[摘要]BIM技术具有可视化、模型化特征，在工程建设项目中科学应用BIM技术，能提升管理效率，减少工程成本，加快工程进度，可见，对BIM技术进行应用已成为工程建设行业的重要趋势。在此种趋势下，BIM技术也逐渐被应用在城市轨道交通工程建设中，为了更好地适应轨道交通工程的项目特点，在城市轨道交通工程建设施工中应依据工程实际情况及其独有的特征对BIM技术进行应用。基于此，文章详细探究了BIM技术在城市轨道交通工程施工管理中的应用，以供参考。
[关键词]BIM技术；城市轨道交通工程；施工管理
在城市轨道交通工程建设施工中，科学地应用BIM技术，解决了诸多规划、设计、施工和运营阶段的困难，对促进中国城市轨道交通的发展，增加轨道交通工程的科技含量具有不容小觑的作用，为工程项目提供了有效的保障。在行动时代环境下，BIM技术与轨道交通工程的结合日渐深入，必定能够创造出更高的价值[1-3]。
1BIM技术概述
建筑信息模型（BuildingInformationModeling,BIM）技术在建筑工程项目设计中、管理中及建设中的应用比较广泛。BIM技术属于一种有效的数据化工具，其运行原理是依据建筑工程实际施工情况，通过3D模型的建立，融合数字化技术，为模型提供符合实情、内容完善的工程信息库。与此同时，将与施工目标相关的非构件目标状态信息、建筑物构建几何信息等全部容纳在信息库中，进而为开发和管理新产品奠定坚实的信息基础。从优势上讲，在建筑工程中应用BIM技术可大幅度增强工程信息集成率，通过整合建筑工程信息化模型、处理数据，为工程项目相关利益方如设计人员、运营单位以及建筑施工企业提供一套以建筑工程项目自身为中心的各方面信息、数据共享交换平台，同时在建筑工程整个建设过程中应用这些数据信息，为后期项目策划、运维及调整奠定了数据基础。总之，可将BIM技术的特征归纳为动态性、实时更新、全面性的数据库；其优势是数字化设计优势；可应用在整个建设中，同时将优势持续发挥出来；可为项目参与各主体创建协同平台，促进各部门之间的沟通、协同[4]。
2城市轨道交通工程的特征
与工民建筑不同，城市轨道交通工程项目具有明显的功能定位特征：（1）城市轨道交通工程项目是相关部门为落实自身职责而为广大群众提供的无偿或有偿的公共产品，是相关部门投资的公共服务类工程项目；（2）城市轨道交通工程项目参与方诸多，非常复杂，同时业主、总包商、监理、材料供应商等变化频繁；（3）城市轨道交通工程项目所需的投资额度较大，关系到的利益方诸多；（4）城市轨道交通工程项目投资收益周期较长，要求在使用工程时呈现出投资效益；（5）城市轨道交通工程项目影响范围相对较大，容易受到外部不同环境因素的干扰；（6）伴随建筑行业和建筑市场的飞速发展，城市轨道交通工程项目建设规模越来越大，影响力也越来越大，复杂程度持续增强，管理模式越来越趋于精细化[5]。
3BIM技术在城市轨道交通工程中的应用价值
早期规划阶段，要做好轨道交通规划的充分准备，从轨道交通的概念、建设的具体环节进行论证、分析，并对城市交通的实施与总体规划、锁定重点。城市轨道交通的规划应考虑自然、经济、社会等因素，道路网的每条线路都要根据总路网的线路分布情况，并考虑建设线路周围具体的人口、经济状况和出行需求进行调整，这样的规划必须基于对各种详细、可靠数据的分析，从而引入BIM+GIS的思想，建立城市轨道交通的数字模型，并通过城市模型、地质模型、人口密度模型，将用于数据分析的出行需求和其他信息纳入模型中；对城市交通网络进行精确规划，并根据信息变化进行相应的调整和优化。在设计阶段，BIM技术也扮演了重要角色。利用BIM技术可以建立轨道交通技术恢复模型，解决轨道交通技术空间条件复杂、系统平台众多的难题，保证设计的准确性；由于轨道交通建设特殊区域较多，可让BIM技术人员与专业人员进行沟通，接受设计和操作建议；BIM技术中的设计属性信息，一方面可以继续模拟轨道交通工程建设的特殊区域，另一方面可以统一设计过程标准，提高设计单位的设计效率和质量。铁路交通建设阶段的特点是长期性和协调性强，涉及的设计专业众多。BIM模式可用于施工准备中与设计者进行技术交底，加深对各参与方工程设计的了解，提前模拟解决可能出现的技术问题，提高设计和实际施工的效率。采用BIM模型对轨道交通施工的复杂过程进行模拟调度，一方面，减少了复杂施工现场不必要的拆除重建工作，节约了时间和材料成本；另一方面，BIM模型综合了工期成本等因素，使施工进度随时能与需求相适应，能够计算分解模型中的用户信息，制订合理的采购计划，有利于施工企业进行直接成本控制和进度控制。使用BIM技术建立的完整模型，可在运行维护阶段进一步提取包含在BIM模型中的信息，以便于信息的收集、管理和设备的管理，以便后期运行维护[6-8]。
4BIM技术在城市轨道交通工程中的具体应用
4.1BIM技术在施工组织管理中的应用
现阶段，随着城市轨道交通工程施工要求的增加，工程建设的复杂性不断增加，其施工难度相应增大。因此，要想确保城市轨道交通工程施工的质量和效率，就需要在城市轨道交通工程的施工阶段应用先进的管理技术进行施工管理，以确保城市轨道交通工程的顺利进行。通过应用BIM技术，可以在城市轨道交通工程的施工阶段对城市轨道交通工程的总平面布局进行模拟，分析城市轨道交通工程周边的环境、施工现场的平面布置以及施工过程中存在的安全隐患，从而实现施工现场的灵活布置。除此以外，BIM技术也可以对施工的方案和工艺进行模拟，通过建立一个虚拟的工程，将城市轨道交通工程施工的各个环节加入其中进行模拟分析，从而减少主观因素导致的方案和施工技术的错误选择，降低成本的投入，施工组织流程图如图1所示。
4.2BIM技术在施工前期准备中的应用
正式进行项目作业前，需要施工单位按照作业位置条件，全面勘测作业地点的地基稳定性、周边环境、水文条件、地质结构[9]。勘察人员需要使用先进勘察设备搜集数据资料，再将勘测图像与数据发送给信息平台，由专业人员转交数据，发给设计人员。设计人员可以利用真实的勘察信息和数据，初步设计工程方案。随后，数据方案交给BIM队伍，BIM团队的工作人员使用碰撞检查对设计方案合理性进行判断，确定模型之后，对工程展开可视化交底，模拟现场施工。
4.3BIM技术在施工进度管理中的应用
（1）进度模拟。将既有的进度计划安排作为依据，应用BIM5D技术精细地模拟施工整个过程，采用BIM5D平台可视化优势，预模拟分析全部施工环节，通过时间维度和施工维度的同步推进，探索出施工期间存在的管理问题和技术问题，应用平台模型对数据和信息进行反馈，在相应的施工方案和施工组织设计中对其进行有效使用，从而达到优化和改善施工方案和施工组织设计的目的，实现施工过程管理的高效性、全面性。（2）进度检查。监理人员在BIM技术的基础上进行进度跟踪，通过记录和拍照等方式，对施工现场作业进度和项目整体进度情况进行掌握，并与模型相应部位进行关联，特别是对应各关键时间节点，在第一时间进行比较分析。除此之外，配合计价定额和资源数据，预估成本信息变化、资源分配比例，预估工作结束时间。（3）进度优化。在BIM5D平台的基础上进行进度校核，能够发现进度问题，这时可使用多种方式进行过程纠偏，例如将进度对接至系统计划中，利用分析形象进度和所关联的相关资源信息，能迅速对现场进度实施最优的处理方案，并迅速反馈至BIM5D平台，从而促使模型的联动修改得以实现。在此基础上调整施组，在施工过程中使用精细化管理方法，在此流程的基础上可实现快捷、高效地对现场进度的实时掌控与纠偏[10]。
4.4BIM技术在设计中的应用
（1）可视化设计。在方案初始时期，应用BIM技术对车站的3D实体模型进行建造，在3D总图体量中，应用GIS和倾斜摄影等技术帮助设计者快速、直观推敲车站主体和出地面附属建筑体量和附近环境关系，为后期设计方案论证、解析、筛选与确定奠定坚实基础。（2）仿真设计。伴随城市轨道交通线网的飞速发展，换乘站、枢纽站随着地铁建设的持续增加而出现极度拥堵的情况。通过全球定位系统与建筑信息模型系统的高效结合，可以在城市轨道交通数字模型中直接纳入与其相关地区的信息，利用模型将与其相关地区的实际出行需求、地质环境情况、人口密度等直接显示出来，同时在对轨道线路、人流量及运距等进行运算的基础上，对管线铺设是否合理进行判定，为城市轨道交通网线铺设规划的最后确定奠定坚实的参考基础。除此之外，地铁受诸多因素的影响，换乘线路和客流大小各不相同，需对换乘客流和具体线路进行定量分析。在具体应用过程中，应用行人仿真模拟软件如Legion、Steps等对人的移动、拥堵、超越及移动速度的调整进行真实模拟，比较客流走行流线和换乘方式，最大限度地提升换乘使用率及乘客舒适度。（3）模拟性。对BIM技术进行使用，对轨道交通3D模型进行构建，在模型中展现项目外观和细部，利用BIM参数化优势，将模型数以万计的构件、设施等数据信息添进去，形成大型的数据库网络，以碰撞功能检测方法检测稳定的地铁站设计方案，对各专业管线碰撞情况、轨道实际运行情况进行反映[11]。
4.5BIM技术在施工质量管理中的应用
对BIM4D技术的科学应用，在最大程度上提升了城市轨道交通工程施工质量管理水准，对各类质量问题的产生进行了有效防范。管理者在施工资料管理过程中，可依据施工单位反馈的各类信息对城市轨道交通思维模型进行实时更新，在更新的过程中，不但能对相关施工环节的进度情况进行掌握，还能对施工活动与附近环境之间的关系进行评估，进而科学合理地评估施工风险。与此同时，对BIM4D技术的科学应用，还能实时跟踪施工质量。相关工作人员利用计算机平台在模型中录入工程的实际施工质量，模型将自动横向比较实际施工质量和预期施工质量，假设发现质量问题，可对施工信息进行调取，对引发质量问题的原因进行迅速评估，同时相应地调整施工方案，进而全面解决施工质量问题。
4.6BIM技术在施工成本管理中的应用
在使用BIM技术对城市轨道工程进行建模的过程中，管理者可以依据要求计算工程量。对工程量的精准计算，有利于管理者依据价格因素对城市轨道交通工程施工的成本投入情况进行估算，进而促使施工成本的总量管理得以实现。除此之外，通过模型的创建，管理者可以将施工中所应用的相关建材实施参数化处理，在成本管理中，通过录入和调整成本信息，管理者可以对城市轨道交通工程成本进行动态化管理，将成本管理难度大大降低。
4.7BIM技术在施工安全管理中的应用
在轨道交通施工过程中对BIM技术进行科学化运用，对保障工程施工质量有着积极意义，其中在施工安全管理方面加以科学应用，能保障施工现场安全管理工作有效实施，提升施工的安全性。首先，在城市轨道交通工程施工期间，地质环境和管线环境非常容易影响工程施工，假设在施工中，未较好地处理城市轨道交通工程施工与管线环境、地质环境之间的关系，则可能增加城市轨道交通基础设施和既有管线之间的碰撞概率，进而导致诸多安全风险。对BIM技术进行科学使用，可全面解决上述问题。因为利用BIM技术，相关施工人员能对施工区域内部管线分布情况和地形地质特征进行实时掌握，在此基础上对施工方案进行及时修正，以免发生安全事故，确保施工活动的有效实施。其次，通过构建BIM模型，发挥模型的可视化的优势，有助于施工场地三维立体科学规划，如材料堆放区、仓库区、加工区、办公区等，施工现场能得到直观性的体现，保障施工空间的优化，最大限度地提升现场施工道路整洁度。在实际施工过程中做好安全交底的工作目标是比较关键的，通过BIM模型可视化特征，对施工现场存在的额危险源加以识别，做好针对性的安全检查，把整体项目施工安全状况通过仿真动画的方式交底给现场操作人员，能保障安全交底的有效性，工作人员在BIM技术应用下能更为精准地掌握现场的施工状况。
4.8BIM技术在站后工程多专业接口协调中的应用
利用BIM技术对工程进行分析，首先，在结构和建筑模型完成的基础上，机电各个专业依据既有的施工图展开建模，从中明确相关管线和重要大型设备位置。基于此，再添加各个细部重要部位，在主体模型中添加空调风管、给水管及消防水管等，同时实现优化过的模型成果。将获得的建筑信息模型作为主要依据，对施工中占用安装空间资源比较大的设备和管线先安排施工，对施工中占用安装空间资源比较小的设备和管线可延后施工。对BIM技术的有效应用，使各个专业施工得以有条不紊地进行，确保设计和施工的同步，确保各个专业间得以统一协调。对BIM技术的科学应用，能够对管线安装实际情况进行有效模拟，依据相关排布调整出图和施工安排，促使设计和施工的同步协调得以实现。
4.9BIM技术在运营阶段的应用
在城市轨道交通工程运营中，应用BIM技术主要体现在两个方面，一方面是维修管理，另一方面是能耗管理。将BIM技术应用在维修管理中，能获取列车运行信息、客流数据等，还能为相关设备设立编号，便于查询相关设备的实际运行情况，进而在第一时间将安全隐患消除；将BIM技术应用于能耗管理中，同时结合云计算、物联网技术，能实时分析车站能耗，将系统的调节管理和控制自动完成，比如照明系统和空调系统等，进而促使车站的能耗管理实现智能化，并在保持车站常规运营的基础上，达到降低能耗的目的。
5结束语
总体而言，将BIM技术应用在城市轨道交通工程建设施工中，其应用层次并未达到深化程度，但却已覆盖项目工程各个方面，并从应用效果上为轨道交通工程的建设与发展带来了巨大价值，由此能够得知BIM技术应用的重要性。虽然从一定程度上讲，我国的BIM技术尚处于初步运用阶段，各项技术内容不够完善，但相信通过相关研究者的不断研究与探索，BIM技术必定会得到全面发展，为促进城市轨道交通工程行业的发展提供保障。
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