BIM技术在城市轨道交通施工阶段的应用研究

王惠晨

(无锡汽车工程高等职业技术学校，江苏 无锡 214153)

BIM技术，是一种应用于工程项目施工和土木工程建设的新技术，该技术具体来说是依托于信息技术和数字技术而发展的土木工程技术，其基本的概念是，通过自身的数字技术，将建筑结构和各种数据以三维模型的形式展现出来，并且可以基于这一模型，实现各种结构调整、数据修改、动态演示等工作的应用，促使工程项目的设计和施工，拜托过去单纯的图纸分析和现场分析两种方式，对于减少工程量和提升工作效率都有很大的帮助作用。也正是基于BIM技术优越的应用效果，在当下的很多工程项目施工中，都能看到BIM技术应用的身影。

城市轨道交通施工，本身具备体量大、建设周期长、建设费用高等特点，因此对于该项目的施工需要相关的工作人员和单位应用相应的技术，实现城市轨道交通施工的质量保障。而本文认为在项目施工中，BIM技术的应用，主要具备如下的应用价值。

首先，BIM技术的应用能够有效提升城市轨道交通的建设施工质量，这主要是因为BIM技术本身可以通过三维模拟，实现对施工中建筑结构、施工效果等的现实模拟，并且基于其数据的真实性，在建筑结构施工的过程中，相关工作人员还可以通过技术的数据的分析和结构的研究，发现其中缺陷和问题部位并及时修改，能够在很大程度上降低工程项目的施工风险，提高最终质量。其次，BIM技术的应用，对于工程的施工效益也有很大提升。工程施工效益的提升需要从两方面来讲，一方面是工程中，技术的应用可以提升质量减少问题，促进工期的保障和建设效率的提升，因此就可以避免工程问题和工程延误导致的赔偿，进而保障经济效益。另一方面，是技术的应用可以彰显施工单位良好的技术应用能力以及整体施工保障效果，这对于企业的市场竞争力和社会口碑都有很大的提升，能够促使企业在社会中和后续的市场竞争中获取更大订单，实现整体效益的提升。最后，BIM技术的应用，也可以实现整体安全性的提升，这还是得力于工程项目建设中，BIM技术本身应用的良好技术分析以及良好数据监测和可视化结构展现，总的来说可以促使施工设计人员快速发展工程项目的建设问题，保障最终施工的安全性。

3.1 方案比选

城市轨道交通的建设，基于建设过程中受到城市地区的限制，以及规划要求的考量，在设计的过程中，相关的单位人员需要首先做好方案的必选。方案的必选简单来说就是通过BIM技术的应用，对城市环境和城市各项数据，特别是地下管道、地上车流、建筑范围等数据的录入并建立数字沙盘，以三维模型的方式将城市展现在设计施工人员面前，并以此制定合理的施工方案和各种预备方案，并在此基础上结合现实环境进行方案的对比选择，选出最为合适的方案，以此最终实现设计施工效果的提升，避免后期的返工。

3.2 可视化设计

传统的CAD设计中，设计人员在设计的过程中，需要应用到各种图纸，这种图纸的应用能够对设计工作带来数据、规划等多方面的优化保障。但是基于城市轨道交通设计的复杂性，以及设计中城市环境的复杂影响，仅以这些传统的平面图纸进行设计施工的保障是完全不足的，因此就需要应用BIM技术，实现可视化的设计，可视化的设计不仅是设计中数据详尽和设计合理的重要保障，也是促进三维化设计成果提升，以及各种问题快速解决的重要手段。在轨道交通哪个系统施工中，对于BIM技术的应用以及其中可视化技术的落实，主要突显在BIM技术自身的虚拟技术上，虚拟技术作为BIM技术的重要内在技术分支之一，其在应用的过程中，可以通过虚拟但能够直观看到的虚拟图像，为设计和施工人员展现轨道交通施工的整体设计思想和整体设计方案，这对于大规模且工程涉及面广的轨道交通工程来说具备很好地帮助作用。而在实际的应用中，虚拟现实技术的应用主要有如下集中具体应用方式。首先，虚拟效果图。虚拟效果图就是在施工过程中，应用3D、SU等软件技术进施工方案的预先模拟，并应用计算机进行立体建模和场景渲染，在渲染完成后，相关施工人员、管理人员等，可以从不同角度、不同环境等方向进行现场施工的虚拟化展现，更好的表达轨道交通工程建设的要求。其次，场景漫游技术。该技术就是在虚拟效果图的基础上增添设计中人与设计场景的互动性，实现从多个场景进行施工现场和预先设计规划的观察，现对于单张的效果图具备更为全面的观察效果。最后，实际场景应用，在施工的过程中，技术人员为了保障施工过程中的场景真实性以及落实设计阶段要点中对各种模型的仿真设计，可以在实际应用中对现实的场地、草木、周边建筑等拍照录入，并创建相应的仿真模型，形成立体且真实的场景，供设计人员和施工人员参考和调整。

3.3 碰撞检查

城市轨道交通的建设，从来都不是土木工程一方面的工作，而是需要结合电力工程、水利工程、城市规划等多方面工作内容的工程项目，因为城市轨道交通本身需要面对错综复杂的城市地下管线以及城市地上空间规划情况。而基于这种问题的影响，对于BIM的技术应用就更为重要，因为BIM的技术应用可以实现碰撞分析，为上述问题和情况的解决实现了解决的可能。对于土木工程的建设来说，碰撞问题主要为软碰撞，也就是设计中的空间不足，管线专业内部及与土建专业的碰撞问题多因实施先后顺序或专业间沟通不畅导致的硬碰撞，即空间关系重叠问题。但是鉴于该技术的专业性较强，在实际的应用中应当注意。首先，在技术应用的过程中，相关人员要注意学习和掌握人工智能技术的重要要点，并在日常的工作中加以应用，提升自身的人工智能应用能力，实现基于智能技术的碰撞检查。其次，在技术应用和碰撞检查的过程中，要明确技术只是辅助工具，并不能取代人工进行全方位的设计和施工规划，因此在设计的过程中，相关的设计人员要避免对人工智能技术的依赖，以免造成自身设计能力的下降。

3.4 工程量统计

同时BIM技术能够对各种系统予以整合，包括构件信息系统、施工流程系统等，这种系统上的整合不仅有利于操作，更有利于对工程量的统计，包括各种工程量编制、成本管控等，都可以在BIM技术的应用下实现数据的有效展现。而在建模过程中，一方面BIM技术的应用可以实现对各种材料的数据获取，并通过自动报表和自动统计的方式实现数据的自动更新。另一方面，在湿湿的过程中，通过BIM技术的材料分类，可以更快的实现工程量的统计。此外，明细表统计工具可以用于建筑面积图纸目录、防火分区、房间面积等多重信息。节省了大量设计中简单的数据统计工作量。

3.5 自动出图

利用BIM技术，城市轨道交通施工中自动出图的技术实现也成为可能。BIM技术本身就可以在应用的过程中，对图纸的比例、位置、样式等进行自定义，在满足了建模需求和设计要求后，BIM技术可以通过对建模的分析和数据的结合，实现对图纸的联动式更改，也就是说，设计人员对模型的数据更正，可以联动到相关图纸数据的自动更正，这对于施工中图纸设计的进行，可以节省大量的时间和工作，但目前由于缺少三维出图的相关规范，软件自身的设置又难以满足传统制图规范要求，因此后续需要进行相关二次开发来适应图审需求。

4.1 建立建筑工程BIM模型

BIM技术在本质上来说是一款数据处理软件。因此对于BIM技术的应用，首先要注意对参数录入的正确，这就有需要在设计规划的过程中，由相关的工作人员做好数据的现场检验，并利用插件进行数据的快速导入和自动建模，之后再结合现场情况进行参数调整修正，最终实现有效的数据录入和动态控制。除此之外BIM模型的构建也需要注意三维建模和信息采集，其中轨道交通工程施工的过程中，对于三维建模环节的应用，主要是注重对遥感数据、GIS技术等各项技术进行应用，以此实现对周边环境的分析研究。而在此基础上，设计人员就可以应用3DGIS技术，以及虚拟现实技术结合数据信息进行三维模型的构建，这种三维模型在设计工作上有利于对轨道交通工程施工中各个重要部位和构件的透视，并且结合复杂地形和空间环境来说，建筑设计的精确度也是相当高的。信息采集环节的应用，需要注意信息数据的采集主要的目的在于了解当地的设计情况，并以此为基础进行设计工作的灵活化。这也就要求在设计的过程中，相关的设计人员要注意对各种设计数据的获取，包括地理信息、气候信息、环境信息、周边城市信息等，而对于这些设计信息的获取，一方面是结合现场拍摄航空拍摄扥该方法进行实际的信息获取，另一方面也需要注意将收集而来的数据应用数字技术进行分析检查一次实现有效的数据处理和应用。

4.2 施工过程事前质量控制

基于BIM技术在应用过程中的三维展示功能，在施工的过程中，相关的工作人员和技术人员，也需要注意在BIM技术应用的过程中，做好动态演示和碰撞检查工作，以实现对施工中各种问题的发现并解决，提高施工方案优化效率。例如在管线的施工装饰过程中，非专业人员很难在现场分析和图纸分析中，发现施工问题，因此这就需要应用到BIM技术，进行施工前的事前控制，通过三维模型，BIM技术可以实现对不同构件位置的展示，并可以对各种数据参与予以同步展现，在这一情况下，及时是非专业人员也可以通过对相关要求和规范的结合，以及简单的培训，实现对这一专业问题的分析，实现对各种数据的对策，实现有效的事前控制，减少事中和事后控制带来的高昂成本。

4.3 施工过程事中质量控制

在城市轨道交通的施工中，基于施工现场的环境复杂，对这一施工阶段的质量控制尤为重要，对于施工阶段的质量控制，本文认为主要是注意加强对BIM技术的应用，对于该技术应用下质量控制的落实。首先，在施工的过程中，通过BIM技术，实现对工程施工的动态化展示，也就是通过动态的模拟，实时的发下工程施工的问题环节，并及时优化，避免出现问题出现在积累一段时候后再处理的情况。其次，在施工的过程中，还需要相关的工作人员做好对BIM技术的管控平台建设，管控平台建设，就是通过现场的监控设备和各种数据采集设备，构建一个动态的、可视的管控平台，实现对现场施工作业的实时管理。而在施工中，做好场景的渲染优化是极为重要，场景渲染优化主要是通过有效的场景渲染，实现对现场场景细节问题的还原和展现，渲染模拟完成后，设计人员还可以通过对视角的转化，实现对不同角度下效果的展示，这对于设计人员从多方面考量和分析设计结果，有很大的帮助。最后，事中的质量控制也需要注意强化信息化监控技术的应用，对于这一技术应用处了注意对系统的了解以及应用外，还需要注意在应用过程中提高人员素质、做好设备强化等，以此实现有效的技术应用。以此实现有效的工程建设质量、安全性保障，促进工程施工的推动发展。

4.4 施工过程事后质量控制

基于BIM技术搭建的数据信息平台不仅可以根据项目参数进行建模，还可以对施工过程中各类信息资料进行分类归档，施工现场的各种影像数据资料和BIM三维模型构建项目数据库。现场验收阶段可以根据该数据库进行验收活动，验收过程中对可能的隐患和缺陷需要验证时，在数据库中快速查阅文件和照片资料以及与三维模型对比，进一步核实施工问题，确保项目质量。数据库的应用未达成方便应用的效果最好能够结合人工智能技术的应用，因为人工智能技术的应用具备重要的优势。首先，人工智能的应用能够有效的促进系统的稳定，因为人工智能依托于计算机技术，本身在逻辑思维和判断能力上要远高于传统计算机技术，更高于人工的控制手段，因此在应用的过程中，可以凭借自身的技术优势实现对设备的帮助和辅助。其次，即时控制。人工智能的应用也可以实现对各种电气自动化技术和设备的即时控制，因为该技术的应用可以凭借自身优秀的短时响应能力，实现快速的数据传输和指令下达，总的来说可以有效的实现对设备控制问题的解决，避免轨道交通项目施工中的问题发生。

综上所述，BIM技术作为重要的施工技术，其在城市轨道交通施工建设的过程中，具备重要施工应用价值和意义，而其实际的施工建设，也有很多技术应用重点，包括方案比选、可视化设计、工程量统计等，而本文认为若想实现施工建设过程中技术的有效应用，就需要在施工建设过程中做好施工过程事后质量控制、事中质量控制和事前质量控制，并注重建立建筑工程BIM模型，以此实现技术应用质量和轨道交通建设质量的提升。