轨道交通BIM技术总体咨询服务探析

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［摘要］结合国内城市轨道交通工程bim技术应用现状，对BIM技术应用目前存在的问题进行了分析，总结了轨道交通BIM技术总体服务模式，并对轨道交通BIM技术总体咨询模式内容进行阐述，希望能为今后类似项目提供借鉴和依据。

［关键词］轨道交通；BIM技术；总体咨询

1国外轨道交通BIM技术应用现状

近年来，随着各国BIM技术政策及标准体系不断完善，BIM技术应用价值越来越明显，多个发达国家已将BIM技术应用列为工程建设的强制性要求。英国女王地铁线于2009年启动，线路总长118km。项目建设过程中各专业通过BIM技术模型进行协同设计，减少了各接口之间、各参与方之间的信息遗漏。美国洛杉矶Westside地铁延长线长9km，新建7个地铁站，工程采用DB交付模式，建设单位将BIM技术应用条款纳入承包方合约，要求以BIM技术为核心规划管理整个建造过程。新加坡裕廊线总投资全线24km，工程采用DB交付模式，BIM技术应用模式与美国洛杉矶Westside地铁模式类似。此外，法国、德国、荷兰等国家的城市轨道交通项目均较为广泛地将BIM技术应用于规划、设计、建造与运维阶段的轨道交通全生命周期管理。

2国内轨道交通BIM技术应用现状

2.1国内特点

我国BIM技术已经能够显著提升协同效率、减少返工，但其更多地针对地上大型建筑项目，在地铁项目中仍不成熟。（1）建设周期。相对于国外，国内工程建设周期普遍偏短。英国女王线计划建设工期8年，新加坡裕廊线计划建设工期6年。而国内地铁项目计划建设工期多在4年半左右。（2）资金投入。随着建设单位越来越意识到BIM技术的重要性，由以往的设计施工单位自行投入资金应用BIM技术，到建设单位在招投标中有计划地在整条线各阶段中要求引入BIM技术并单列资金，且不少城市招标单独引入BIM技术咨询单位。（3）建设单位也开始期望逐渐走出认识误区。刚推广时多数建设单位认为BIM技术可以解决项目管理中的所有问题；然而事实并非如此，目前大多数建设单位均能认识到BIM技术仍处于发展过程中，且意识到BIM技术作为工具其作用发挥与项目管理融合BIM技术的深度有关。

2.2应用现状

我国BIM技术在轨道交通领域的应用最早出现在港台地区，其BIM技术应用主要在设计阶段建模；大陆地区如上海、北京、成都等均在不同方面进行不同程度的BIM技术应用，如管线碰撞检测、三维管综设计等。国内轨道交通BIM技术应用发展分为3个阶段。（1）初期（2013年之前）以规划设计应用为主，工程设计行业从二维走向三维，但此时BIM技术多应用于三维功能性展示。（2）至2013年，施工企业开始考虑采用BIM技术辅助项目建造与施工管理，但与设计和运维环节的联动较弱。（3）至2018年，建设单位开始探索BIM技术在设计、施工、运维的全过程应用融合。目前，国内轨道交通BIM技术应用范围覆盖设计、施工、运维全产业链条。建设单位应用BIM技术进行工程管理成为趋势，普遍认可基于BIM技术的“管理前置、协调同步、模式统一”协同作用，把大量问题前置解决，从而使整个建设过程管理提质增效。

2.3存在问题

国内轨道交通BIM技术应用正在飞速发展，行业整体在推进BIM技术应用过程中表现出明显的正向趋势，但推进过程中仍存在较多问题。（1）标准体系未统一。目前，国家层面尚未出台轨道交通行业的BIM技术统一标准，各省市轨道交通行业各自出台相应的应用标准，尚未统一。（2）BIM技术软件成熟度不高。相较于工民建行业成熟的软件体系，轨道交通领域缺乏具备行业特色的软件产品。现有BIM技术软件功能及效率需大量定制开发才能适应具有中国特色项目管理需求。（3）BIM技术人才匮乏。由于行业迅速发展，对BIM技术人才的需求不断加大。但由于BIM技术人才培养方式匮乏、认证体系不健全等导致目前大部分BIM技术人员能力与工作要求不匹配。（4）BIM技术应用与项目管理脱节。一方面是项目管理中BIM技术的投入产出比不易量化；另一方面则是工期进度压力等导致BIM技术应用和项目管理脱节，从而导致“后BIM技术”，失去了“前BIM技术”的意义。

3轨道交通BIM技术总体服务模式

鉴于轨道交通行业BIM技术应用的发展现状，参建各方BIM技术能力参差不齐，为了在项目实施过程中统一标准、统一要求，BIM技术总体的角色应运而生。目前轨道交通BIM技术总体服务模式主要包括以下3种。（1）BIM技术总体咨询。BIM技术咨询方从设计、施工阶段切入，编制项目BIM技术标准体系，搭建BIM技术建管平台，指导各参建方开展设计、施工一体化技术应用，以实现建造阶段的BIM技术应用统一标准、统一要求、统一管理并最终移交数字资产。如绍兴1号线、苏州6~8号线和深圳4期轨道项目等。（2）BIM技术应用总包。BIM技术咨询方承担项目的BIM技术设计、施工一体化应用，包括设计阶段模型创建、三维校审、碰撞检查、可视化交底等，辅助设计提高设计成果质量，以及施工阶段模型深化、碰管线综合、工序模拟、4D进度模拟、可视化交底等应用，并最终移交数字资产。如杭州至绍兴城际铁路BIM技术应用。（3）全生命周期系统研发及应用。鉴于BIM技术的发展，部分建设单位主动投入资金，在引入BIM技术总体咨询的同时，借助咨询方的研发力量开展基于BIM技术全生命周期管理系统研发，包括BIM技术协同设计管理平台、BIM技术协同建设管理平台和BIM技术智慧运维管理平台，探索全生命周期数字化、智慧化应用。如成都18号线。目前，较多采用的模式为BIM技术总体咨询模式。下面就BIM技术总体咨询服务模式的工作内容、实施架构及全过程应用进行具体阐述。

4轨道交通BIM技术总体咨询

4.1工作内容

轨道交通BIM技术总体咨询，主要工作内容包括：组建项目BIM技术实施团队；制定项目BIM技术应用标准及管理体系；搭建项目BIM技术管理平台；指导各参建方开展BIM技术设计施工一体化应用；移交虚拟资产等。

4.2BIM技术实施架构

BIM技术总体咨询方负责项目实施策划，协助建设单位组建BIM技术实施架构，并组织协调各单位有序开展工作，客观、公正地行使技术管理权，负责轨道交通BIM技术工程应用的总体性、完整性、统一性，保证组织的分工明确、职责清晰，以确保BIM技术应用贯穿于工程实施全过程。

4.3BIM技术标准体系

BIM技术总体咨询单位牵头开展标准体系编制工作，主要分为技术标准体系和管理标准体系2大类。技术标准体系包括T/CSPSTC38—2019《城市轨道交通信息模型成果技术规范》、T/CSPSTC39—2019《城市轨道交通数据对象与编码》；管理标准体系包括T/CSPSTC35—2019《城市轨道交通BIM技术实施管理规范》、T/CSPSTC36—2019《城市轨道交通BIM技术协同管理指南》、T/CSPSTC37—2019《城市轨道交通BIM技术数据交付管理要求》等，各标准共同支撑BIM技术总体实施管理及BIM技术设计、施工一体化应用的顺利实施。

4.4协同管理平台

BIM技术总体咨询单位负责搭建轨道交通BIM技术协同管理平台，其架构自底向上分为硬件层、应用层、数据层、管理层和客户端。5层分别从用户、交互方式、业务应用、技术支撑和资源存储5个方面分解整个系统，使建设单位、设计、施工、监理等项目参建方可实时利用BIM技术协同管理平台在相同的工作环境下开展设计、施工一体化应用及其他线上协同工作。

4.5设计、施工一体化应用

4.5.1勘察设计阶段。（1）勘察阶段。由BIM技术总体咨询单位通过无人机航拍采集数据，创建线路全线地理信息三维模型；通过勘察钻孔数据编录，创建全线工程地质三维模型；通过物探及管线资料数据，创建全线市政管网三维模型。三大基础模型形成轨道交通工程建设基础信息“一张图”，为各参建方提供全线数字化基础数据。（2）方案阶段。在BIM技术总体咨询单位的指导下，由设计单位在基础信息“一张图”上开展协同设计工作，分析周边空间环境、搭建总体方案，创建初步模型，并借助三维可视化优势进行设计方案比选，辅助决策。（3）设计阶段。在BIM技术总体咨询单位的指导下，由设计单位利用三维协同设计平台创建车站建筑、结构、暖通、机电、区间等各专业信息模型。通过漫游、剖切、碰撞检测、电子批注等手段分别开展全专业设计校审和优化，并可快速导出各专业平面图、立面图、剖面图、轴测图等三维设计图册，并在建设过程使用。4.5.2施工阶段。（1）施工准备阶段。在BIM技术总体咨询单位的指导下，由施工单位利用三大基础模型及设计方案开展施工场地布置、交通疏解及管线迁改等方案模拟，并开展三维图纸会审、可视化技术交底，加深项目参与人员对图纸、方案的理解，避免施工建造过程中因识图偏差造成的人力、物力和工期的浪费。（2）施工阶段。在BIM技术总体咨询单位的指导下，由施工单位在设计信息模型的基础上开展各专业深化设计，并利用施工BIM技术模型开展复杂节点施工方案和工序模拟，并进行三维可视化交底，提高作业人员对复杂工序的理解和感知，从而提高施工质量、保证施工安全。4.5.3竣工阶段。基于项目施工模型，由施工单位结合完工现场深化施工模型，将各阶段验收形成的专项验收情况、设备信息、管理数据等附加或关联到模型中，形成竣工模型，作为后续运维的数字基础。

4.6数字化移交

将工程BIM技术成果移交至建设单位，便于后期基于BIM技术开展运维管理工作。在工程项目启动前期，由BIM技术总体咨询单位结合建设单位需求制订资料归档管理办法及交付方案，各参建方根据交付方案开展BIM技术资料归档行为。并由BIM技术总体咨询方进行数据的质量把关，检查移交数据的完整性及合规性。数字化移交流程流程为：确定交付需求→制订交付方案→实施数据交付→验收交付成果。

5效益分析

轨道交通BIM技术总体咨询的角色是行业BIM技术应用发展的产物，其存在为轨道交通行业BIM技术应用秩序提供了支撑，为BIM技术在轨道交通项目的设计–施工–运维全生命周期发挥作用具有十分重要的意义。（1）在BIM技术发展的现阶段，建设单位和施工单位均缺少技术人才和管理人才。因此，BIM技术总体咨询的角色很好地补充了建设单位的管理力量，也支撑了施工单位的BIM技术实施。（2）BIM技术总体咨询的引入，可结合行业发展及建设单位需求合理确定目标，做到统一规划、统一标准、统一管理、统一实施，为实现既定目标提供保障。（3）基于BIM技术总体咨询单位技术实力以及在BIM技术运维方面的探索，可合理制订项目数字化移交的目标及成果要求，为后续数字资产在运维中发挥作用打下坚实基础。

6结束语

轨道交通BIM技术总体咨询是现阶段轨道交通工程BIM技术实施较为普遍的一种服务模式。应用实施过程中，轨道交通BIM技术应用宜结合其工程自身特点设定合理的应用目标。（1）现阶段轨道交通BIM技术应用宜在行业特点及BIM技术发展现状基础上适度超前，不宜对既有的生产体系产生过多干扰。（2）BIM技术应用原则采用价值导向。从建设单位的角度，除建设过程的价值之外，为轨道交通百年运营管理创新提供数字资产基础是最大的价值。（3）统一规划，分步实施。BIM技术实施需站在全生命周期角度做好顶层规划设计，确立分期目标，逐步推进。

参考文献

[1]李猛猛.BIM技术应用推广影响因素的研究[D].淮南：安徽理工大学，2018.

[2]李恒，郭红领，黄霆，等.BIM技术在建设项目中应用模式研究[J].工程管理学报，2010，24（5）：525–529.

[3]陈韵舟.轨道交通智慧车站研究[J].科技创新与应用，2020（16）：62–63.

作者:胡贤国 郑利龙 单位:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 浙江省智慧轨道交通工程技术研究中心