BIM在地铁车辆基地中的应用与分析

BIM在地铁车辆基地中的应用与分析

郑辉

中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

摘要：BIM技术在国内地铁行业的应用正处于快速发展阶段，本文依托广州某地铁车辆基地项目BIM设计进行分析和论证，摸索出一套地铁车辆基地BIM设计的流程及软件解决方案，采用协同设计方式建立起广州某车辆段BIM模型，利用BIM模型进行仿真分析，最后将BIM成果输出。通过BIM设计，提高了设计效率，减少了工程变更，取得了较好的经济效益，为后期类似工程设计与应用提供了实践经验。

关键词：地铁；车辆基地；BIM；经济效益；应用

1BIM技术定义及发展现状

1.1BIM技术定义

BIM全称为BuildingInformationModeling，即利用三维建筑设计工具，创建包含完整建筑工程信息的三维数字模型，并利用该数字模型由软件自动生成设计所需要的工程视图，并添加尺寸标注等，用以替代传统AutoCAD完成设计需要的平、立、剖面等图纸[1]。

1.2我国BIM技术发展现状

我国的BIM应用虽刚刚起步，但发展速度很快。2015年6月，住建部《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》中，明确发展目标：到2020年末，建筑行业甲级勘察、设计单位以及特级、一级房屋建筑工程施工企业应掌握并实现BIM与企业管理系统和其他信息技术的一体化集成应用[2]。

2地铁车辆基地发展BIM技术的应用范围分析

2.1BIM技术在地铁行业中的应用

BIM技术在国内地铁行业的应用正处于快速发展阶段，现阶段主要集中于设计阶段。香港于2010年完成了20多座地铁车站的BIM建模，实现采光、能耗、烟雾、人流和可视化碰撞检测等深层次应用。上海地铁11号线石龙路站风水电安装工程通过BIM碰撞检测优化施工方案，避免了返工误工现象，节省费用近30%。北京地铁10号线石榴庄站通过BIM进行照明分析，合理设置人工光源的布置，极大地方便了施工[3]。

2.2车辆基地BIM技术应用范围分析[4]

表1车辆基地BIM技术应用范围分析

3车辆基地BIM应用实例分析

3.1项目概况

广州某车辆段地块长约850m，宽约266m，占地24.09ha，共计14个建筑单体，总建筑面积7.29万㎡，段内管线设计长度约29862延米，段内管线采用直埋和综合管沟等多种形式，项目特点如下：

交叉作业多：近22个专业存在交叉；工艺可视化差，难以展示；管线复杂，难以避免产生冲突。

3.2BIM研究过程

3.2.1成立BIM技术实施小组

BIM技术的实施是一个系统性工程，本次BIM技术实施共设置了BIM管理、建筑、结构、机电四个小组。

3.2.2配置BIM软硬件措施

为了保证BIM技术的应用效果，需要配备相关的软硬件措施[5]。

软件主要选取AutodeskRevit（三维建模软件）、NavisworksManage（模型整合平台）、AutoCAD、office、广联达BIM应用软件（工程算量）等软件。硬件主要配置了BIM运行高端工作站4台、移动工作站2台、中断平台工作站2台、手机终端4台。

3.2.3建立统一的BIM应用标准

因BIM涉及专业众多，需建立统一的应用标准，主要由文件夹结构、命名标准、模型拆分与组织、模型族库管理标准、模型建模标准、BIM信息模型标准、土建模型算量要求、设备模型算量要求八个方面组成[6]。

3.2.4制定BIM实施流程

因项目涉及专业多，施工过程复杂多变，因此在BIM实施过程中需制定相应流程，并依据流程，将BIM技术应用于实际施工中，实施流程如图1所示。

图1BIM实施流程图

3.2.5建立BIM模型并应用

按照既有流程采用相关软件建立BIM模型，并将其应用于实际施工中，车辆段总平面BIM模型详见图2。

3.3BIM应用主要成果

3.3.1管线碰撞

各专业（建筑、结构、风水电等）模块，集成到一个模型中，制定相应的碰撞规则，即可进行碰撞检测，检测节点将自动生成截图及包含相交部分长度、碰撞点三维坐标等信息的详细检测报告，可找出风管、水管是否相交，空调管的高度是否合适，各管线与结构、建筑是否存在相互交叉点，在图纸会审时提供直观的三维辅助。本次碰撞点共1838个，其中1523处碰撞点根据实际稍调整优化即可，315处需设计修改，通过BIM综合管线碰撞检查，避免了各碰撞点的拆改返工，减少了施工工期，其应用详见图3。

图2车辆段总平面BIM模型图

图3管线碰撞检查示例

3.3.2算量及资源管理

对施工各阶段的模拟，可运用模型统计出各阶段的工料用量，并通过BIM技术的4D关联数据库，可快速、准确获得工程量，提取材料计划，实现限额供应，并根据现场工科用量进行合理的资源调配及管理，避免了材料浪费，节约了工程成本。

3.3.3设计图纸查漏补缺

通过对设计图纸的核查与修改，可提高设计图纸的质量，减少施工中因图纸错误产生的变更。

3.3.4功能模拟应用

通过室内风、水、电图纸与室外水、电图纸建立模型，按照室内、外各系统工作原理进行模拟，其中对生活污水系统进行功能性检查。

3.3.5三维技术交底

BIM不仅集成了建筑物的完整信息，同时提供了一个三维的交流环境。与传统模式下各方人员在现场从图纸堆中找到有效信息后再进行交流相比，效率大大提高。

3.4BIM应用相关分析

3.4.1限界检查

通过运用BIM技术对检修平台、接触网与轨道线路列车分别进行碰撞检查，提前预知运营时列车与接触网及检修平台的平面、高程是否存在侵界，确保列车在冷滑，热滑时顺利通过。

3.4.2模拟运营

通过BIM模拟地铁车辆段运营维护，模拟过程中发现目前尽端式洗车方式列车在洗车过程中占道时间较长，每天仅能清洗10辆列车，列车清洗效率较低。

3.4.3其它应用

二维码应用：通过BIM技术对二维码定期跟踪录入，对建筑物内各设备从生产时间→设备进场时间→现场堆码位置、顺序→设备安装→运营，全过程进行跟踪管理，在后期维护过程中运用移动终端进行平台管理，及时获取设备及设备所在系统更详细的信息，体现BIM在施工及运营维护的全程服务管理功能详见图4。

图4BIM技术二维码应用示例图

3.5经济效益分析

通过管线模型搭建及碰撞检查，该车辆段共产生碰撞点约3万多处，多处位置存在管线重叠，侵占天花完成面等现象。根据不同部位，采用不同排布方案，管线重新综合排设后，共存在碰撞点约1万多处。根据以上情况及同类项目管线碰撞而产生的变更对比，本项目节约由于管线碰撞而产生的费用约300万元以上。

4总结

本文将BIM技术成功应用于广州某车辆段的设计中，探索出一套适合地铁车辆基地的BIM设计方法。对于地铁车辆基地项目中BIM应用的关键环节及流程进行深入的探索，确定了目前技术条件下基于BIM技术的模型分析及成果转化的方法和步骤。为BIM技术在地铁车辆基地项目的应用奠定了基础。

参考文献

[1]孙成双.BIM技术在建筑业的应用能力评述[J].工程管理学报，2014（3）：27-31.

[2]何波.BIM软件与BIM应用环境和方法研究[J].土木建筑工程信息技术，2013(05).

[3]黄畴穰.BIM在城市轨道交通工程中的应用综述[J].四川水泥，2018(03).

[4]李钰锟.BIM在城市轨道交通工程中的应用[J].四川水泥，2017(07).

[5]刘奥.武汉地铁2号线常青花园车辆段BIM设计[J].铁路技术与创新，2015(05)：81-84.

[6]张璞.BIM技术在青岛地铁二号线辽阳东路车辆基地的综合应用[J].建材与装饰，2018(21)：261-262.

作者简介

郑辉(1986—)，男，工程师，2011年毕业于北京交通大学机械电子工程专业，工学硕士，主要从事地铁车辆基地工艺设计研究工作。