件进行些许变更的情况，便要大动干戈，对多个视图都要进行重新绘制，也会对其它工序的进行造成影响。

总体来说，二维设计的不足之处在于数据传递能力有限，很难实现信息共享，并且在工程施工进程中协调性与整体性差强人意，很大程度上阻碍了行业的信息化发展进程。所以说，BIM技术所代表的三维设计的发展解决了整个建设行业的燃眉之急，也被业界赋予着很高期望。

3  BIM技术介绍及其优势简析

BIM技术，也就是三维建筑信息模型，主要目的在于建立起一体化的建筑物信息系统。当然，这就需要有效地利用建筑物的三维数字来衔接起整项建筑工程中的设计、施工、管理及后期维护等各环节的信息，最好涵盖其生命周期的每一阶段。

我们都知道“胜出必有所长”，且在发展日益迅猛的城市轨道交通工程中，BIM技术能够占有一席之地，必定有着“过人之处”。据了解，BIM技术具有能够高度集成信息且传递性强的特点，进而能充分发挥出该项技术在建筑工程中支持并协调各部门进行沟通的作用。此外，BIM技术还能够进行在地铁工程施工中的模拟环节，并借此来采集各种建筑信息；再加上该技术能够对数据的一致性与关联性做出保障，有力推动了地铁工程工作的连续性进行，并不难理解相关工作人员会对BIM技术予以厚望。

详细来说，利用BIM技术构建的三维建筑模型数据信息库，其中囊括了建筑设计、使用乃至使用终结期的所有信息，既能完整、详细地供给建筑师、施工者及业主等查询，又能保证信息的实时更新，协调起工程的整体运行，大幅提高了工程完成质量。

4  BIM技术在地铁工程设计中的应用

4.1  在前期规划方面的应用

我们常说“做大事者，要有所谋略”，同理的，在地铁工程设计中，前期规划可以说是奠基者了，做好了前期规划工作，可以说对于整项工程已经成功了大半。因此，在进行前期规划工作时，各个部门要试着运用BIM技术的核心思想来构建出城市交通的三维模型，借以做好对工程项目的可行性研究分析。需要注意的是，这里所构建的三维模型，既要能够充分体现出施工地点的地质条件、管线及建筑物的特征等，也要涉及到人文、科学等方面的相关信息；并且，在轨道交通工程设计中各种分析、核算工作要建立在完善的信息的基础上。

4.2  在可视化设计方面的应用

BIM技术突破了工程设计中传统的二维设计模型的桎梏，利用三维数字化特点基本百分百还原出建筑构件的外形特征；在设计方案上也不再受概念设计的局限，呈现出多样化发展；并且在地铁工程的前期设计中，BIM技术可以协助设计人员构建三维建筑信息的实体模型，全方位了解施工地点的地形、道路状况及建筑物信息等，直观、可视又可靠，有助于最大可能地实现项目地点的一体化开发。

4.3  在协同设计方面的应用

在轨道工程的协同设计方面，BIM技术能够集中工程建筑、实体结构及施工设备等在一个平台上，来进行信息资源的共享；另外，不同任务部门的工作人员也可以通过项目工程下构建出的专业的BIM模型进行与项目中心文件的连接以同步并添加信息。整体来看，这项应用能够整合各项数据信息，应用网络通信技术构建起三维建筑模型数据信息库，来帮助设计人员及管理人员进行信息文件的查阅与交换。

4.4  在设计优化中的应用

传统的二维设计手段，传达出的建筑工程信息毕竟有限，并且但凡建筑设计出现稍许变更，就要重新进行多视角手工绘图，人力消耗巨大且耗时长，很有可能导致施工延误情况的发生；再加上施工时工程实物有时会与二维工程图出现些许偏差，便会造成工程返工的境况。但这些问题，利用BIM技术便能很大程度上得以解决。

首先，BIM技术属于三维数字信息模型，在设计时便有了一定的空间构图，直观、可视；其次，BIM技术有着一体化的建筑物信息系统，具有一致性与关联性，遇到有问题需要修改的情况时，便会自动反馈并及时修改，不仅减少了设计环节中的人力消耗，还能将出现施工错误的可能降到最低，大幅度提升了项目工程的施工效率。

4.5  在碰撞检测中的应用

在地铁工程设计中，应用BIM技术的碰撞检测功能能够对项目工程中的管线施工和设备应用等进行即时检测，反馈给地铁工程设计者直观可靠的信息、建议等，有助于他们设计出最优的布局方案，达到最佳的施工效果。

5  BIM技术在地铁工程设计中的发展趋势

信息化的发展在创意、思维等方面为工程设计工作者提供了强大助力，打破了传统工程设计技术在创作上对设计者的限制，动摇了先前设计模式的固有化。在竞争局势日趋火热化的工程设计行业，BIM技术发展必将为其带来一场旷日持久的变革战。想要获取最大程度的竞争优势，可以选择跟紧时代前进的步伐，加强自身理论储备，深入发展、应用BIM技术体系。

近几年来，在城市轨道交通工程设计中，BIM技术深受重视，且应用也日益广泛，尤其是在地铁车站及其周围空间的可视化设计还有项目施工设备、管线等的碰撞测试环节上。可以说， BIM技术发展前景可期，并且可以预测在未来的轨道交通工程中，该技术在整个工程的前期设计、项目施工以及成果运营等各环节发挥的作用都不容小觑。

6  结语

明日之“子”—BIM技术。现在，我们已经进入一个信息化时代，BIM技术的横空出世，正是时代所需；同时也是城市建设进程中，工程设计行业向信息化转型的关键所在。至目前来看，在我国，BIM技术虽然大体上仍处在起步阶段，但其在地铁工程方面的应用已日益显现出成熟之势，相信用不了多久便能够实现大范围的推广。

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