BIM技术在轨道交通工程设计中的应用

摘要：随着中国社会经济的进一步发展，城市轨道交通也得到了很大的发展。作为建筑行业的一项新科技，BIM技术在轨道设计中获得了许多设计者的青睐。本文通过对BIM技术加以阐述，进而就该技术在轨道设计中的运用展开探讨。

关键词：BIM技术；轨道交通；工程设计 引言

轨道建设工程对中国城镇化进程的推动，对城乡居民的安全出行都产生了很大的作用，所以政府必须注重于轨道工程的设计和建造。由于这些类别的工程都有着建造时间较长、工程量很大的特点，从而在项目的设计和施工质量等方面，都面临着或多或少的困难，从而影响了工程的顺利有效运转。所以怎样增加建筑工程施工的稳定性，以及怎样让建筑的施工进度得以提高，也将成为施工各方都不得不思考的一个问题。而由于BIM技术的迅速发展，让上述问题都可以得以破解。

一、BIM技术 （一）BIM技术概述

BIM技术是一门广泛应用于设计施工管理的数据化工具，利用参数模块集成不同建设项目的有关数据，在工程规划、执行与管理的整个生命周期流程中实现数据共享与传递，使建筑工程人员对不同建设信息进行正确理解与有效应对，为工程设计组织和包含施工运营机构在内的多种施工参与者奠定协同工作的基石，在提升生产质量、降低生产成本与压缩时间方面起到关键作用。

（二）BIM技术的主要特点

BIM技术主要具备了可视化、协调性、模拟性、优化性、可出图性、一体化性、参数化性、信息完备性这八大特点。

（1）可视化

在BIM工程信息模式中，因为全部流程都是可视化的，所以可视化的成果不但能够用于工程效果图的呈现和财务报表的制作上，更关键的是，整个项目设计、施工、营销等流程中的所有交流、讨论、决策，均在高度可视化的状态下完成。

（2）协调性

BIM工程信息模块可在建设项目施工前期对各学科的建筑碰撞问题加以协同，并形成协同数据分析，然后提交出来。

（3）模拟性

模拟性并不仅仅能够直接仿真建筑出的建筑物模型，BIM仿真性还能够直接仿真不能够直接在现实社会中得到使用的东西，在设计，BIM还能够对在建筑设计上必须得到仿真的某些东西，作出模拟实验。

（4）优化性

BIM模式给出了关于建筑的现实生存的所有讯息，包含了几何学讯息、物理学讯息、规则讯息，同时还给出了在建筑变形以后的现实存在。

（5）可出图性

BIM技术是指通过对建筑设计流程做出了可视化呈现、协调、建模、优化等之后，才能够协助业主设计出建筑图纸。

（6）一体化性

通过BIM技术可实现从方案设计到实施再到运行涵盖了项目的整个生命周期的统一管理模式。

（7）参数化性

参数化模型指的是使用参数而非数据创建和分析模型，因此单纯地修改建模中的参量值也能够创建和解析出新的模式;BIM中图元主要作为建筑构件的形态存在，而这种构件之间的差异，是透过基本参数的改变表现而来的，参数变化保存了图元作为数字化建筑物结构的全部数据。

（8）信息完备性

信息完备性表现在BIM技术，能对建筑对象实现三D几何数据信息和空间拓扑联系的表述，和更全面的建筑信息表述。

二、BIM技术在轨道交通工程设计中的应用

轨道交通工程设计是庞大的项目任务，需要进行大量的工作安排、整合、技术利用。BIM技术作为建筑设计中重要技术，可提供可视化三维技术、整合工程信息、设计施工模拟，提高设计效率。

（一）深化设计

用于建筑设计代表了修改优化的迭代过程，在以前，如果易筑中的设计发生变化，则需要人工开展修改工作，这个过程需要消耗大量精力和时间，而且扩展到施工阶段数据容易错配，进而导致出现返工。BIM模型的图纸是通过可视化和汇总创建的设计图类型，并且可以定义各种模型界面条件，如3D视图。BIM模型中的所有图形元素都必须基于关系来进行创建，并且每个图纸和模型的视图都需要进行有效链接，所有更改都可以自动反馈并反映在图纸中。所以在所有项目中，专业协作可以随时随地进行，这确保了每个专业人员的设计数据的完整性以及协调性，并更新信息。从而减少人员工作量，降低了出错几率，节省资源，一定程度上提高了效率，降低了成本。

（二）可视化设计

在方案设计的时候，轨道车站的3D建模能够全面捕捉地质、交通以及建设的现状，同时根据本站集成开发强大的分析功能可以检测各种功能。随着项目的进展，设计方案也必须多样化，设计可能是概念性的或更详细的技术设计。BIM的运用是设计者能够运用建模来进行设计的全面发展。基于建模的可视化特性、直观性和可靠性，能够运用BIM技术进行有效沟通，在发现问题及时进行调整，发挥出BIM的最大程度价值。BIM技术在数字化的帮助下，可以对建筑组件进行真实的描述，突破传统设计模式。

（三）协同设计

协作设计机构的当前状态是设计是分散的，需要时间来协调。大多数协作系统都通过互联网和数据通信软件在工程单位的局域网上建立了通讯平台，工程设计的管理者们可以更有效存取和共享系统背后的信息和数据。所谓的协同建设，即把建筑、设施、构件等合并到一个系统下，并完成文件的联合设计。其他专用的BIM应用软件建立专门的BIM模型，完成与全局信息的有效联系，并完成共享同步后添加数据。

（四）仿真设计

伴随着城市的建成，以及轨道交通的开发日新月异，铁路网的快速发展和公交车站的数量增加，一些公共汽车站和主要火车站非常拥挤。由于整合BIM与GIS技术，可以把各地区的信息垂直整合到城市轨道交通数值建模中。特定的出行需求，表明了与模型中直接相关的地区的人口密度、地理环境、出行需求等等。当在计算运输距离与人流量时，还要确定管道的原因，这对于最终的交通网络规划是一个重要的参考。与此同时，因为轨道的诸多限制条件，因此连接线路和客流也有所不同，需针对具体途径和转移步骤以及客流量展开定量分析。在实际应用中，利用如Steps等行人仿真软件，来模仿人的实际移动、超车、拥堵和调速等等一系列动作，并比较客流和换乘方式，以优化换乘和乘客舒适度。

三、BIM在城市轨道交通项目中的主要应用

（一）在规划阶段，可以利用infraWorks360快速创建项目真实场景，将相应的数据导入，知道周围的建筑、地形等，从而进行快速的方案设计。有了方案和真实的场景之后，进而判断方案的可行性以及评估相应的备选方案，确定什么地方是车站以及隧道，更加直观快速。

（二）在设计阶段，可以利用Civil3D对路线、路基进行参数化设计以及进行三维地质实体的开发，利用Revit可以进行高效率的车站、隧道、机电的参数化设计，以及进行信号的参数化设计。使用BIM技术能够进行建筑可视化、复杂区域出图，也能够在建模中直接获取建筑图纸，从而避免了\"错漏碰缺\";运用专业协调碰撞检查，能够实现各专业模块间的碰撞检测，以提升产品设计品质;运用实现对气流等环境的模拟与解析，能够模拟人紧急撤离过程，还能够模拟人的视觉，以体验广告、企业标识设计效果。最后可以利用软件自有的功能进行施工图纸的导出以及对轨道车站进行设计。

（三）在轨道施工阶段中，利用软件实现对管线和轨道搬迁过程的仿真;利用机电设备的应用软件，进行机械辅助的设计;采用配合好的模型，仿真机械设备布置次序，仿真线路布置次序，减少施工误差，提升机械配置深化工程的精度与质量;采用施工程序仿真软件，可剖切任意断面，地上地下剖切分析，加入程序后仿真施工进度大大提高建筑质量效益、改善施工效率、压缩工期、减少建筑花费。此外可以利用BIM模型将BIM360Layout与相关的放样软件进行智能化的放样，利用BIM360可以更加方便进行施工现场的管理。

四、结束语

总而言之，推进城市轨道交通建设具有诸多优势。不仅方便了老百姓的日常交通，也促进了城市的高效开发建设，这是推进社会进步必须经历的环节。此外，在城市交通工程中运用BIM技术，其一是可以有效提升不同参与者之间沟通的效率，另外一点是能够结合高层的

工程信息，达到协同效果。随着这项技术的应用进一步完善，还需要进一-步研究，并将在项目的每个阶段逐步实施。

参考文献：

[1]石继斌.BIM技术在轨道交通工程设计中的应用[J].中国管理信息化，2017，2020:148-149.

[2]蔡青春.BIM技术在公路工程设计中的应用[J].绿色环保建材，2019(10)：119