摘要：BIM技术将信息融入实体模型之中，几何信息与非几何信息的集成流转，将设计、施工及后期运营维护等相关环节联系起来，实现对各个阶段的精细化管理，为项目决策者提供可靠的数据参考，实现项目实施各阶段的相关方在同一个平台上的协同作业。城市轨道交通作为公共交通的重要组成部分，具有运量大、时效性强、快速便捷、绿色环保、节省土地资源等一系列优势，是缓解交通拥堵、解决城市居民交通出行问题的重要手段之一。BIM技术广泛应用于城市轨道交通行业是必然趋势。
关键词：BIM技术；城市轨道交通；刚性接触网；应用
一、BIM技术在城市轨道交通工程建设中的应用现状和发展趋势
1、城轨项目BIM技术的应用及发展现状
BIM技术在我国城市轨道交通行业的发展过程中，仍属于一项新兴技术，在应用过程中，受各方面条件的限制，应用效果并不明显，而且可以有效运用该技术的工程项目较少。相对于其他发达国家，我国对该技术的应用并不成熟，仍然处于起步阶段。在未来的工作中，还需要对该技术的不断改革与优化，使其更适用于我国城市交通轨道的建设。我国制造业发展处于工业技术创新化、智能化需求阶段，国家实行交通强国战略，推动城市轨道交通项目的快速发展。因此，为BIM技术在城市轨道交通工程中的广泛使用奠定了基础。
2、BIM技术在轨道交通工程设计中发展趋势
BIM技术在城市轨道交通项目建设过程中的应用优势较为明显，不仅可以使前期的规划更加科学合理，而且对施工过程以及后期的运营维护都有较为明显的促进作用，综合提高整个工程的建设质量与技术水平，精准控制建设成本，科学建管与运维，提升运维水平。BIM技术的在城市轨道交通中的广泛应用，推动城市轨道交通的信息化建设，推动轨道交通工程的优化设计以及资源的共享。
二、传统二维设计的不足
随着近年来我国铁路轨道交通建设的不断发展，相应的BIM技术也得到了飞速的应用和提升，在工程领域掀起了一股热潮。国家和政府也逐渐重视起BIM技术的应用，并重视对BIM技术的提升。在城市轨道交通建设中，应用BIM技术可以实现可视化与信息化，解决部分设计信息二维设计不便表达的问题，从根源上提高设计质量。目前，BIM技术已应用于铁路建设，相关公司也开发了基于数字地图系统的铁路三维空间选择系统。能够实现基于BIM技术的规划设计，线路选线以及方案对比。有利于相关工作人员能够充分认识到铁路建设过程中的现状和问题，合理安排设计内容，优化设计方案，提升设计质量。
现阶段城市轨道交通接触网的设计主要采用二维的方式来进行，设计成果也是通过二维设计图来体现。设计人员主要使用基于CAD平台的二次开发软件进行平面布置图设计，通过Excel开发等进行设计参数辅助计算，自动化设计在一定程度上实现，提高了设计效率。但是，随着城市轨道交通项目需求的不断增加，相应的信息量逐渐增加。相关单位对工程设计以及相关建设运营的要求也越来越高，传统的二维CAD设计逐渐不能够满足当前工程项目建设的需要。首先，二维设计无法为施工人员体现三维的复杂的空间关系，容易出现施工的误差而造成项目不必要的返工情况，导致生产成本的提升。二维设计方式也难以对接触网工程的外部环境进行全面和直观的认识，对于一些特殊复杂的施工，需要实际人员进行现场勘察才能够确定方案。设计人员的工作量急剧增加，导致设计时间更长，效率更低。
三、接触网BIM设计的相关进展
BIM技术起源于美国，到目前为止在世界范围内获得了广泛的应用和研究，国际上相应的BIM数据的标准也趋于成熟。BIM设计理论和技术的应用，为相关建筑行业提供了更为有效的设计形式，促进设计图纸朝向立体化和三维化的方向发展。当前BIM技术在发达国家已经得到了广泛应用，相关的应用价值也得到了广泛的认同，我国BIM技术起步较晚，然而，近年来其也取得了快速发展，为建筑业注入了新的动力和活力。国家相关单位和科研团队逐渐重视起BIM技术的作用，业主对BIM技术的认识也不断提升。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国当前很多建设工程项目已经开始应用BIM技术，如上海迪士尼、上海中心大厦、北京奥运会奥运村以及香港地铁项目等，都使用了空间规划BIM技术。分析建筑领域的发展方向，我们可以发现BIM技术是未来工程项目发展的必然趋势。
四、接触网BIM设计工作
1、BIM模型创建
城市轨道交通接触网设计时，首先进行BIM模型库创建，通过分析模型的种类，进行参数化建模。对于城市轨道交通中接触网常用的非几何信息可以通过IFC、IFD等进行信息表征。
三维模型的构建可以更好地实现设计的数字化和参数化，结合城市轨道交通接触网设计的要点和需求，创建专业性的接触网设备设计，有针对性地创建相关BIM模型，包括接触网刚性悬挂模型和柔性悬挂模型。具体的模型主要包括：隔离开关、分段绝缘器、电缆、圆形隧道悬挂、减震区段隧道悬挂、矩形隧道悬挂、高净空隧道悬挂、风管处隧道悬挂、中心锚结、电连接、刚柔过渡、隧道口下锚及电连接、对向下锚、跳线、各类警示牌、号码牌、避雷器、支柱、硬横梁、拉线基础、吊柱、腕臂底座、支撑定位装置、下锚装置、整体吊弦、弹性吊索、补偿装置等。BIM模型参数化创建后需要进行模型的精度审批和准确性审批，以满足设计、施工甚至运维管理需求。
通过相关二次开发，对参数化模型能够参数化驱动，根据设计数据进行批量化创建并安装模型，以完成城市轨道交通BIM设计工作。高精度、高颗粒度的城轨BIM设计能在后期设计分析、施工管理、运营维护都有着较大的作用。
2、BIM设计分析、交付及应用
城市轨道交通接触网BIM设计，能更直观的实现接触网设计差错漏碰的检查。通过BIM设计平台的功能，如3DE平台的碰撞检查，能实现接触网专业内部的硬碰撞检查、接触网与其它专业的硬碰撞检查。通过后期的二次开发能实现软碰撞检查，形成可靠的碰撞检查报告。城轨多专业间的BIM设计，能在设计初期就能有针对性的避免二维设计时专业接口间的问题，减少设计变更带来的后期的施工费用，缩短施工周期。
城市轨道交通接触网BIM设计，结合相关开发平台的内嵌或二次开发，进行接触网有限元分析，实现静态、动态受力分析。综合分析主要零部件的疲劳强度，计算城轨接触网中各零部件的合理使用寿命。
在设计交付时，城轨接触网BIM模型，通过平台渲染或3DMax渲染，具有更好的交付体验和展示效果。业主对城轨接触网设计工作有更清晰和全面的认知。
城轨接触网BIM设计交付后，通过相关平台，施工单位能够实现施工工艺的设计。在特殊工点、复杂工点处，通过施工工艺设计，优化施工方案，缩短施工周期，减少施工成本，降低施工风险。在运维时期，采用数字孪生技术，运维管理人员能够提高运维效率、降低运维成本。
结束语
BIM技术的广泛应用，能够进行设计、施工、运维全生命周期的应用。BIM技术在我国城市轨道交通行业的应用仍处于起步阶段，通常局限在可视化展示和初级信息管理上。BIM技术目前并没有成熟的体系、设计人员的传统认知局限、人才体系的培养缺陷及企业收益模式的不明确性都制约着BIM技术在城市轨道交通领域的推广应用。但随着5G、无人机、云计算及人工智能（AI）等先进技术的发展，BIM技术必将迸发更大的活力，在城市轨道交通行业得到更加广泛的应用。
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论文作者:许鸿谦
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
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