基于BIM的城市轨道交通全生命周期应用-1

基于BIM的城市轨道交通全生命周期应用及管理平台建设技术 创新 服务运营施工设计规划目录CONTENTS12城市轨道交通建设现状及面临难题准确理解建筑全生命周期的BIM应用3BIM在设计阶段的应用价值4BIM在施工阶段的应用价值5BIM在运维阶段的应用价值6BIM平台建设方案

城市轨道交通建设现状及面临难题 根据中国交通运输规划研究中心2015年9月提供的数据，中国城市轨道交通工程建设规模全世界第一，39个城市正在建设或已获批建设，按照规划，2020年中国的城市轨道交通运营总里程将达到6100公里，总投资达4万亿。

城市轨道交通建设现状及面临难题 轨道交通建设具有如下特点：投资规模大：通常一条线路的建设投资为几百亿，平均每公里投资为6-7亿；参与方多协调难度大：多设计方、多施工方、多标段同时展开工程建设。点多、线长、面广、系统复杂，管理难度大，投资、进度、质量、安全、环保等管理要求高；人才紧缺：近年来，国内轨道交通在建里程大幅增长，技术人才和管理人才严重短缺；风险源众多：工程基本位于城市主城区，工程结构风险大，周边建筑密集、地下管线众多，工程环境风险同样巨大；建设周期长:

通常国内一条线路建设周期为3~5年，运营期为100年演示者2017-09-29

04:03:18--------------------------------------------作为支撑城市未来发展的战略性关键工程，城市轨道交通工程受到各级政府、企业和社会公众的高度关注，它具备如下特点：

城市轨道交通建设现状及面临难题 北京某线轨道对接失误管线碰撞随着轨道交通建设的爆发式增长，管理中的一些问题也愈发突出的暴露出来站位变化引发投资损失：某城市明故宫站因文物遗址改变位置2008.11.15

杭州地铁基坑塌陷2016.08.13

东莞地铁某标段塌陷2003.07.01上海轨道交通联络工程事故

2005.07.21

广州海珠广场基坑坍塌

城市轨道交通建设现状及面临难题 各地轨道交通公司出台了大量文件、制度、管理办法国家、行业颁布了大量标准、规范

城市轨道交通建设现状及面临难题 从总体上依然欠缺一个打通建设、设计、施工、监理、运营各方、各环节的全生命周期综合协调管理平台！目录CONTENTS12城市轨道交通建设现状及面临难题准确理解建筑全生命周期的BIM应用3BIM在设计阶段的应用价值4BIM在施工阶段的应用价值5BIM在运维阶段的应用价值6BIM平台建设方案BIM是指基于最先进的三维数字设计和工程软件所构建的“可视化”的数字建筑模型，为建设单位、设计单位、施工单位及运维单位等各环节人员提供“模拟和分析”的统一科学协作平台，帮助他们利用三维数字模型对项目进行设计、建造及运营管理，最终使整个工程项目在设计、施工和运营等各个阶段都能有效的节省能源、节约成本、降低污染和提高效率。

准确理解建筑全生命周期的BIM应用 三维可视化信息化

准确理解建筑全生命周期的BIM应用 演示者2017-09-29

04:03:21--------------------------------------------BIM最根本的特点是三维模型，便于建设方、施工方、设计方基于模型对工程进行三维可视化管理；此外，搭建BIM模型的构件可以通过参数化进行定制，实现构件的批量生成三维协同设计虚拟建造(VDC)智慧运营

准确理解建筑全生命周期的BIM应用 演示者2017-09-29

04:03:21--------------------------------------------传统的设计，往往是结构设计完成再进行机电设计，当结构设计出现变更或修改，往往导致机电设计被动跟随调整，导致大量返工,设计效率低下。而借助BIM模型，建筑、结构、机电专业围绕模型可以基本同步开展设计工作，实现三维同步协调设计，进而综合形成全专业模型，进行声学、光学、烟雾等分析，从而有效提提高设计效率和设计质量。数百年前建造的国粹——故宫，共有9999间房间，建造者采用高粱杆搭建了宫殿模型，并按照模型进行实体建筑的修建，建造过程中没出现任何返工，这是最早最成功的虚拟建造案例。今天，借助BIM平台，日新月异发展起来的虚拟建造技术更是可有效提高工程建设质量。BIM是一个承载庞大数据量的模型，带有工程结构建造过程中的所有信息和档案，结合物联网技术，借助RFID射频识别，可是实现结构的健康监测和运营设备的智慧管理。BIM政府业主设计咨询监理施工运营业主设计咨询监理施工运营协同载体、桥梁全生命周期知识传承动态管理物联网云计算建筑工业化协调统一BIM错综复杂政府

准确理解建筑全生命周期的BIM应用 演示者2017-09-29

04:03:22--------------------------------------------目前，轨道交通建设管理方和参建方众多，各方围绕问题的沟通和协调多采用点对点或一点对多点的模式，沟通协调的关系错综复杂，很容易造成信息在传递过程中遗漏和理解错误。借助BIM这样协作平台，各方直接针对BIM模型或数据进行信息交互和沟通协调，可实现协调统一的沟通交流。B I MBuilding Information

Model

建筑信息模型Building Information

Modeling

建筑信息模型化Building

Information

Management

建筑信息管理模型是基础，信息是灵魂，管理是关键！

准确理解建筑全生命周期的BIM应用 降低投资项目工程量精确入微；土建施工，机电安装，钢结构等专业的应用都已证明能精细化预决算，经验表明可降低成本1~10%;提高效率基于BIM模型的多方实时沟通协调，可以提高总包管理和分包协调工作效率1~10%；可实现进度、成本、物资即时管理并智能分析;缩短工期辅助施工深化设计，减少设计变更;欧美工程经验表明使用BIM，可以缩短工期10~20%。智能运维工程结构的健康监测及智能运维；万达案例：每年运维约减少人力成本1亿；*数据来源于中国建筑科学研究院——李云贵研究员

准确理解建筑全生命周期的BIM应用 目录CONTENTS12城市轨道交通建设现状及面临难题准确理解建筑全生命周期的BIM应用3BIM在设计阶段的应用价值4BIM在施工阶段的应用价值5BIM在运维阶段的应用价值6BIM平台建设方案

初步设计阶段 初步设计阶段施工图设计阶段施工阶段应用要点运维阶段三维协同设计全专业模型交通疏解方案模拟周边环境漫游仿真及方案比选地下市政管网改迁方案模拟各专业综合碰撞检查一体化专项设计方案三维协同设计采用链接文件模式，同步更新各个专业的模型，做到随时更新模型和校正专业设计。初步设计阶段演示者2017-09-29

04:03:25--------------------------------------------提升各专业之间的沟通交流效率、减少设计失误和返工全专业模型（建筑、结构、机电等）初步设计阶段展览馆站土建BIM模型展览馆站机电BIM模型展览馆站全专业整合BIM模型演示者2017-09-29

04:03:25--------------------------------------------整合建筑、结构、机电模型，实现全专业的快速设计响应，形成全专业模型，做到同步协调，提高设计方案质量交通疏解方案模拟第一期第二期第三期整合建筑、结构、机电模型，快速搭建施工围挡方案初步设计阶段演示者2017-09-29

04:03:26--------------------------------------------结合周边环境模型，可以快速模拟道路改移和交通疏解方案，为业主提供直观形象的决策支持周边环境漫游仿真及方案比选基于各种设计方案创建多个方案模型，整合项目周边环境模型，以三维可视化的形式展现各个方案的优缺点，协助设计人员方案比选、整体优化及最终方案确定。场地整体布局初步设计阶段地下市政管网改迁方案模拟现状管线仿真一期管线改迁模拟二期管线改迁模拟初步设计阶段演示者2017-09-29

04:03:26--------------------------------------------根据地勘资料，结合车站结构模型，搭建市政管网模型，及时查找市政管网与车站结构模型的位置关系，制定科学合理的管线改迁方案各专业综合碰撞检查基于精细化BIM模型，进行管线综合与碰撞检查，及时发现管线与结构构件之间的碰撞、各专业的管线碰撞等问题，分析并生成协调数据，解决设计图纸中可能存在的“错漏碰缺”，避免后期的设计变更及施工返工。初步设计阶段通过三维模型，可以更直观地检查出设计的“错、漏、碰、缺”，生成碰撞报告，从而有效提高设计质量。初步设计阶段各专业综合碰撞检查一体化专项设计方案出入口的设计与城市景观环境融合，结合当地传统文化，彰显城市魅力与地区特色。蒙汉情深犄纹长城一马当先初步设计阶段演示者2017-09-29

04:03:27--------------------------------------------根据建筑结构模型并结合景观设计基本原理，融合民族特色和当地环境特点，快速设计出体现当地特色的出入口方案冷却塔与风亭、紧急出入口结合方案优化一体化专项设计方案初步设计阶段一体化专项设计方案初步设计阶段

施工图设计阶段 初步设计阶段施工图设计阶段施工阶段应用要点运维阶段一体化模型应用三维管线综合可视化断面配筋装修方案比选工程量清单一体化模型应用施工图设计阶段三维土建模型导出二维平面图演示者2017-09-29

04:03:29--------------------------------------------BIM在欧美工程修建中应用较为广泛，尤其是英国比较前沿，出台法规要求从2017年开始，所有市政承包商必须使用BIM来辅助建造。BIM可以直接出三维图，也就是俗称的白图，这是相对传统的CAD出图称为蓝图而言，自从2015年以来，国家相关部门在深圳和上海已经多次召开研讨会，讨论白图取代蓝图的法律问题。在相关法规出台前，BIM三维模型同样可以导出二维平面图三维管线综合施工图设计阶段演示者2017-09-29

04:03:30--------------------------------------------通过三维协同设计，快速搭建机电专业参数化模型，优化机电设计方案三维管线综合三维局部管线下翻结构梁管线综合剖面图施工图设计阶段可视化断面配筋Y型梁节点大样配筋施工图设计阶段复杂框架结构配筋演示者2017-09-29

04:03:30--------------------------------------------针对复杂框架结构和Y型梁，传统的钢筋布置二维图纸极其复杂，导致钢筋绑扎过程出错率高。借助BIM的三维可视化特性，可以把重要结构节点的钢筋配筋可视化呈现，准确把握钢筋配筋及布置型式装修方案比选施工图设计阶段工程量清单实际清单BIM清单CAD清单40003000200010000暖通工程量统计计量单位：M2施工图设计阶段演示者2017-09-29

04:03:31--------------------------------------------传统的工程量清单统计，主要是通过CAD图进行，由于是二维，往往会多算6%-7%而通过BIM三维模型，可以对工程量进行快速选取，调取工程量清单BIM生成的工程量清单，和实际工程量吻合度高工程量清单(分类型调取不同设备，不同构建的数量)门数量统计施工图设计阶段风阀量统计送风、排风、回风量统计目录CONTENTS12城市轨道交通建设现状及面临难题准确理解建筑全生命周期的BIM应用3BIM在设计阶段的应用价值4BIM在施工阶段的应用价值5BIM在运维阶段的应用价值6BIM平台建设方案

施工阶段 初步设计阶段应用要点1.三维可视化交底2.4D施工模拟施组和方案优化进度管理物资管理设备管理成本管理安全管理风险监管质量管理运维阶段施工图设计阶段施工阶段施工阶段主要应用三维可视化交底利用BIM模型的三维可视化，可以进行直观形象的三维技术交底，指导施工。4D施工模拟应用BIM模型结合时间要素，可以直接模拟轨道交通工程建设全过程。施工阶段主要应用施组和方案优化施工阶段主要应用施工组织设计优化案例演示者2017-09-29

04:03:37--------------------------------------------基于4D施工模拟的基础，可以更直观准确的展现不同施工方案的可操作性和安全性，有利于优化施工方案和施工组织设计。进度管理构建以铺轨为主线、以里程碑工期为导向的城市轨道交通施工主线；获取各类实时管理数据，实现各项目、各专业、分类分项工程的智能分析和对比；与计划进度对比，滞后超限，自动预警；施工阶段主要应用演示者2017-09-29

04:03:37--------------------------------------------进度管理、物资供应管理、设备管理和成本管理都是基于BIM平台的强大计算能力得以实现每天，各项目、各工点通过移动终端上传进度数据，BIM平台可以智能统计、分析各项目、各专业、各分类分项工程的进度和产值，并进行纵横向对比，比如每天、每周、每月的产值排名，各分项工程的进度、产值排名与计划进度智能对比，超限报警物资管理施工阶段主要应用根据工程进度智能反算各类材料理论消耗材料实际消耗与理论消耗自动对比分析，超限报警，有效、及时监控材料超耗根据生产计划智能反算材料供应计划，实现合理材料库存并减少资金占用成本管理基于实时的物资、设备、劳务以及管理数据，可以智能生成即时成本分析数据和报告，避免成本管理滞后还可建立实际成本与责任成本、投标价的对比分析体系，有效监管成本盈亏施工阶段主要应用设备管理主要针对施工阶段大型设备如盾构、掘进机等设备的管理设备状态的管理、设备消耗的管理施工阶段主要应用安全管理施工阶段主要应用演示者2017-09-29

04:03:39--------------------------------------------安全管理目前多事中管理，即安全的日常管理，包括安全检查等等，但忽略了安全的事前预控借助BIM平台，针对重大风险源，可以嵌入安全管理事前预控流程，（举检查后才能开车的例子）也就是针对风险源，在过风险源之前，设置数道的防火墙，防火墙就是为了确保工程施工安全必须要做的措施，比如要下穿重要的建构筑物，防火墙可设置为必须要编制方案，方案必须组织会审，必须由有经验的管理者和队伍来实施，施工前必须技术交底到位，每一步流程都是一道防火墙，只有流程完成到位，这一道防火墙才能开启，所有提前预设的防火墙都开启，才能进行后续施工，根据风险源的分级，开启防火墙的权利可以由不同级别的人来控制，比如特级风险源的防火墙由轨道公司的安全总监开启，一级防火墙由项目经理开启，如果没有开启防火墙就进行后续施工，BIM就会自动报警，这样来完成安全的事前预控。安全管理人员信息管理人员定位门禁管理视频监控语音指挥危险救助轨迹回放施工阶段主要应用风险源监管围护侧墙水平位移深层水平位移锚杆内力支撑内力地下水位围护结构侧向土压力立柱沉降孔隙水压力周边地表沉降周边管线沉降施工阶段主要应用演示者2017-09-29

04:03:40--------------------------------------------针对风险源的监管，除了前面所说的流程管理外，还可以在结构工程里埋设反应结构安全状态的监测设备和元器件，通过监测数据来实时反应结构是否安全风险源监管锚杆轴力监测围岩与初支接触压力监测钢支撑应力监测初衬应力监测二次衬砌应力监测地下水位监测拱顶沉降监测净空收敛监测深层水平位移监测施工阶段主要应用质量管理施工阶段主要应用利用移动终端生成质量巡检报告，实时上传到BIM服务器，并通知相关人员处理。可结合物联网技术，实现智能化质量管理。目录CONTENTS12城市轨道交通建设现状及面临难题准确理解建筑全生命周期的BIM应用3BIM在设计阶段的应用价值4BIM在施工阶段的应用价值5BIM在运维阶段的应用价值6BIM平台建设方案初步设计阶段应用要点设备查询设备设施管理在线视频监控设备故障分析运维阶段运维阶段施工阶段施工图设计阶段数字移交BIM三维模型设备监控传感器数据设备维修知识数据库物资设备编码标准工单

运维阶段 演示者2017-09-29

04:03:44--------------------------------------------借助BIM平台，可以构建起以工单为载体，以设备台账为基础的知识库管理体系，通过物资设备编码、设备维修知识数据库，设备监控传感器数据、数字移交BIM模型，使设备拥有感知设备查询运维阶段演示者2017-09-29

04:03:44--------------------------------------------结合BIM模型，可以做到对设备360度无死角的查看，随时把控设备各种状态和参数，了解其是否处于健康运行的状态设备设施管理Maximo设备监控故障设备三维管理界面快速定位和维修故障设备物联网技术运维阶段以工单管理为载体设备状态统计设备运行管理管理标准设备状态台账运行日志及运行台账管理标准台账设备基础台账编制设备基础台账设备编码体系企业级全生命周期设备编码巡点检工作物资管理票证管理定期工作设备检修工作缺陷管理定期工作工单检修工单消缺工单巡点检工单设备巡点检台账设备消缺台账设备检修台账设备定期试验台账票证台账设备备件台账设备安全管理安全管理台账技术监督管理技术监督管理台账设备设施管理运维阶段支持

条码扫描支持

离线编辑支持

多种平台提高信息录入的规范性提高信息反馈的时效性提高设备管理的便捷性设备设施管理运维阶段设备设施管理运营阶段设备故障分析运维阶段供应商Fax

orecommerce采购计划维修工单

物料需求库存重订货策略执行维护执行维护资产物料发放非计划维护物料接收运输物料资产设备故障分析以工单为工具，以台账为基础，实现运营维护的全面数字化和自动化，构建智能轨道交通系统。运维阶段目录CONTENTS12城市轨道交通建设现状及面临难题准确理解建筑全生命周期的BIM应用3BIM在设计阶段的应用价值4BIM在施工阶段的应用价值5BIM在运维阶段的应用价值6BIM平台建设方案BIM平台建设方案BIM平台核心思想BIM平台应用目标提升工程质量

通过多专业的集成，及时发现碰撞与冲突，改进设计质量；虚拟建造，模拟施工过程，优化施工方案，对施工质量进行监控，及时发现并解决质量相关问题。保证施工工期可视化远程监控施工进度，提升项目决策的效率与质量，如加快招投标组织、生产计划编制、变更决策、支付审核等等工作。提升沟通效率BIM

是三维可视化的，建筑物所有信

息的载体，因此是沟通的最好介质。所有工程参与单位、所有工程涉及专业都可以利用三维可视化的工具来交流，有清晰地明确责任，有效地提升沟通的效率和决策的质量。

减少投资风险通过施工进度的可视化，投资成本的可视化，及时快速地获得最新最准确的投资数据，有效

管控造价，解决投资分摊等难题；通过减少变更、优化设计等方式有效减少投资。减少变更风险通过多专业集成，有效发现碰撞、解决管线优化排布、净空优化等工作，减少施工过程中的相关变更；快速获知不同变更方案对成本的影响，提高变更决策效率，减少变更风险。方便后期运维在施工过程中一些重要文档可以直接挂接在

BIM

模型上，同时在竣工后，一些重要设备文档、信息等资料也可以挂接在BIM

模型当中，作为后续业主运维阶段的重要基础资料。利用

BIM

与物联网技术集成开发新的应用，提升运维的效率与质量。BIM平台建设方案前期平台系统架构设计 招标施工验收运营管理决策执行应用BIM模型建立与更新、可视化展现资产管理空间管理能耗管理。。。数据平台工程量统计、招标配合碰撞检查 4D施工模拟管线综合设计 可视化验收参数化设计 安全、质量、进度管理模型 图纸 文档信息数据交互标准、数据编码标准、应用规范建设管理平台 运维管理平台工程基础数字信息BIM平台建设方案云服务器BIM平台技术架构BIM平台建设方案需建立的标准规范体系轨道交通项目数据交换标准轨道交通项目成果交付标准轨道交通项目BIM实施规范轨道交通项目信息分类与编码标准轨道交通项目工作任务分解（WBS）规范轨道交通项目BIM建模要求轨道交通项目建设成果验收标准轨道交通项目运营管理规范BIM平台建设方案方案设计前期准备制定计划需求分析确定目标资料收集平台方案咨询平台方案比选确定建设方案制定建设规划制定平台标准明确参与各方确定交付标准建立执行计划平台建设云平台及数据中心搭建基础平台选定系统界面设计各数据接口定制业务流程制定平台功能开发系统测试与优化系统试运行系统上线推广平台建设规划BIM平台建设方案组织架构-领导决策层标准制定组政策支持组应用推广组组织协调组下属各企业BIM技术应用团队传统的项目管理组织结构无法满足在

BIM

环境下的组织管理需求，因此需要在传统管理模式的基础上，根据

BIM

应用的需求，确定适合本工程的BIM

应用的组织架构、各方职责以及各阶段的工作管理流程，这也是实现轨道交通工程

BIM

技术应用战略目标的重要保证。领导组BIM平台建设方案BIM经理BIM技术中心项目部项管中心设计单位施工单位监理单位项目部中心BIM技术项管中心BIM技术中心线路管理部门计划(BIM)平台开发土建(BIM)给排水、通风(BIM)结构(BIM)建筑装修(BIM)动力照明(BIM)BIM协调人BIM经理BIM经理BIM技术中心项目部BIM经理组织架构-实施执行层BIM平台建设方案各方职责业主组成：轨道交通建设管理信息中心。职责：对项目的

BIM

技术应用提出需求，审核项目实施导则，接收项目成果，监督

BIM

总体及各

BIM

参与方的服务进程和质量。BIM

总体职责：建立内部管理体系和组织架构，编制

BIM

实施导则、搭建

BIM

协同工作平台、开发族库、开发数据库系统。组织管理本项目的

BIM

实施，收集并审核各参与方的

BIM

模型成果和BIM

应用成果，必要时进行模型补充完善。对各参与方的

BIM

工作进行指导、支持。工点设计方职责：建立内部管理体系和组织架构，按

BIM

总体制定的

BIM

实施导则完成本项目各设计阶段的

BIM

模型成果和

BIM

应用成果，并对成果与二维图纸的一致性负责。由各设计参与方

BIM

负责人整理

BIM