第四節(jié) 基于BIM技術的大型鐵路綜合交通樞紐建設

建筑信息模型（Building Information Modeling，以下簡稱BIM）是一種建筑過程的數字展示技術，可以協(xié)助建筑的數字信息交流合作。建筑信息模型涵蓋了幾何學、空間關系、地理信息系統(tǒng)、各種建筑組件的性質及數量，它可以用來展示整個建筑全生命周期，包括了建設過程和運營過程。建筑的各個部分、各個系統(tǒng)及各個階段在建筑信息模型都能反映出來，建筑內部信息可以十分方便地從建筑信息模型中提取（圖1-20）。

圖1-20 BIM在建筑工程全生命周期中的應用

2007年BIM技術開始進入中國的工程應用領域。北京奧運場館、上海世博會、上海中心、北京中國尊項目等大型工程均采用了BIM技術。2011年5月，住建部發(fā)布了《2011—2015建筑業(yè)信息化發(fā)展綱要》，提出“加快建筑信息模型（BIM）研究”，提出了以BIM技術為抓手，結合云計算、大數據、移動互聯(lián)及最新的信息化技術促進工程信息化水平，為BIM技術在各個細分行業(yè)的普及、落地清晰地標明了基調。2014年，住建部《關于推進建筑業(yè)發(fā)展和改革的若干意見》提出“推進建筑信息模型（BIM）等信息技術在工程設計、施工和運維全過程的應用”。2015年住建部《關于推進建筑信息模型應用的指導意見的通知》提出“應掌握并實現BIM與企業(yè)管理系統(tǒng)和其他信息技術的一體化集成應用”。隨著BIM技術發(fā)展的愈發(fā)成熟和廣泛，BIM技術相關的政策和環(huán)境日益完善，其在大型鐵路綜合交通樞紐建設中的應用也必將迎來跨越式發(fā)展。

一、BIM在大型鐵路綜合交通樞紐前期規(guī)劃階段的應用

在項目規(guī)劃階段運用BIM技術，可以通過原始地形等高線數據，建立起三維地形模型，加以高程數據、坡度數據，將規(guī)劃建設的高鐵綜合樞紐置于現有建筑環(huán)境當中進行分析論證，討論在新增高鐵綜合樞紐情況下各項環(huán)境指標的變化，從而確定更節(jié)能、更綠色、更經濟的土方調配方案。通過對BIM模型的三維可視化分析，分析規(guī)劃區(qū)域中各種交通方式的銜接關系，模擬不同交通方式在綜合交通樞紐內部的相互關系，對每一種交通方式的布局進行優(yōu)化等。

二、BIM在大型鐵路綜合交通樞紐設計階段的應用

BIM在設計階段，利用三維可視化的特點，可以減少“錯漏碰缺”；利用專業(yè)協(xié)調碰撞檢查可以進行各專業(yè)模型之間的碰撞檢查，提高設計質量；利用BIM設計模型結合相關模擬軟件，可以模擬人員應急疏散，進行方案建模、聲環(huán)境分析、日照及采光分析、管線綜合優(yōu)化、能耗分析、機電深化設計、鋼結構深化設計、裝修裝修深化設計等。

三、BIM技術在大型鐵路綜合交通樞紐施工階段的應用

BIM技術在施工中能夠進行多專業(yè)協(xié)調、多專業(yè)集成、多功能整合，在施工組織設計、重大施工方案動態(tài)模擬、施工技術方案的確定、四新技術的應用、施工現場動態(tài)調整、施工進度的模擬、工程安全、質量、文明施工管理、現場數據的采集、儲存、后臺處理、圖紙及文檔電子化管理、全過程造價成本管控等方面應用BIM技術，基本可以實現項目施工的全過程管理。

1.工程實施多主體協(xié)調

搭建基于BIM技術的鐵路綜合交通樞紐工程建設信息化管理平臺，針對工程現場的進度、質量、成本、安全管理進行信息化管理，實現信息的“及時更新、平等共享”，實現工程各參與方的共同信息公開，實現多主體協(xié)調，同時收集設計、施工以及運營維護時的數據，便于交通樞紐運營方進行管理。

2.工程實施多專業(yè)集成、多功能整合

大型鐵路綜合交通樞紐建設中涵蓋了多種專業(yè)集成，包含了結構、裝修、機電安裝、測量、智能化設備安裝等專業(yè)。而每一個專業(yè)又包含了很多內容：鋼筋、模板、混凝土、給水排水、送排風、防排煙、空調風、空調水、消防、強電、信息、客服等。這些復雜多樣的專業(yè)內容形成了一張包羅萬象的網絡系統(tǒng)，而網絡系統(tǒng)中每一條線都直接影響著整個工程的施工質量。

BIM模型通過附加各個專業(yè)不同形式的數據，形成完整的施工BIM模型。通過BIM模型進行碰撞測試，對碰撞部位及時進行系統(tǒng)優(yōu)化達到最終優(yōu)化方案，減少錯漏碰缺對施工設計和成本的影響；其次施工BIM模型將BIM設計模型與建筑信息相結合，直觀地體現施工的界面、順序，使總承包與各專業(yè)施工之間的施工協(xié)調變得清晰明了，同時利用BIM技術進行施工平面布局優(yōu)化，使設備材料進場、勞動力配置、機械配備等各項工作的安排變得最為經濟。重大施工方案，特別是危險性較大的施工方案，可以采用施工模擬來降低施工風險；在施工安全、質量與進度控制中，BIM技術與移動終端相結合，將現場實際數據上傳至BIM模型，實現數字化的現場管理模式，更有效地監(jiān)控施工安全、質量，進度跟蹤及預警，使現場管理人員可以把更多的精力用在現場實際情況的提前預控和對重要部位、關鍵產品的嚴格把關等工作上，不僅提高了工作效率，還可以幫助管理人員盡早發(fā)現并降低施工管理風險。

四、BIM技術在大型鐵路綜合交通樞紐設備設施運維中的應用

由于大型鐵路綜合交通樞紐功能多元化，設備運行系統(tǒng)繁多，傳統(tǒng)的綜合管線及設備的管理方式已經不能滿足目前綜合交通樞紐管理的需求，BIM技術的出現為管線及設備運行維護的智能化提供了極大的技術支持。利用BIM技術可以實現大型鐵路綜合交通樞紐運營維護的建筑檔案信息電子化、建筑空間可視化、建筑結構安全監(jiān)測數據化、設備構件平臺化和現場管理信息集成化。

1.建筑檔案信息電子化

基于BIM技術的圖檔協(xié)同平臺是圖檔管理的基礎，平臺把不同專業(yè)設計圖紙、竣工圖、變更、合同、文檔資料等信息與專業(yè)模型構件關聯(lián)起來。在運營維護階段，設備維護管理者能快速查詢各構件對應的信息以及各個階段的文檔資料，大大提高檔案管理工作的服務效率。

2.建筑空間可視化

基于BIM技術，可以將整個樞紐的建筑空間從方案到竣工完成的全過程、從平面到三維空間的全方位進行展示，并將所有建筑構件以具體化、立體化的方式展現給運維管理者，使運維管理者和使用者能夠直觀地看到樞紐建筑的整個空間布局、建筑構件、管線排布、安裝的設備、應急通道等具體的建筑信息。利用BIM技術的漫游功能，從空間位置直接查找到設備是非常直觀的一種方式。利用BIM技術對建筑空間進行動態(tài)演示、建筑構件信息進行直觀展示，有利于樞紐運維管理者對樞紐建筑功能布局有一個準確的認識與了解。

3.建筑結構安全監(jiān)測數據化

大型鐵路客運綜合交通樞紐結構體系復雜、跨度大、人流密集、社會關注度高，其結構安全應予以特別重視。日益成熟的結構健康監(jiān)測技術正廣泛應用于大型復雜結構鐵路客運站房，結構健康監(jiān)測可以利用BIM技術直觀地對建筑的整體行為進行實時監(jiān)控，并對結構的損傷位置和程度進行診斷，在突發(fā)事件下或結構使用狀況嚴重異常時觸發(fā)預警信號，進而對結構的服役情況、可靠性、耐久性和承載能力等參數進行智能評估，為結構的維修、養(yǎng)護、異常情況下的搶險與管理決策提供數據支持（圖1-21、圖1-22）。北京南站、天津西站、上海虹橋站、深圳福田站、重慶西站等鐵路綜合交通樞紐中均已應用展開結構健康監(jiān)測。

圖1-21 監(jiān)測系統(tǒng)的組成框架示意圖

圖1-22 大型綜合交通樞紐健康監(jiān)測系統(tǒng)

4.設備運維管理集成化

BIM技術可以將建筑構件及設備等信息進行整合，共同構筑信息管理平臺，主要實現了車站的集中監(jiān)控、日常運營調度、信息共享與發(fā)布、照明系統(tǒng)聯(lián)動、FAS系統(tǒng)聯(lián)動、求助設備與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動、直飲水系統(tǒng)聯(lián)動、機房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)動、突發(fā)事件處理、應急指揮調度功能。搭建構件設備管理臺賬，建立設備管理信息。在構件設備運行維護階段，系統(tǒng)平臺可以針對不同的管理者和使用者提供多種權限方式，供用戶快速查找構件設備、定位構件設備、管理構件設備、調閱構件設備管理臺賬，實現構件設備的使用信息的自動統(tǒng)計、查詢、追溯、系統(tǒng)同步聯(lián)動、自動應急預案，以及維護、保養(yǎng)、更換的預警提醒，為日后維護保修提供真實的信息，提高構件設備的維修效率。構件、設備平臺化通過單擊拓撲圖上的設備可以查看設備詳細情況。