BIM技术如何应用于城市轨道交通工程？
2022/12/21
轨道交通作为基础设施建设的重要组成部分，是城市公共交通的骨干，具有节能、省地、运量大、全天候、无污染（或少污染）又安全等特点，属绿色环保交通体系，特别适应于大中城市。
近年来，我国推出多项政策推动轨道交通行业的发展。
今年1月，国务院印发《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》，提出科学谋划，发展市域快轨、推进多网融合、持续推进智慧城轨建设、保障城轨交通财务可持续发展四大发展要点。在设施网络方面，提出2025年铁路营业里程达16.5万公里，平均每年新增3800公里，其中高速铁路营业里程达5万公里，平均每年新增2400公里；城市轨道交通运营里程达10000公里，平均每年新增680公里的发展目标。
在轨道交通工程取得大规模发展的同时，我国BIM技术也取得了革命性的发展。2020年8月，住建部、教育部、科技部、工信部等九部门联合印发《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》。意见提出：大力推广建筑信息模型（BIM）技术。加快推进BIM技术在新型建筑工业化全寿命期的一体化集成应用。
BIM技术在城市轨道交通工程全生命周期中涉及规划、设计、施工、运维和拆除等五个阶段，目前在城市轨道交通工程对于BIM技术的应用主要在设计、施工和运维阶段。
下面，我们一起来看下，BIM技术在城市轨道交通工程全生命期各阶段中能进行哪些应用？
设计阶段
城市轨道交通的生命周期一般长达数十年甚至上百年，相对来说其设计阶段的时间很短，但影响却是最为深远的。纵观整个建设项目，设计阶段的投资只占建设项目总投资的2-5个百分点，却决定了该工程项目75%以上的内容。这是由于设计时间处于整个轨道交通生命周期的前端，是整个建设项目信息生成的阶段。由此，设计质量的良莠不齐不只影响到整个工程的投资造价，更影响到完工以后相当长一段时间的运维使用。
BIM 技术在设计阶段的应用最早也最为广泛。
在规划设计阶段，采用一体化设计，通过BIM的三维模型和地面仿真技术将周边用地规划、公共交通衔接、商业设施开发等因素相结合，实现地上地下一体化设计；整合BIM与GIS，通过数据转换将BIM模型导入GIS平台中，利用Civil3D、OpenRail Designer等软件进行场地自然条件的模拟来分析场地的选址情况。
在城市轨道交通设计中还需考虑线站比选、交通疏解和管道改迁。国内很多城市地铁设计中开始普遍应用BIM技术进行管道改迁，如上海地铁9号线、青岛地铁1号线等将规划线路及月台与周边建筑、地形、市政设施进行综合协调，统计管线搬迁工作量，预先控制了风险，提高了项目协调效率，获得了明显的效益。
除以上应用外，很多建设企业也开始了协同设计、碰撞检查以及轨道交通沿线景观的快速建模等应用。碰撞检查是BIM为建设单位带来的最直接的效益，通过BIM三维建模，可在设备安装之前先进行各专业之间及专业内部的管线碰撞检查，提前发现设计可能存在的碰撞问题，减少施工阶段因设计疏忽造成的损失和返工工作，提高施工效率和施工质量。
施工阶段
随着国内对城市轨道交通BIM理念的不断深入，BIM技术在施工实践中也开始逐渐展现优势。轨道交通工程涉及多专业的协同与整合，在施工过程中常面临特殊的地质与环境状况，加上工期紧、工区小、参与单位多等现状，增加了施工管理的难度。当前，城市轨道交通施工管理面临精细化发展的变革，大量信息数据需要及时处理分析，进而为管理提供决策支持，这将推动施工管理由传统的流程化管理模式向数字化管理模式转移。
大型地铁换乘站与地下管廊综合体共建及车站裸装施工关键技术
基于国内对于施工阶段的BIM需求，其应用实践也逐步展开。施工实施阶段可应用BIM创建虚拟现场，利用GIS、物联网、移动互联等技术开展标准化管理、进度管理、安全风险管理、质量管理、重要部位和环节条件验收、成本管理等方面的应用，实现对工程项目的精细化管理。
安全、质量和进度是城市轨道交通施工过程中关注的重点。在轨道交通实际施工中常常需要采用一些重难点施工方案和特殊施工工艺，为保证施工效果，部分企业已经开始运用BIM三维模型进行仿真模拟，找出方案中的不足进行修改，并在施工过程中，给施工操作人员进行可视化交底，降低施工难度，做到施工前的交底有的放矢，确保施工质量与安全。
运维阶段
在城市轨道交通全生命周期中，运维阶段占据了绝大部分。从成本分析的角度来看，设计和建造成本只占到了整个建筑生命期费用的20%至30%左右，而运营维护费用却占到了全生命周期费用的67％以上。此外，运营阶段更是直接面对民众，承担民众生命财产安全，以及评价城市轨道交通建设是否发挥预期功能的关键阶段。虽然国内轨道交通建设如火如荼，但是大规模建设过程中对于BIM技术在后期运维管理的应用相对较少。
城市轨道交通运维管理中涉及机电、通信、车辆安防等诸多专业，各个专业都有各自的管理系统研究，结合BIM技术充分利用项目设计、施工中的大数据，集成各专业系统于一体化平台上，必将给城市轨道交通运维管理带来巨大效益。
BIM轨道交通工程设计案例
青岛地铁一号线是山东省青岛市轨道交通规划中的一条地铁线路，该线是主城区连接黄岛区和城阳区的南北骨干线路，全长约42.7公里。
本项目为轨道交通领域的重点项目，此项目面临参建方众多，设计周期短，设计施工节点复杂等诸多难点。
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