地鐵施工管理中BIM的應用

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建筑行業包含的內容有鐵路施工、橋梁修筑、房屋建造等。近十年來我國的建筑行業發展正處于蒸蒸日上的時期，國家固定資產投資額與建筑工程市場的規模同步增長，全社會固定資產投資的高速增長也進一步推動了中國建筑行業的發展。據不完全數據表示，2016年建筑行業總產值已達到19．07萬億元。中國建筑行業的發展所帶來的經濟效益占中國GDP的45%，建筑行業的興起也解決了國民的就業問題。隨著科學技術的革新，BIM技術漸漸被引進到建筑行業中為整個行業造成極大的影響。

1BIM技術的發展進程

BIM技術的中文全稱是建筑信息模型，是由國外的一家大型建筑公司Autodesk在2002年提出的。該模型一經提出就受到界內的廣泛認同，之后就廣泛應用于世界各地的建筑行業中。建筑行業中廣泛使用的還有多媒體技術、可視化技術和網絡技術等多種信息技術，其中信息技術和BIM技術成為建筑業在21世紀持續發展的命脈。在工程設計行業中，CAD技術的普遍運用已經徹底把工程設計人員從傳統的設計計算和繪圖中解放出來，這樣就可以把更多的精力投入到方案優化和改進上，極大地提高了設計效率和設計質量并縮短了設計周期。城市建設和規劃中利用人工智能技術可以全面地為工程項目的方案提供技術上的修正和決策。自BIM技術的概念出世以來，建筑工程的CAD正朝著智能化、集成化和信息化的BIM方向靠近。BIM技術支撐著工程項目全生命周期的每一個方向和每一個細微的環節。信息處理技術、虛擬現實VＲ技術和可視化技術都是基于BIM技術的設計原理上的一些分支。可以說沒有BIM技術的應用，建筑業的發展可能還處于前十年的發展階段中。

2BIM技術的作用

BIM技術是基于計算機輔助設計CAD技術上的一個進階，CAD只能將設計施工圖紙以二維的形式呈現，并且二維圖形信息格式容易導致交換過程中大量的非圖形信息丟失，這會導致諸如建筑行業的生產效率降低、資源浪費、協同工作進展得緩慢等一系列的障礙。在BIM技術未被引進之前，建筑工程軟件之間的信息交換是毫無規律的，只要其中任何一個軟件的接口出現錯誤，所有相連接的軟件都需要重新編寫程序。因此單純的二維圖像信息已經不能滿足建筑設計師的需要。而BIM技術的發展恰好能彌補這些缺陷，因為BIM技術是以三維圖形為主的電腦輔助設計。BIM技術的核心內容是將實體的建筑物通過三維的形式展現在設計師面前，使建筑物模型變得靈動、真實起來。采用最新的數字化技術，將所需的建筑物模型完整化并將與設計師所構想的建筑物以信息庫的形式存儲。該信息庫包含了除CAD以外的基本信息外還增添了一些新的內容，如建筑物模型的基本幾何信息、空間的狀態信息和原材料信息，BIM技術最大的一個優勢是其內部的信息庫在不斷地更新和完善。當建筑設計師采用BIM技術完成一張建筑施工圖紙后，BIM技術會自動將二維圖像轉變為三維圖像，并且其內部的信息庫會自動開啟估算該建筑物的基本資金預算和材料費用的功能，這會大大地減輕施工預算部門的工作負擔，也可以大大地縮短建筑工期。BIM技術貫穿整個建筑施工的協同工作過程，覆蓋了工程的全生命周期過程，這能保證不同階段不同專業間的協同工作。當施工還處于上一階段，BIM技術便通過數據模型建模整理下一階段建筑物圖紙的信息，通過這樣的分階段化和模塊化的工作進程，整體的協同工作可以無縫傳遞到運營維護階段再利用人工智能技術實現動態地和虛擬地物業管理。反映到施工結束后來看產品的質量會大幅提升，資源和成本也得到大大地降低。通過集成技術將分散的數據化模型整理規劃便能實現信息的互換和共享，工程建筑中普遍存在的一個問題是對海量的工程數據以及不同階段不同專業數據信息的處理的低效性和滯后性，這會導致數據之間的銜接不當和脫節。而BIM集成技術可以將這些海量數據快速精準地分塊整理，當使用者需要查看任意所需的數據信息時，BIM會調動后臺的數據信息庫系統并將有效的信息呈現給使用者。當然，BIM技術的這些優勢可以完全地被地鐵施工管理充分應用，在整個地鐵施工過程中，存在極大的風險性和危險性。通常整個工期進行得相對緩慢，其目的是保證人員的安全和降低施工風險。當bim技術應用于地鐵施工管理時，只要將一段施工領域內的地形輸入到BIM軟件中，該軟件的一個子軟件便可以識別前方未知路段的地形和地況。

3BIM技術的特征及應用領域

由于BIM是一種智能化的實體建筑模型，可以連接建筑生命周期不同階段的數據、過程和資源，可以被地鐵施工項目各參與方普遍使用，幫助項目團隊提升決策的效率與正確性。BIM技術的一大特征是完備性，它除了能將二維信息處理為三維信息圖像外，更加重要的是包含了完整的工程信息描述。如在地鐵施工中的結構類型、建筑材料、施工工序和地形勘探等。第二大特征是關聯性，BIM技術的關聯性是指各個相互獨立的對象之間是可識別且相互關聯的，如果某一對象的數據模型發生更改，與之相關聯的其他所有對象都會隨著更新。建筑信息模型系統能夠對對象的信息進行分析和統計，并能生成對應的圖形和文檔。第三大特征是一致性，是指在工程生命周期的不同專業不同階段的信息是一致的，不需要設計者手動整理信息數據，也不用擔心某些重要的數據丟失的問題。例如，在地鐵施工管理中，地鐵的鋪設形式是單一中心線，在初步設計階段的地鐵鋪設時，這些單一線能夠演變成完整的中心線、路緣、路肩和道路紅線，而在施工圖設計階段時，反映到BIM技術軟件中就會轉變成更完整、詳細的施工圖紙和立體的三維模型。這就便于設計者和施工人員及時地調整施工圖紙和施工進展方向，減少資源和人力的無端浪費。BIM技術還可用于城市的規劃建設，城市規劃較建筑施工而言所需的時間更長，因為從長遠的眼光看是在一定時期內對整個城市或某個區域的經濟和社會發展、土地分類、空間布局的計劃和管理，而從小的層面看是對建設過程中某個具體項目的綜合部署、具體安排和實施管理。BIM對促進未來更智能化的“數字化城市”發展具有極大的價值，將BIM引入到城市規劃如交通建設的三維平臺中，將可以完全實現目前三維仿真系統無法實現的多維度的應用，有時在像城市規劃建設中交通建設施工領域中，這對促進“數字化城市”的進步、提高城市規劃管理層次、推動城市地質科學的發展具有重大的戰略意義。

4結語

BIM能夠應用于各大施工項目尤其是存在高風險性的地鐵施工建設中，它可以分析每一階段建設項目的可行性和經濟性，提高最終的施工管理的準確性和可靠性。在可行性研究分析階段，施工單位需要確定出建設項目方案在滿足類型、質量、功能等要求下是否具有技術與經濟可行性，如果為了得到可靠性高的論證結果，就需要花費大量的資金和精力。而BIM技術能自行對項目方案進行分析、模擬，從而對整個項目的建設降低成本和縮短工程周期。

參考文獻:

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作者:卜憲龍 單位:北京中鐵三局集團第四工程有限公司