基于BIM的人流车流导改设计

基于BIM的人流车流导改设计

郜凌轩，刘强，张忠璞，陆家豪，庞博华，迪里亚

中建八局第一建设有限公司，济南 250000

[摘要] 交通导改方案设计对高铁站改扩建时的交通集散极其重要。为充分弥补传统二维设计在交通设计方面的不足，同时满足人们对交通出行的新型需求，本文主要阐述在工程前期对高铁站周边交通进行导改设计时，通过BIM技术等相关软件作为辅助，将BIM技术模拟及仿真功能融入并实践到项目中，帮助设计师制定最合理的设计方案，在满足设计规范的前提下高效完成设计，充分发挥BIM技术在设计管理中的价值，进一步创造经济效益。

[关键词] BIM技术；交通导改；仿真模拟；设计管理

作者简介：郜凌轩（1996-），男，从事建筑工程施工管理工作，hitlingxuan@163.com

0、引言

随着我国高速铁路网建设的快速发展，更多的人出行选择高铁这一快捷交通方式。作为城市门户窗口，高铁枢纽客流量大，集运方式复杂，而大容量的交通集散，必然需要伴有大容量的公共交通来承接运输主力。近年来随着居民生活水平不断提高，拥有小汽车的家庭占比持续增加而且乘坐高铁出行的旅客常带有一定的行李，因此社会车辆在高铁枢纽的集散中仍占有重要地位。对于一个改扩建的高铁站而言，其人流车流的临时导改方案设计至关重要。传统二维设计仅能达到基本通行条件，无法满足旅客的舒适度要求，而BIM技术的相关应用则能很好的模拟并解决这一难题。本文以某一高铁站改扩建项目为例，详细介绍其基于BIM的人流车流导改方案设计。

1、项目概况

项目位于浙江省某市，建筑工程总占地面积12.5万㎡，总建筑面积约49.6万㎡，含三层地下室、五栋地上塔楼、三座裙房，建筑最大高度157.2m，结构底板下轨道交通1号线盾构下穿。项目位于高铁站房以南，原有地上客运中心、公交集散中心及地下室车库均须拆除，为保障施工期间旅客正常进出站，改建前须对高铁站周边交通进行导改设计。基于CAD-BIM，由2D至3D的设计理念，项目建立精细化模型，有效利用模型数据并进行仿真模拟，实现设计管理BIM应用效益最大化。

2、BIM技术应用重点

2.1、人流导改设计

2.1.1、人行钢天桥设计

该高铁站客流量大，紧邻公交客运中心，车站日平均客流量约2.5万人次，项目施工期间高铁站房正常运营。为保证施工期间旅客能够正常出行，且进出站具有一定的安全保障，项目最终采用“西上东下”的设计思路，设计双层人行钢天桥。与原出站路线相比，行走路程可减少300m。双层人行钢天桥采取上部走人下部走车的设计方案，为避免进、出站人流互相交织影响，在高铁站房内设置电扶梯和楼梯，出口处直接与站房外二层人行天桥相连。利用BIM相关软件进行仿真模拟，结果显示旅客出站路线缩短，但出站点离停车点距离增加，整体通行时间变长。结合道路导改，设计方案调整为在钢天桥一层距离站房100m处位置设置出租车上客点，利用BIM技术模拟出租车转弯，计算出车辆低速下转弯半径，并根据车辆行进情况合理优化天桥钢立柱布置，消除钢天桥对出租车回转可能产生的不利影响。

通过BIM虚拟漫游，设计发现由于钢天桥采用分段导流的方式，部分人群不能第一时间选择正确的分岔口，这将极大影响旅客出站效率及个人情绪。而通过BIM模拟后在天桥内设置合理的标识系统和引导路线，可有效引导进出站旅客、车辆快速通行。

2.1.2、人流紧急疏散仿真

项目紧邻高铁进出站口，且聚集人群有明显的从众行为特征，人流导改设计须考虑紧急情况下双层钢天桥是否满足人员应急疏散条件。在钢天桥初步设计方案的基础上，通过BIM软件模拟进出站旅客正常行为特点，使用 Pathfinder 疏散软件模拟节假日出行高峰期、工作日出行低峰期以及车站周边复杂环境情况下车站内旅客的疏散过程，结果显示人数较多时出口处会有堵塞，疏散效率会降低，但满足紧急情况下车站内旅客安全疏散要求，证明设计方案可行。

2.2、车流导改设计

车流导改主要包括道路设计及停车场设计，道路部分包含原有城市主干道车站东路改造拓宽，出租车回转等临时道路，停车场包含公交车BRT接驳专用停车场、网约车专用停车场及社会车辆接送停车场。

2.2.1、临时道路导改设计

道路导改设计共分为3个部分，包括高铁站东路拓宽改造、特种车辆通道道路及停车场内部临时道路设计。原车站东路改造长度约350米，车流由钱塘路城市主干道输入，向北分流至车站东路及锦瑟路。根据设计要求，该路段行驶车辆主要为公交车及出租车，除东侧须满足公交车及出租车同时行驶之外，还需西侧部分满足出租车回转空间，结合现有条件及计算结果，该路段由双向两车道拓宽为双向六车道。VISSIM是一种基于时间间隔和驾驶行为的微观仿真建模工具，能够准确研究分析交通系统的运行现状以及优化方案的效果，具有良好的实用性和操作性[1]。通过VISSIM仿真进行模拟计算，在旅客正常上下车的情况下，该路段最大可容纳180辆出租车排队接送旅客，满足目前最大需求量。

为保证道路导改设计的合理性，主干道交通量调查采用真人观测的方式，在不同时间，不同天气对车辆流向、车辆种类进行记录。分析实地调查获得的各项数据，为保证该区域行车安全，将导改道路时速设计为5km/h。在CAD设计图纸的基础上，利用VISSIM交通仿真软件建立对应的交通模型，将调查数据作为输入数据，对不同路段最大可容纳车流量、交叉路口信号灯设计进行模拟仿真。

2.2.2、停车场交通组织设计

本工程停车场设计主要为公交专用停车场、网约车专用停车场及私家车停车场，其中公交车专用停车场及网约车专用停车场为改造停车场，私家车停车场为待新建停车场。根据调查数据，该高铁站历史日发送旅客量最大达到3.3万人次，按照停车周转率法[2]，乘小汽车往来旅客数量按9%取值，停车时间取平均值，计算得出该站停车场车位数应在1500个以上，占地面积约69300㎡。结合人流导改设计方案及现场地理概况，将公交车专用停车场及网约车专用停车场布置于人行天桥东部南侧，尽可能接近人行天桥出口，充分发挥公交客运站功能。由于新建停车场车位数过多，且待建场地狭长，经计算划为一整个停车场无法设计出合理有效的车辆出入口及进出场路线，最终设计方案确定为将新建停车场划分为三个小停车场，通过增加总体进、出口数量及内部道路进行导改。

高铁站停车场车位需求量大，要在有限空间资源下进行交通组织，传统AutoCAD已经不能满足设计需求。ParkCAD的智能布局及AutoTURN的路径扫掠分析刚好能够很好的解决这一问题。在确定停车场范围后，首先通过ParkCAD分别对各个小停车场快速创建智能布局，计算不同地形形状下的布局方案，然后根据停车位数量、建设成本以及进出场难度选择停车位最佳设计方案。同时考虑行车通道及安全岛的设计，通过ParkCAD给出不影响行车的安全岛设计方案。初步设计完成后，利用AutoTURN建立车辆模型，根据既定路线及停车场特征位置进行多车型仿真，扫掠路径和运行报告显示无异常，证明设计方案可行。

3、应用总结与展望

BIM技术在工程项目中的应用已不仅仅适用于建筑结构，在交通组织导改精细化设计等方面的应用价值也越来越大。BIM相关软件多方联合应用，可以帮助设计师制定最合理的设计方案，在满足设计规范的前提下高效完成设计，从而进一步创造经济效益。

参考文献：

[1]刘红业,曹佳宝,程泊静.基于VISSIM的交叉口信号配时方案优化设计——以益阳市康富南路-海棠路交叉口为例[J].装备制造技术,2020(09):30-32+73.

[2]张毅彬.高铁枢纽社会停车场规模研究——以济南东客站为例[J].城市道桥与防洪,2019(02):44-46+9.