BIM技术在轨道交通中的应用前景

BIM技术在轨道交通中的应用前景

目 录 建筑行业 BIM 技术发展现状 北京城市轨道交通概况 政府在轨道交通BIM发展中的作用 BIM 技术 在轨道交通中 的应用前景 BIM 在城轨工程中应用的优势 轨道交通BIM技术应用前景展望 轨道交通BIM技术发展存在问题 目 录 建筑行业 BIM 技术发展现状 北京城市轨道交通概况 政府在轨道交通BIM发展中的作用 BIM 技术 在轨道交通中 的应用前景 BIM 在城轨工程中应用的优势 轨道交通BIM技术应用前景展望 轨道交通BIM技术发展存在问题 BIM 的理解 BIM 是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。 BIM 是工程项目 设施实体（三维模型） 和 功能特性（信息） 的数字化表达。 BIM 是对整个工程项目在 全生命周期 中的工程数据、工程对象的一个完整的描述，是一个 动态的过程 。 建筑行业 BIM 技术发展现状 BIM 带来的变革 BIM 作为一种全新的理念，它涉及到一个工程项目全生命周期，从规划、设计、施工到运营维护技术一系列的创新，也包括管理的变革。 所有国内外的学术界有一个共识， BIM 的应用是建筑领域里面的 第二次的革命 ，第一次的革命就是我们所说的 CAD 的应用。 CAD 的应用是一个技术层面的革命，现在 BIM 的应用， 不仅仅涉及到技术 ， 更重要它还涉及到管理的变革 ，作为一场革命，它会更深刻，涉及的面会更大。 建筑行业 BIM 技术发展现状 作用一 作用二 作用三 作用四 实现建筑全生命周期的信息共享。 使项目所有的参与方能够协同工作，实现工程项目的精细化管理，实现全生命周期的信息共享。 实现建筑全生命周期的可预测性和可控制性。 BIM 技术可以支持建筑环境、经济、能耗、安全等多方面的分析和模拟，可以实现虚拟的设计、虚拟的建造、管理以及全生命周期、全方位的预测和控制。 促进建筑业生产方式的改变。 BIM 技术可以支持设计、施工以及管理的一体化，促进建筑业生产方式的变革。 推动建筑行业的工业化发展。 BIM 能够连接建筑生命期不同阶段的数据、过程和资源，所以它是能够支持建筑行业产品链的贯通，为工业化建造提供技术的保障，支持建筑行业的工业化发展。 BIM 对建筑行业的作用 建筑行业 BIM 技术发展现状 2011~2015 年建筑业信息化发展纲要（2011.5 住建部） 国家政策 将加快 BIM 等新技术在工程中的应用列入了十二五建筑业信息化发展的总体目标和重要的任务之一。 关于推进 BIM 技术在建筑领域应用的指导意见（住建部课题，尚未发布） 归纳、提炼了 BIM 技术在建筑里面应用的 价值、作用 。 推进 BIM 应用的 指导思想和基本的原则 。 BIM 技术发展的 近期目标、中期目标和长期目标 。 针对建设单位、勘察设计企业、施工企业、工程总承包企业、运营维护企业，根据其特点、应用需求确定了 工作重点、应用内容 。 从技术的研究、人才的培养等方面提供了一些具体的 保障措施 。 建筑行业 BIM 技术发展现状 建筑行业 BIM 技术发展现状 凤凰国际传媒中心 上海中心 Shanghai Tower 目 录 建筑行业 BIM 技术发展现状 北京城市轨道交通概况 政府在轨道交通BIM发展中的作用 BIM 技术 在轨道交通中 的应用前景 BIM 在城轨工程中应用的优势 轨道交通BIM技术应用前景展望 轨道交通BIM技术发展存在问题 截止至目前， 运营 17 条线， 465km ， 277 座车站 ， 41 座换乘站 序号 线路 起终点 线路长度（公里） 1 M1 苹果园 — 四惠东 31.3 2 M2 积水潭 — 积水潭 23.5 3 M4 公益西桥 — 安河桥北 28.2 4 M5 宋家庄 — 天通苑北 27.6 5 M6 一期 五路 — 草房 30.7 6 M8 一、二期 回龙观 — 鼓楼大街 18.5 M8 二期南段 鼓楼大街 — 美术馆 3.6 M8 北延联络线 回龙观 — 朱辛庄 5.9 7 M9 郭公庄 — 国图 16.5 8 M10 巴沟 — 巴沟 57 9 M13 东直门 — 西直门 40.9 10 M14 西段 张郭庄 - 西局 12 11 M15 东段 望京西 — 俸伯 31.1 12 M1( 八通线 ) 四惠 — 土桥 19.1 13 机场快轨 东直门 — 首都机场 28.1 14 M24( 亦庄线 ) 宋家庄 -- 亦庄火车站 23.3 15 M4( 大兴线 ) 公益西桥 — 天宫院 21.8 16 M25( 房山线 ) 郭公庄 — 苏庄 24.6 17 M27( 昌平线 ) 一期 西二旗 — 南邵 21.5 运营网络规模合计 465.2 北京城市轨道交通概况 —— 运营情况 2016 年建设规划， 在建 14 条线（段）， 272.7km ， 156 座车站 ，形成 737.9km 线网， 433 座车站。 序号 线路 起终点 线路长度（公里） 1 M6 二期 草房－东小营 12.4 2 M7 北京西站 — 焦化厂 23.7 3 M14 东段 西局 — 善各庄 35.3 4 M15 西段 北沙滩 — 望京西 7 5 L3( 西郊线 ) 香山 — 巴沟 9 6 M27( 昌平线 ) 二期 南邵 — 涧头西 10.6 7 M26( 门头沟线 ) 门头沟 — 苹果园 10.1 8 M6 西延 五路 — 金安桥 10.7 9 M15 西延 清华东 — 北沙滩 2.7 10 M8 三期 美术馆 —— 五福堂 17.3 11 M16 一期 苏州街 —— 宛平 26.1 12 M16 二期（含海淀山后线） 苏州街 —— 北安河 23.4 13 M25( 燕房线 ) 阎村 —— 燕化 22.7 14 新机场线 新机场 —— 牡丹园 61.7 在建网络规模合计 272.7 北京城市轨道交通概况 —— 建设情况 2020 年 规划新建 12 条线（段），新建线路 298.6km ， 157 座车站，形成 1036km ， 590 座车站 网络。 项目情况 长度（公里） 轻轨 系统 1 东四环线 环球影城 —— 望合桥 33.7 2 玉泉路线 万安公墓 —— 新宫 25 3 轻轨 CBD 线 东大桥 —— 九龙山 4.9 合计（ km ） 63.6 专线 1 机场线西延 东直门 —— 北新桥 2 地铁 系统 1 M12 四季青 —— 管各庄西 29.2 2 M17(R2 线 ) 未来科技城 —— 亦庄 49.7 3 M8 三期南延 五福堂 —— 瀛海 3.3 4 M19(R3 线 ) 草桥 —— 牡丹园 20.8 5 M3 田村 —— 东坝 37.4 6 昌平线南延线 国图 —— 西二旗 16.6 7 M25( 房山线 ) 北延 郭公庄 —— 夏家胡同 5 8 M22( 平谷线 ) 东风北桥 —— 平谷 71 合计（ km ） 233 线网规划方案新增线路（ km ） 298.6 网络规模总计（ km ） 1036 北京城市轨道交通概况 —— 线网规划 目 录 建筑行业 BIM 技术发展现状 北京城市轨道交通概况 政府在轨道交通BIM发展中的作用 BIM 技术 在轨道交通中 的应用前景 BIM 在城轨工程中应用的优势 轨道交通BIM技术应用前景展望 轨道交通BIM技术发展存在问题 BIM 在城轨工程中应用的优势 ——BIM 技术特点 可视化： “所见即所得”，项目设计、建造、运营等整个建设过程可视，方便进行更好的沟通、讨论与决策。 协调性： 有效协调专业信息，避免矛盾和冲突。 模拟性： 模拟建筑物的实际效果、技术性能、人流疏散、建造过程和造价指标等。 优化性： 建造过程是不断优化的过程，利用数字模型优化方案具有诸多优势。 可出图性 ： 利用数字模型可直接形成施工图。 BIM 在城轨工程中应用的优势 —— 应用价值 高质量实施 项目 有利于技术 创新 提高效率、节约成本 使预算更加准确 方便设备管理 与维护 1 6 3 4 5 应用 价值 2 缩短项目工期 BIM 在城轨工程中应用的优势 —— 城轨工程特点 工程规模大，建设周期长，但设计周期紧张 参与单位多，工程协调难度大 专业多、系统复杂： 系统数量约在 30 ～ 40 个左右，各专业联系密切，接口复杂。 管线多，关系复杂 设备安装阶段困惑多： 由于管线及设计接口的协调问题、施工组织问题、设备采购的后期调整不配套问题等经常会暴露出大量的矛盾，协调和解决这些矛盾会耗费大量的时间和精力。 BIM 在城轨工程中应用的优势 —— 设计应用优势 提高设计效率，缓解技术力量不足的矛盾： 据有关单位测算，随着应用的逐步成熟，可至少提高综合设计效率 3 ～ 5 倍。 可以避免专业之间的冲突： BIM 技术可优化各专业设计流程，减少或消除因管线设计矛盾对施工造成的影响，有利于提高建设水平和缩短建设工期。 可以提升设计水平： 将设计经验和标准化成果纳入数据库，可提升专业技术人员设计能力，保障设计质量。 设计 施工信息 运营信息 施工 运营 目 录 建筑行业 BIM 技术发展现状 北京城市轨道交通概况 政府在轨道交通BIM发展中的作用 BIM 技术 在轨道交通中 的应用前景 BIM 在城轨工程中应用的优势 轨道交通BIM技术应用前景展望 轨道交通BIM技术发展存在问题 应用的局限性 国内大量城市轨道交通工程积极推进 BIM 技术应用，在设计阶段，特别是车站管线综合并构建数字管线方面取得了良好的效果。 但是， BIM 在整个项目生命周期的其他环节，还没有发挥应有的价值。各建设单位均高度期望 BIM 技术可以尽快应用到轨道交通的全生命周期，对于项目管理、协调、施工以及项目建设完成后的运营管理与维护产生更大的价值。 轨道交通BIM技术发展存在问题 BIM 设计模式落后 随着 BIM 设计技术的推广，在民用建筑领域， BIM 技术处于领先地位的设计单位已经能够实现专业设计人员直接使用 BIM 软件建模，并由三维模型关联生成二维图纸（中国建筑设计研究院已实现了建筑专业 100% ，结构专业 80% ，机电专业 75% 的二维图纸关联生成）。与先完成二维图纸设计，再由非专业人员进行建模相比，大大提高了设计效率、保证了模型质量，更重要的是可以充分发挥 BIM 设计协同的功能，体现其核心设计价值。 但是，目前城市轨道交通工程领域的 BIM 设计模式基本都是，先由专业设计人员完成二维设计图纸，再由 BIM 咨询公司或设计单位 BIM 工程师（非专业工程师）完成建模工作。 轨道交通BIM技术发展存在问题 BIM 交付的目的与标准不明确 目前，城市轨道交通项目 BIM 交付的目的与作用不明确，对于交付的内容与深度等标准也没有明确的要求，导致一系列问题。各地城市轨道交通 BIM 交付的深度与内容相差很大；有些地方时间与人力资源浪费严重，增加了 BIM 推广难度；设计收费缺乏依据。 BIM 软件与硬件条件制约 较为流行的 BIM 软件（ Autodesk 公司的 Revit 、 Bentley 公司的 Architecture 、 Graphisoft 公司的 ArchiCAD ）的主要应用对象都是一般工业与民用建筑，难以涵盖城市轨道交通工程的 30 多个专业全部内容。另外，城市轨道交通工程参与的设计单位多， 跨公司、跨地区协同设计难度大。 建筑模拟、分析、渲染、 3D 建模等对计算机硬件性能要求高， 也制约着 BIM 技术在城市轨道交通全生命周期的全面应用。 轨道交通BIM技术发展存在问题 BIM 技术应用初期效率低与工期矛盾较大 城市轨道交通 BIM 技术应用初期，由于各类构件库需逐步建立，软件熟练掌握需要一个过程， BIM 效率相对较低，这与绝大多数城市轨道交通项目紧张的设计周期矛盾较大。 专业设计人员队伍中的 BIM 人才缺乏 近年来，城市轨道交通建设持续爆发性增长，各方面的专业技术人员数量都难以满足实际需求。专业技术人员在 BIM 技术应用初期，投入的学习时间成本较高，客观上影响了 BIM 技术的普及。 轨道交通BIM技术发展存在问题 目 录 建筑行业 BIM 技术发展现状 北京城市轨道交通概况 政府在轨道交通BIM发展中的作用 BIM 技术 在轨道交通中 的应用前景 BIM 在城轨工程中应用的优势 轨道交通BIM技术应用前景展望 轨道交通BIM技术发展存在问题 政府在轨道交通BIM发展中的作用 城市轨道交通工程 BIM 研究与应用的思路 层面三 推广应用（ 政府 + 企业 ） 引导开发 RIM 等专业软件系统（ 政府 + 企业 ） 制定标准（ 政府 ） 自身应用 （政府引导，企业参与） 层面四 层面二 层面一 四个层面同时开展工作 政府在轨道交通BIM发展中的作用 业主支持 政府引导 企业 努力 BIM 研究与应用工作 需要三个方面共同努力 项目的最大和长期受益者，对 BIM 应用予以资金保障 出台相应的政策、制定基础标准 发挥主观能动性，加大对 BIM 的研发和设计能力的投入 政府在轨道交通BIM发展中的作用 政府引导作用 BIM 早期的痛苦：改变设计习惯和降低效率。 政府在应用 BIM 技术方面要提出要求，尤其是政府投资项目，要率先应用BIM技术，引导行业发展。（如美国政府规定凡政府投资项目要求必须用 BIM 技术。） 政府应重点关注 BIM 基础标准建设。 政府应对BIM应用给予政策支持。（应用 BIM 技术的项目在取费方面与不采用 BIM 技术的项目有所区别） 政府在轨道交通BIM发展中的作用 制定标准 政府作用主要体现在主要体现在基础标准制定方面。 建立统一的城市轨道交通 BIM 标准 ，在统一标准的指导下开展应用研发和推广工作，才能步调一致、协调发展，行业的推广才能顺利进行。 目前在住房城乡建设部支持下，针对轨道交通 BIM 应用中存在的问题，分别于 2012 年、 2013 年 启动了 BIM 基础标准方面的研究 ，并取得了一定的进展。 政府在轨道交通BIM发展中的作用 制定标准 委托单位 住房和城乡建设部 工程质量安全监管司 承担单位 北京市规划委员会 北京市勘察设计和测绘地理信息管理办公室 北京城建设计研究总院有限责任公司 研究成果 《基于 BIM 的城市轨道交通计算机制图标准》 《 基于 BIM 的城市轨道交通车站管线综合标准 》 《城市轨道交通工程 BIM 设计交付标准研究》 政府在轨道交通BIM发展中的作用 《 基于 BIM 的城市轨道交通计算机制图标准 》 规定了城市轨道交通工程计算机制图的术语、文件管理、基本制图规则、图层、二维图例、 BIM 构件信息等内容。 标准研究成果 政府在轨道交通BIM发展中的作用 《 基于 BIM 的城市轨道交通车站管线综合标准 》 规定了城市轨道交通工程车站设备管线综合专业的术语、一般规定、管线排布规则、综合支吊架系统、设计接口、文件组成及深度要求、制图标准等内容。 标准研究成果 政府在轨道交通BIM发展中的作用 《 城市轨道交通 BIM 设计交付标准 》 规定了城市轨道交通 BIM 设计交付的术语、交付物、 BIM 模型深度、文件管理等内容。 标准研究成果 政府在轨道交通BIM发展中的作用 形成BIM应用标准体系的初步框架 计算机制图标准统一 目前各设计单位一般均编制有企业内部执行的计算机制图标准，给工程设计质量管理、文件管理与勘察设计项目管理信息化带来了很多的不利因素。因此，通过标准制定实现输入口径的统一，将对设计工作起到很好的指导与规范作用，有助于提高设计质量。 管线综合标准统一 管线综合是BIM技术在城市轨道交通工程的重要应用方向之一。也是当前轨道交通工程中最繁琐、最不易做好、涉及专业多、施工期间抱怨最多的工作。标准制定有利于进一步优化各专业的设计流程，大大减少各专业之间相互协调的工作量。 交付标准统一 实现输出口径的统一，除设计阶段外，BIM模型还可以为施工提供服务，运营阶段也可以利用BIM模型为维护和管理提供帮助。 与建筑BIM相关标准统一 相较于建筑BIM技术，城市轨道交通工程BIM技术应用还处于起步阶段，加强轨道交通BIM标准制定与民用建筑BIM标准的有机统一，有利于推进轨道交通BIM技术的发展。 政府在轨道交通BIM发展中的作用 标准应用 北京地铁 9 号线丰台科技园站是北京地铁第一个应用 BIM 技术的车站。 BIM 模型构建涵盖了车站的建筑、结构、通风空调、给排水及消防、动力照明以及其他专业的线槽。北京地铁 14 号线、 10 号线二期个别车站、区间隧道也有应用。 北京地铁 6 号线三期和 8 号线三期建设过程中，建设单位已经在招标文件中明确提出地铁需要利用 BIM 技术在施工图阶段进行管线碰撞检查应用。 政府在轨道交通BIM发展中的作用 标准应用 北京地铁 9 号线丰台科技园站 BIM 模型 政府在轨道交通BIM发展中的作用 标准应用 北京地铁 6 号线慈寿寺站 BIM 模型 政府在轨道交通BIM发展中的作用 标准应用 北京地铁 14 号线枣营站 BIM 模型 目 录 建筑行业 BIM 技术发展现状 北京城市轨道交通概况 政府在轨道交通BIM发展中的作用 BIM 技术 在轨道交通中 的应用前景 BIM 在城轨工程中应用的优势 轨道交通BIM技术应用前景展望 轨道交通BIM技术发展存在问题 城市轨道交通发展前景广阔 截止 2013 年底，全国目前已经建成 2539km ，未来规划为 14000km 。 只建完 18% ，还有 82% 的城市轨道交通等待建设，市场前景广阔。 分布广泛 增长迅猛 轨道交通BIM技术应用前景展望 目前，全国36个城市已获批或正在开展轨道交通建设，技术力量和监管力量不足的问题会长期存在，只有依靠技术进步， 提高工作效率和设计质量， 才能解决轨道交通高速发展中所面临的资源不足、矛盾突出等问题。 随着轨道交通业内对BIM技术关注度不断提高， 需求不断增加 。依托政府的支持，依靠行业的统筹，发挥企业的力量，BIM技术的应用前景会越来越广阔， 应用水平也将得到提升。 轨道交通BIM技术应用前景展望 BIM技术对建筑行业包括轨道交通是再一次深刻的技术推动和革命，随着BIM技术实践的不断进展，行业思考的不断深入，它将对行业的生产方式、管理方式、运营方式以及建设的整个产业链条带来深刻的影响。它会是一次新的生产方式的变革，这种变革将涉及到行业中的每一个人、每一个项目、每一个环节，对于行业中的每一个从业人员都应该加深认识，深入思考...... 相信借助BIM技术的支撑，城市轨道交通会建设得更好，城市也会建设得更加美丽。 手绘 第一次革命 甩图板 第二次革命 二维到三维 CAD BIM 轨道交通BIM技术应用前景展望 谢 谢！