基于Revit的BIM技术 首次在北京地铁8号线铺轨施工中的应用

中铁一局集团新运工程有限公司

基于Revit的BIM技术

首次在北京地铁8号线铺轨施工中的应用

中铁一局集团新运工程有限公司

一、项目简介

北京地铁8号线三期起于美术馆站南，终点设置在南五环以里，紧靠德茂桥。8号线三期全长约17.3㎞，均为地下线，共设置车站14座。轨道专业I标段北起美术馆站南，南至和义站，共11 站11区间，线路铺轨长25.496km，9号单开道岔9组，接触轨安装27.36km，疏散平台安装22.296km。

8号线三期轨道工程包含轨道工程、接触轨及接触轨防护系统安装工作、疏散平台安装及敷设、CPⅢ敷设及移交、施工临时照明设备的安装、维护、管理等施工内容，施工专业较多。与土建结构专业、与供电、信号等专业接口较多。

BIM技术在城市轨道交通轨道工程中的应用，可以有效的帮助解决在定位测量、现场施工及深化设计、专业接口、方案论证、技术交底等方面的工作。

二、BIM应用背景

目前在城市轨道交通工程中车站等“点状工程”BIM技术应用较为广泛，且构件标准化程度较高。从目前主流的BIM软件来看，针对建筑、结构、管线综合等专业，功能划分针对性较强，各自专业都有“工具”可用。

如何在以线状工程为特点的铁路领域应用BIM技术这一课题，急需进行应用研究。

轨道工程难点：材料管理运输困难、洞内行车运输组织、交叉作业的施工组织、干扰与制约因素多、施工作业空间狭小。

针对轨道工程特点和重难点，需通过BIM技术可视、模拟、协调等特点提前预判施工管理过程中的各类问题，进行优化，从而实现对项目的精细化管理。

三、应用软件综合分析

经过市场调研发现，目前比较主流的BIM软件主要有3家：Autodesk(欧特克)、Bentley(奔特力)，DassultSystem(达索系统)。这3个平台各自提供了一系列的BIM解决方案和相关的数据接口。Autodesk长期致力于建筑业的BIM支持;Bentley主要在水利、水电行业应用比较成熟;Dassult System平台主要用于航天及汽车制造等对模型精度要求较高的行业，异型结构建模能力较强。

从使用习惯来说，Autodesk和Bentley同属土木工程类软件，较符合铁路行业的使用习惯;Dassult System的操作都是基于机械工程的习惯和术语，对使用人员的要求较前两款软件要高，不易掌握。

从BIM建模来讲，Bentley对各专业的通用性较强，但对于信息属性的添加、参数化的控制相对较弱，后期需要做大量二次开发;Dassult System建模和参数化能力都很强，但对附属信息的添加需要通过二次开发来实现;Autodesk虽然对建筑行业支持较多，但其建模能力也能够满足铁路隧道建模的需要，可以根据需要方便对模型进行参数化设计和属性信息的添加。

从软件购买和引进成本来看，Dassult System最高，其次是Bentley，Autodesk最低。

欧特克解决方案在建筑领域有优异的表现，对建筑水暖、电气等专业针对性强，操作简便，但特别异型的建筑构造也需要通过外部软件实现其造型，再导入欧特克相关产品中，开展实际工作。另外，由于缺乏对地质专业三维体建模需求的支撑，无法在铁路工程领域实现地质、路基、隧道、桥梁等三维设计工作。旗下不同产品之间的设计成果数据格式不统一也是比较明显的缺陷。欧特克Autodesk Revit软件优点为：覆盖专业范围广、市场占有率高，成本低、软件操作简单、三维展示、出图便捷;软件缺点为：数据传递复杂、参数化驱动弱、对硬件要求高、对超大数据支持不够理想。

本特利(Bentley) 在国内土木行业有不少针对性解决方案，在国内提供厂商直销业务，有专门的厂商技术团队提供服务。但其技术支持规模有限，目前只能覆盖少量大客户，销售渠道建设较差。但绝大多数用户有多年的AutoCAD经验和习惯，是Bentley产品推广的最大阻力，直接导致产品难以学习，不符合用户操作习惯，其所使用的部分格式不主流等、产品本地化程度不高，不同产品之间的数据交换不太理想，但Bentley强大的数据处理能力和协同能力为大场景数据集成、多专业协同提供了条件，比较适合铁路带状工程的特点。软件有点为：专业性比较强、数据管理能力出色、数据接口统一;缺点为：学习难度大、应用成本高、本地化不足、数据格式差别大，推广难。

达索的核心产品Catia是制造行业内高端产品，具有很强大的三维曲面造型功能，能够满足很多异性结构的复杂建模需求，地质三维建模能力强。主推全生命周期管理(PLM)解决方案，其Matrix One在国外多家客户以及国内成勘院有所应用。近几年开始进军工程建设行业，曾参与“鸟巢”项目的复杂造型设计，并在国内水电行业最大的用户成勘院树立了成功案例。其国内代理一般具有较强的项目实施能力，具有直接支持客户的服务模式-客户化定制。但存在产品价格较贵，对AEC行业标准支持还不够完善的问题。软件优点为：参数化驱动强大、对于超大数据支持好结构分析功能强大、部件管理体系完善;缺点为：建模速度慢、学习难度大、软件成本高、出图较为困难。

综合考虑，最终选择优势较为明显的Autodesk作为BIM应用研究平台，确立本次BIM技术应用决定选用Revit作为建模软件，fuzor、lumion作为仿真制作软件，以BIM5D为施工管理平台，另针对该项目开发基于Revit的轨道自动建模插件。

四、取得的成果

4.1 BIM实施路线

本工程BIM实施流程主要包括确定实施目标、制定实施计划、施工模型创建及变更深化、施工过程模拟优化、碰撞检测及冲突分析、现场施工应用、施工管理、控制决策及业务管理等步骤，详细如图4-1所示。

图4-1 BIM应用流程

4.2 BIM实施软硬件配置

4.2.1 BIM硬件配置

表4.2.1 BIM技术应用的硬件设备

4.2.2 BIM软件配置

表4.2.2 本工程主要BIM技术系列软件

4.3 BIM模型标准

为规范北京地铁8号线BIM(建筑信息模型)技术应用,提高轨道交通工程建筑信息模型应用质量，制定了《BIM模型建立标准》和《BIM实施方案》。标准适用于北京地铁8号线轨道交通工程建设阶段轨道、疏散平台、接触轨及轨道系统等专业。

4.3.1 标准主要内容

(1)BIM 模型技术要求，规定在 BIM 模型建模过程中各种模型单元及特性等。

(2)BIM 建模技术要求，规定 BIM 建模时的坐标系、单位、模型及版本的命名要求等。

(3)BIM 模型成果要求，规定模型的内容完整度、属性完善度、模型精细度(模型深度)等方面的合格标准。

(4)BIM 族库要求，提供一个可操作、统一的BIM 族库基准。

4.3.2 建模基本规则

基于工程建设不同阶段的需求，设置 BIM 技术应用点，确定模型的内容构成。

基于不同的 BIM 技术应用点的用途及需求，确定 BIM 模型的完善度，最终BIM 模型应满足运营及维护需求。

BIM 模型单元要素应全面，确保 BIM 模型的真实性、准确性。

基于模型单元的专业属性及用途，合理设定模型单元属性。

同类模型单元在不同阶段模型中，应保持其属性的一致性，并具备继承性。

BIM 模型单元属性设置应具有前瞻性，并留有余量。

4.3.3 BIM 模型技术要求

(1)基本概念

为方便 BIM 技术应用及模型的管理，并配合建模软件的要求，在 BIM 技术应用过程中，针对模型一些外部固有属性，在 BIM 模型中引入图元、类型、族(参数化构件)、工作集、专业、阶段模型的概念：

1)图元：是 BIM 模型中最小的模型单位，如：对于 Revit， 模型中每个图元有且仅有唯一的一个ID 号码(Revit 软件自动赋值)。

2)类型：是相同名称的图元的集合，类型相同的图元具有相同尺寸、材质及非几何属性等。

3)族(参数化构件)：是由多个类型组成的集合，族是具体定义属性参数的模型单元。

4)工作集：是模型中具体图元的集合，建模过程中一般按专业进行细分归类。每个图元只能属于唯一的工作集。

5)工序：由与工序相关的工作集组成，各工序工作集的划分应根据具体需要进行安排。

6)阶段模型：在工程项目某一阶段结束时形成的模型，能完整描述工程项目的某个节点阶段完成后工程所处状态及形象。

(2)阶段模型

在项目执行的不同阶段，各方对 BIM 模型的精细度要求不同，需配合项目的设计施工计划 ，分阶段实施 BIM 应用并形成阶段模型。针对此情况，需分步骤完成以下5个 BIM 阶段模型：

1)施工临时设施模型

2)土建隧道结构模型

3)轨道系统模型

4)接触轨系统模型

5)疏散平台系统模型

(3)工序

工序是按照轨道专业划分而定义的集合，按照分工序模型将一类或多类模型图元整合为一个轨道模型文件。

专业包括：车站结构、区间结构、轨道、人防门、接触轨系统、防迷流、疏散平台等。

(4)工作集

工作集是在工序基础上进行细分便于统一管理的、由一系列相互联系的族(参数化构件)组成的集合。

(5) 族(参数化构件)

族又称为参数化构件，是建模软件中所特有的、用族样板所建立的带有参数化的一系列构件。当族载入到项目文件中赋予了固定的尺寸信息后，就成为一般所理解的某个构件，所以在项目文件中可选中的最小对象称之为构件。

构件在各专业、各阶段模型中所属工作集的划分、命名，构件深度与阶段模型深度要求保持一致。

七个阶段模型中的构件应有继承性，是不断深化的，每一个阶段的构件都比上一个阶段的构件更加精细，所以当此阶段模型中，某些构件深度与上阶段构件深度一致时，可以直接继承，无需重建、或者只需要深化该阶段新增要求、上阶段未要求的构件。

(6)模型编码

在不同阶段的同一个 BIM 模型中，每个模型单元应有相同的名称、唯一的编码。

在同一条线路中，不同的 BIM 技术应用成果中，代表同一设备、设施及器材的模型单元，其名称应相同，编码应为唯一。

各模型单元的命名应与其属性中标注的“名称/编号”属性参数内容须一致，且应与施工图中的设备名称及编号一致。

4.3.4 BIM 建模技术要求

(1)一般规定

北京地铁8号线工程采用如下单位制：

1)北京地铁8号线BIM模型中所有模型单元应采用公制单位。

2)模型的几何属性描述以“mm”为单位，保留 mm 整数显示。

3)面积以平方米为单位，精确到小数点后 2 位。

4)体积以立方米为单位，精确到小数点后 3 位。

5)重量、质量等属性以“kg”为单位，精确到小数点后 1 位。

6)受力以“KN”为单位，精确到小数点后 1 位。

总图模型中，所有构筑物的标高应采用北京地铁8号线的高程系统进行标注。

总图模型中，应采用北京地铁8号线城市坐标系统。其他阶段模型中，应使用建筑的横纵轴号，使用相对坐标。

当模型位于线路上或线路附近时，可采用线路里程为基础标注线性坐标，如：左线 K12+500，表示该模型位于线路左线 12 公里往大里程方向 500 米的位置附近。

(2)命名规则

轨道交通项目文件夹应分四级：分别为项目名称、文件类型、区域及模型(成果)。其中 BIM 模型文件下设两个级别，分别为第三级区域名称(详见区域名称命名规则)、第四级阶段模型;成果输出文件夹下设两个级别，分别为第三级区域名称(详见区域名称命名规则)、第四级成果类型，包括：BIM 模型成果、BIM 应用点成果(视频、模型、图片)、BIM 审查单、会签单、设计变更。

1)项目区域命名规则：

J------铺轨基地

Z------车站，如 Z10 表示大红门站，具体数字代号由全线排列得出

Q------区间，如 Q06 表示珠市口站~天桥站区间，具体数字代号由全线排列得出

JCG----接触轨系统

SSPT---疏散平台系统

2)模型版本命名如下：

A---表示会签前的第一版，后续为 B,C,D…

01---表示会签后正式版本的第一版，如发生设计变更后续为 02，03，04…

3)模型文件命名

模型文件一般放在项目文件夹的第四级中的 01_Models下，按照模型文件的类型和所属区域进行归类。

模型文件命名时将所属的文件夹第一级、第三级、第四级命名以“-”形式隔开，并在第三级与第四级中间加入具体的车站、区间等命名，最后加上模型版本号。

族(参数化构件)命名为工作集名称加构件所属位置加构件名称加构件尺寸。

4.4 BIM团队组织结构

图4.4 BIM组织机构图

表4.4 BIM应用人员分工

序号	部门	岗位名称	人数	姓名	职务
1	项目部主管领导	项目经理	1	刘江涛	项目BIM工作统一管理
2		总工程师	1	王文飞	BIM工作协调组织
3		安全总监	1	邓井华	组织协调现场信息的录入，数据采集
4		质量总监	1	王亚周	BIM应用全面管理，组织协调现场信息的录入，数据采集
5	工程部	部长	1	丁科学	负责BIM 5D实施管理
6		技术工程师	1	岳晓锋	专业模型搭建
7		技术工程师	1	牛永锋	专业模型搭建
8		计划工程师、调度	1	冯宝宝	负责现场进杜数据采集
9		资料员	1	程晓霞	BIM5D平台资料维护
10		测量工程师	1	岳晓锋	负责现场质量、安全数据采集
11		试验员	1	牛永锋	负责现场质量、安全数据采集
12	工经部	部长	1	麻聪敏	负责BIM5D平台模型清单挂接
13	物资部	材料工程师	1	范民	现场材料采购的审核
14	作业队	队长	1	和磊	对现场发现问题进行整改
15		队长	1	盈建春	对现场发现问题进行整改
16	研发组	软件开发工程师	3	王亚周	负责自动建模插件的开发
17				寥城	负责自动建模插件的开发
18				张帆	负责自动建模插件的开发
合计			18人

4.5 轨道工程标准族库

BIM在铁路方面的应用不同于房建项目，基于Revit软件开发的族库尚未包涵轨道工程方面，这就需要建模人员把这方面族库创建完善，才能进行后续的BIM应用。建模人员按照设计图纸及行业相关BIM建模标准进行族库存储归档体系的建立,制作的标准族库到42个，见表4-4。完成了北京地铁八号线工程涉及的扣件、道床、道岔、接触轨、疏散平台、轨道附属构件的自主建模，主要模型见图4.5。

表4.5 轨道工程相关构件族统计表

序号	分类	子类别	族名称	数据等级LOD
XL-08-01-00-01	道床	浮置板道床	XL_FZB_隔振器	LOD300
XL-08-01-00-02			XL_FZB_剪力铰	LOD300
XL-08-01-00-03			XL_FZB_观察孔	LOD300
XL-08-01-00-04			XL_FZB_钢筋笼	LOD400
XL-08-01-00-05			XL_FZB_整体道床	LOD400
XL-08-01-00-06		梯形轨枕道床	XL_TZ_梯形轨枕	LOD400
XL-08-01-00-07			XL_TZ_梯形轨枕钢筋	LOD400
XL-08-01-00-08			XL_TZ_整体道床	LOD400
XL-08-01-00-09		短轨枕道床	XL_DZ_短轨枕	LOD400
XL-08-01-00-10			XL_DZ_加长短轨枕	LOD400
XL-08-01-00-11			XL_DZ_道床钢筋	LOD400
XL-08-01-00-12			XL_DZ_整体道床	LOD400
XL-08-01-00-13		道岔道床	XL_DC_浮置板道岔道床	LOD400
XL-08-01-00-14			XL_DC_普通道岔道床	LOD400
XL-08-01-00-15	轨道	ZX-3扣件	XL_KJ_弹条	LOD400
XL-08-01-00-16			XL_KJ_铁垫板	LOD400
XL-08-01-00-17			XL_KJ_轨下垫板	LOD400
XL-08-01-00-18			XL_KJ_板下垫板	LOD400
XL-08-01-00-19			XL_KJ_螺栓	LOD400
XL-08-01-00-20		钢轨	XL_GD_60kg/m钢轨	LOD400
XL-08-01-00-21			XL_GD_接头夹板	LOD400
XL-08-01-00-22		9号单开道岔	XL_DC_道岔钢轨	LOD400
XL-08-01-00-23			XL_DC_辙叉	LOD400
XL-08-01-00-24			XL_DC_尖轨	LOD400
XL-08-01-00-25			XL_DC_护轨	LOD400
XL-08-01-00-26			XL_DC_道岔扣件	LOD400
XL-08-01-00-27			XL_DC_单渡线	LOD400
XL-08-01-00-28	接触轨	接触轨	XL_JCG_防护罩	LOD400
XL-08-01-00-29			XL_JCG_防护罩支架	LOD400
XL-08-01-00-30			XL_JCG_膨胀接头	LOD400
XL-08-01-00-31			XL_JCG_接头夹板	LOD400
XL-08-01-00-32			XL_JCG_接触轨	LOD400
XL-08-01-00-33		附件	XL_JCG_金属底座	LOD400
XL-08-01-00-34			XL_JCG_绝缘子	LOD400
XL-08-01-00-35			XL_JCG_端部弯头	LOD400
XL-08-01-00-36	疏散平台	疏散平台	SSPT_疏散平台支架	LOD400
XL-08-01-00-37			SSPT_平台板	LOD400
XL-08-01-00-38		扶手	SSPT_扶手	LOD400
XL-08-01-00-39		步梯	SSPT_步梯	LOD400
XL-08-01-00-40	轨道附属	线路标志	XL_FS_线路标志	LOD400
XL-08-01-00-41		车档	XL_FS_液压缓冲车档	LOD300
XL-08-01-00-42		涂油器	XL_FS_钢轨涂油器	LOD300

图4.5 主要BIM模型

4.6 现场场地布置应用

4.6.1 场地族库建立

根据建设单位、公司标准化管理要求，按照标准化实施手册、图集创建了施工临时设施及场布模型，模型在铺轨基地场地布置时使用的同时，可进行临时设施加工制作的交底，推进了标准化的实施。

表4.6.1 施工临时设施及机具模型统计表

序号	分类	族名称	数据等级LOD
1	运输设备	轨道车	LOD400
2		平板车	LOD400
3		小平板车	LOD400
4		运输汽车	LOD400
5		叉车	LOD400
6	吊装设备	龙门吊	LOD400
7		铺轨门吊	LOD400
8		汽车吊	LOD400
9	钢筋加工设备	钢筋弯箍机	LOD400
10		钢筋切断机	LOD400
11		钢筋弯曲机	LOD400
12	临电设施	一级配电柜	LOD400
13		二级箱	LOD400
14		三级箱	LOD400
15		照明线支架	LOD400
16	周转料	钢轨支撑架	LOD400
17		走行轨支墩	LOD400
18		模板	LOD400
19		灰斗	LOD400
20		振动棒	LOD400
21		轨排组装台位	LOD400
22	测量设备	精调小车	LOD400
23		疏散平台测量小车	LOD400
24		全站仪	LOD400
25	场地设施	钢筋加工棚	LOD400
26		配电棚	LOD400
27		防护栏杆	LOD400
28		围挡	LOD400
29		大门	LOD400
30		闸机	LOD400
31		化粪池	LOD400
32		活动板房	LOD400
33		安全体验区	LOD400
34		七牌一图	LOD400
35		排水沟	LOD400
36		洗车台	LOD400

标准场地布置模型搭建，为后续项目提供标准模型(图4.6.1-1、图4.6.1-2)，可直接使用，避免二次建模，节约了工期和成本。

图4.6.1-1 铺轨基地临建模型

图4.6.1-2 标准铺轨基地模型

4.6.2 铺轨基地场布模型

八号线三期木樨园桥南铺轨基地(图4-6)、珠市口铺轨基地(图4-7)位于闹市区，干扰与制约因素多、施工作业空间狭小、材料管理运输困难、铺轨基地以“布局合理、功能齐备、结构安全、经济适用”为原则超前谋划，将基地建设的各项内容通过BIM技术模拟，合理规划场地布局，通过虚拟建造进行经济比选，选择了最优方案，能更直观地呈现工程场地布置情况，提高沟通效率，有效解决项目场地各阶段场地功能划分、材料运输路线、场内物料倒运效率等疑难问题。

图4.6.2-1 木樨园桥南铺轨基地模型

图4.6.2-2 珠市口铺轨基地模型

4.7 轨道基础模型搭建

4.7.1 工作集

建模初期设定模型精度目标，参照建模标准建立模型，以工作集的方式进行协同工作。

根据轨道工程的线型特点，按照一站一区间通过revit建模插件分段建模，每段模型按照轨道工程不同专业进行细分归类，建立工作集，确定每个图元的归类，详见图4-12。

4.7.2 模型创建

根据设计图纸创建轨道族库文件，经审核无误后通过revit建模插件完成轨道模型创建，具体操作流程如下：

图4.7.2-1 轨道模型创建流程图

图4.7.2-2 浮置板道岔模型

图4.7.2-3 整体道床模型

图4.7.2-4 浮置板钢筋笼轨排模型

图4.7.2-5 正线族模型

图4.7.2-6 模型工作集构成

通过建模软件可实现精细化建模:外轨超高(图4-16)、坡度、竖曲线、缓和曲线均可在revit中实现，并具备隧道限界修正功能。

图4.7.2-7 建模软件界面

图4.7.2-8 线路三维中线

图4.7.2-9 轨道模型刨面图

4.7.3 模型创建范围

本工程创建了珠市口至木樨园桥北站(K32+400～K35+821)4站3区间的模型创建，用于实施应用。

4.8 图纸审核

各专业建模技术人员提前熟悉图纸，在熟悉图纸的过程中，发现部分图纸问题，在熟悉图纸之后，相关专业人员开始依据施工图纸创建施工图设计模型，在创建模型的过程中，发现图纸中隐藏的问题，并将问题进行汇总，在完成模型创建之后通过软件的碰撞检查功能，进行专业内以及各专业间的碰撞检查，发现图纸中的设计问题。

基于BIM 的图纸会审会发现传统二维图纸会审所难以发现的许多问题，传统的图纸会审都是在二维图纸中进行图纸审查，难以发现空间上的问题，基于BIM 的图纸会审是在三维模型中进行的，各工程构件之间的空间关系一目了然，通过软件的碰撞检查功能进行检查，可以很直观地发现图纸不合理的地方，提高图纸会审和施工效率，问题提前汇总发现与解决有利于减少施工过程变更，有助于工期提前。其次，基于BIM 的图纸会审通过在三维模型中进行漫游审查，以第三人的视角对模型内部进行查看，发现轨道安装工程扣件系统、道床、接触轨、疏散平台互相间的交叉问题。

本次BIM技术应用对项目施工图纸进行全面审定，发现图纸偏差13处(见表4.8)。通过会审结果的沟通、会审、变更，避免了返工，节省材料费用约50万元。

图4.8-1 图纸会审记录

通过搭建模型进行漫游，能够更直观清晰的发现轨道、疏散平台、接触轨、土建结构、人防门、道床排水沟、等专业间的碰撞图纸问题，减少变更，节约工期和成本。

表4.8 基于BIM完成的图纸审核问题统计表

序号	图号	图纸问题	经济效益
1	BJM8（3）-06-04-01-00-SS-QYW	梯形轨枕地段接触轨安装高度高于设计值17mm。	20万
2	BJM8III-05-02-03-00-SS-GD-03A	单渡线岔后水沟连通方式未明确。
3	BJM8Ⅲ-05-03-03-00-SS-GD	Z-35、Z-36、Z-37板块根据平面布置图与平面详图对比，存在相互矛盾，请核实此处板块的截面型式。
4	BJM8Ⅲ-05-03-03-00-SS-GD	钢弹簧浮置板道岔图中道岔平面图详图中中心水沟只设置在直股，在道岔基底施工图上的水沟在直股和曲股都设置，请明确中心水沟应如何设置。
5	BJM8Ⅲ-05-02-05-03-SS-GD	D-D短轨枕断面图配筋图中未明确在加长枕位置处N2-9钢筋上部的弯钩如何处理，与加长枕冲突。
6	BJM8Ⅲ-05-02-05-03-SS-GD	车站站台处浮置板道床宽度超出铺轨门吊吊装限界，无法采用进行铺轨。	12万
7	BJM8Ⅲ-05-02-05-05-SS-GD	浮置板道岔短轨枕与普通道岔岔后长枕布置冲突。
8	BJM8Ⅲ-05-04-03-00-SS-GD	K32+765处区间联络通道处疏散平台布置未断开。	5万
9	BJM8（3）-06-04-01-00-SS-QYW	道床面为3%排水坡，曲线地段下股加长枕端埋入道床。	7万
10	BJM8（3）-06-04-01-00-SS-QYW	普通道床曲线内股金属底座与道床冲突，金属底座无法就位。	18万
11	BJM8Ⅲ-05-02-05-03-SS-GD	珠天区间人防门处浮置板（Y-23）在人防门处未设置伸缩缝。
12	BJM8Ⅲ-05-04-03-00-SS-GD	疏散平台支架在盾构区间安装时螺栓孔位于盾构管片接缝处，不符合规范要求。	15万
13	BJM8Ⅲ-05-05-021-03-SS-GD	集水坑处预埋铸铁管高度侵入浮置板道床范围，与道床板冲突。

图4.8-1疏散平台在横通道处未断开 图4.8-2 曲线内股底座与道床冲突

4.9 利用BIM技术进行图纸深化

4.9.1 目的和意义

轨道工程设计图纸均采用断面图与线路图结合的方式表达，工程技术人员需要综合大量图纸编制技术交底，本工程BIM模型搭建完成后，可直接输出与施工现场一致的二维图纸，比如可直接生成轨节图、疏散平台平面布置图、接触轨布置图、整体道床平面布置图，可用于指导现场施工和技术交底，减少了设计图纸了解不清造成的技术失误。

施工深化设计的主要目的是提升深化后建筑信息模型的准确性、可校核性。将施工操作规范与施工工艺融入施工作业模型，使施工图满足施工作业的需求。

4.9.2 数据准备

1) 施工图设计阶段模型。

2) 设计单位施工图。

3) 施工现场条件与设备选型等。

4.9.3 操作流程

1) 收集数据，并确保数据的准确性。

2)依据施工图，根据施工特点及现场情况，完善或重新建立可表示工程实体即施工作业对象和结果的施工作业模型。该模型应当包含工程实体的基本信息。

3) BIM 技术工程师结合自身专业经验或与施工技术人员配合，对建筑信息模型的施工合理性、可行性进行甄别，并进行相应的调整优化。同时，对优化后的模型实施冲突检测。

4) 施工作业模型通过BIM技术负责人的审核确认，最终生成可指导施工的三维图形文件及二维深化施工图、节点图。

4.9.4 应用实例

本工程通过BIM模型的搭建，由原设计的安装断面图、道床断面图、线路平纵断面图，完成了以下深化图纸：轨节布置图(图4-20)、梯形轨枕布枕图(图4-21)、浮置板道床板平面布置图(图4-22)、疏散平台平面布置图、接触轨平面布置图等。

图4.9.4-1轨节图

图4.9.4-2 梯形轨枕布置图

图4.9.4-3 浮置板道床平面布置图

4.10 三维技术交底

项目施工过程中，施工图纸、设计变更、图集、施工规范及施工验收标准规范等技术文件资料均在施工管理技术人员手中，管理人员必须通过技术交底的形式将设计意图、施工技术要求和安全操作事项等灌输给具体操作人员。技术交底有书面交底、口头交底和样板交底，其中以书面交底最多，而样板交底是效果最好的一种。

项目基于BIM施工模型，利用BIM5D移动端、fuzor漫游软件、VR设备等三维交互式浏览技术，将项目的BIM施工模型进行轻量化处理，结合必要的文字概要、工程文档、图纸、视频等，并对重要工程结构和施工构件进行参数标注，形成三维化的“图纸”和工程信息电子文档。现场施工人员可以利用该文档查看三维BIM模型、工程相关的信息文档以及对三维模型进行测量获取工程数据、或利用三维模型对某一结构进行标注

BIM技术通过对现场施工多维度、多视角进行现场三维交底，突破了办公室会议交底的空间限制，更好的适应了现在建设行业现场操作人员多为民工，素质较低，所以要求交底内容尽可能详尽、针对性强、具有可操作性、表达方式要通俗易懂的施工现状。这种技术交底方式不仅提高了工作效率，同时保证了工程中的每道工序均能按设计规范及施工规范要求执行，避免了交叉作业混乱，保障工程质量。达到以下效果：

(1) 通过BIM模型向交底人员展示尚未发现的施工难点，让交底不局限于形式;

(2) 3D模型形式更直观，解决了传统交底的沟通难、效率低、交底不透彻等问题;

(3) 实时交底，对复杂部位提供精准的3D可视化交底说明，减少返工，节约时间和资源，详见表4-7《现场BIM技术三维交底工作汇总》;

(4) 通过平板电脑，进行现场三维技术交底，同时可进行成品验收。

图4.10-3 手持终端三维技术交底

图4.10-4 模型与实际工程对比

图4.10-5 BIM三维技术交底与书面技术交底相结合

表4.10 现场BIM技术三维交底工作汇总

4.11 三维施工工艺模拟

4.11.1 目的和意义

传统的施工组织设计及方案优化流程是首先由项目人员熟悉设计施工图纸及进度要求，以及可提供的资源，然后编制工程概况、施工部署以及施工平面布置，并根据工程需要编制工程投入的主要施工机械设备和劳动力安排等内容，在完成相关工作之后提交给监理单位对施工组织设计以及相关施工方案进行审核;监理审核不通过，则根据相关意见进行修改;监理审核通过之后提交给业主审核，审核通过后，相关工作按照施工组织设计执行。

将BIM 融入到样板引路中，打破传统在现场占用大片空间进行工序展示的单一做法，将施工重要样板做法、质量管控要点、施工模拟动画、现场平面布置等通过漫游、VR虚拟体验等方式进行动态展示，为现场质量管控提供服务。

在施工作业模型的基础上附加建造过程、施工顺序等信息，进行施工过程的可视化模拟，并充分利用建筑信息模型对方案进行分析和优化，提高方案审核的准确性，实现施工方案的可视化交底。

4.11.2 数据准备

1) 施工作业模型。

2) 收集并编制施工方案的文件和资料，一般包括：工程项目设计施工图纸、工程项目的施工进度和要求、可调配的施工资源概况、施工现场的自然条件和技术经济资料等。

4.11.3 操作流程

1) 收集数据，并确保数据的准确性。

2) 根据施工方案的文件和资料，在技术、管理等方面定义施工过程附加信息并添加到施工作业模型中，构建施工过程演示模型。该演示模型应当表示工程实体和现场施工环境、施工机械的运行方式、施工方法和顺序、所需临时及永久设施安装的位置等。

3) 结合工程项目的施工工艺流程，对施工作业模型进行施工模拟、优化，选择最优施工方案，生成模拟演示视频并提交施工部门审核。

4) 针对局部复杂的施工区域，进行BIM 重点难点施工方案模拟，生成方案模拟报告，并与施工部门、相关专业分包协调施工方案。

5) 生成施工过程演示模型及施工方案可行性报告。

4.11.4 施工模拟实例

(1)通过BIM技术进行模拟施工工序，指导现场施工。并制作了浮置板道床工艺动画演示视频。

图4.11.4-1 浮置板道床工艺模拟

(2)对材料运输路线模拟，洞内运输及物流组织限界尺寸、交叉作业的可行性进行了模拟，验证了方案的可行性。

图4.11.4-2 施工方案模拟

通过BIM技术指导编制专项施工方案，可以直观的对复杂工序进行分析，将复杂部位简单化、透明化，提前模拟方案编制后的现场施工状态，对现场可能存在的危险源、安全隐患、消防隐患等提前排查，对专项方案的施工工序进行合理排布，有利于方案的专项性、合理性。

4.12 工程量计算

开发的基于revit的建模插件可进行工程量统计，模型创建完成后，执行工程量统计命令，即可进行工程量统计。

工程量主要包括下面的类型：

• 扣件数量;
• 钢轨长度;
• 道床混凝土方量;
• 疏散平台工程量;
• 接触轨工程量;
• 钢筋用量。

利用广联达BIM5D中记录的完成情况、现场签证情况，商务人员可以快速统计已完成部分的清单工程量，快速完成向甲方的进度款申请及分包工程量的审核。软件产生了 真实、准确、共享的实际工程量和预算工程量，为材料员采购、造价人员成本分析、项目经理宏观掌控提供数据支撑。

图4.12 BIM5D平台工程量统计

4.13 质量安全管理

BIM 技术在工程项目质量、安全管理中的应用目标是：通过信息化的技术手段全面提升工程项目的建设水平，实现工程项目的精细化管理。在提高工程项目施工质量的同时，更好地实现工程项目的质量管理目标和安全管理目标。

基于BIM 技术，对施工现场重要生产要素的状态进行绘制和控制，有助于实现危险源的辨识和动态管理，有助于加强安全策划工作。使施工过程中的不安全行为/不安全状态得到减少和消除。做到不发生事故，尤其是避免人身伤亡事故，确保工程项目的效益目标得以实现。

4.13.1 基于BIM技术的质量管理

传统的质量管理主要依靠制度的建设、管理人员对施工图纸的熟悉及依靠经验判断施工手段合理性来实现，这对于质量管控要点的传递、现场实体检查等方面都具有一定的局限性。采用BIM 可以在技术交底、现场实体检查、现场资料填写、样板引路方面进行应用，帮助提高质量管理方面的效率和有效性。

(1)模型与动画辅助技术交底

针对比较复杂的工程构件或难以二维表达的施工部位建立BIM 模型，将模型图片加入到技术交底书面资料中，便于分包方及施工班组的理解;同时利用技术交底协调会，将重要工序、质量检查重要部位在电脑上进行模型交底和动画模拟，直观地讨论和确定质量保证的相关措施，实现交底内容的无缝传递。

(2)现场模型对比与资料填写

通过BIM 软件，将BIM 模型导入到移动终端设备，让现场管理人员利用模型进行现场工作的布置和实体的对比，直观快速的发现现场质量问题，并将发现的问题拍摄后直接在移动设备上记录整改问题，将照片与问题汇总后生成整改通知单下发，保证问题处理的及时性，从而加强对施工过程的质量控制。

(3)动态样板引路

将BIM 融入到样板引路中，打破传统在现场占用大片空间进行工序展示的单一做法，将施工重要样板做法、质量管控要点、施工模拟动画、现场平面布置等进行动态展示，为现场质量管控提供服务。

4.13.2 基于BIM 的安全管理实施

传统的安全管理、危险源的判断和防护设施的布置都需要依靠管理人员的经验来进行，特别是各分包方对于各自施工区域的危险源辨识比较模糊。

(1)通过建立的三维模型让各管理人员提前对施工面的危险源进行判断，并通过建立防护设施模型内容库，在危险源附近快速地进行防护设施模型的布置，比较直观地将安全死角进行提前排查。

(2)对项目管理人员进行模型和仿真模拟交底，确保现场按照防护设施模型执行。

4.14 BIM辅助科研工作

BIM辅助完成模板吊架、混凝土输送箱、可调式轨排组装台位、伸缩缝固定卡具等创新项目的设计出图和研发，进行方案模拟，促进了科技研发的进步。其中，由BIM技术进行方案验证并实施的“地铁道床浇筑用混凝土输送箱”、“一种地铁疏散平台安装定位测量仪”、“可调式扣件组装台位”三项成果已申报专利。

图4.14 科研方案BIM模拟

五、BIM5D平台应用

5.1 BIM5D平台功能简介

广联达BIM5D以BIM集成平台为核心，通过三维模型数据接口集成土建、钢构、机电、幕墙等多个专业模型，并以BIM集成模型为载体，将施工过程中的进度、合同、成本、工艺、质量、安全、图纸、材料、劳动力等信息集成到同一平台，利用BIM模型的形象直观、可计算分析的特性，为施工过程中的进度管理、现场协调、合同成本管理、材料管理等关键过程及时提供准确的信息，帮助管理人员进行有效决策和精细管理，减少施工变更，缩短项目工期、控制项目成本、提升质量。

5.1.1 平台技术架构

广联达BIM系统管理平台采用“三应用端”加一“云”的产品形态，“三应用”包括“BIM5D桌面端”、“移动端”、“WEB驾驶舱”，云为“BIM云”。

图5.1.1 成品形态示意图

5.1.2 BIM5D桌面端

BIM5D桌面端通过BIM模型集成进度、预算等关键信息，对施工过程进行模拟，及时为施工过程中的技术、生产、商务等环节提供准确的形象进度、物资消耗、过程计量、成本核算等核心数据，帮助客户对施工过程进行数字化管理，达到节约时间和成本的目的。

图5.1.2 BIM5D模型视图

同时根据项目情况，可以按专业、角色将工作拆分成不同的工作任务，实现多岗位、跨区域的工作协同。

5.1.3 移动端

用于现场质量、安全、进度等问题的采集。并可实时同步到PC端模型上显示，同步到WEB驾驶仓。

图5.1.3 移动端界面

5.1.4 WEB驾驶舱

WEB驾驶舱属于项目管理驾驶舱，适用于BIM中心负责人，企业领导。因为对于领导层，不关注具体的细节，关注项目总体的质量、安全、进度、成本情况，WEB驾驶舱让管理者就可以足不出户，实时动态了解项目情况了。

图5.1.4 WEB驾驶舱界面

5.2 项目BIM 5D应用规划

5.2.1 应用点规划总表及应用模式

表5.2.1 应用点规划表

部门	应用点	数据流	格式或形式	监督人	执行人
作业队	基于施工总计划施工模拟	资源消耗预测	图表	生产经理/工程部长	施工员、技术员
		4D+5D模拟方案	视频
	基于周计划进度跟踪	现场各重要工序完成情况盘点	图表		队长/施工员
		现场劳动力统计	图表		施工员
		进度照片	图表
	构件跟踪	构件所处状态对比及统计	图表+模型		工程部长
		构件二维码信息	二维码		施工员
工程技术部	可视化展示	三维模型+图片	模型+图片	总工/技术部	技术员
	工艺模拟	工艺模拟视频	视频
	图纸深化	平面布置图	CAD图纸+报表
	资料协同	云端资料协同管理	各类主流格式
	工艺工法库	工艺工法模块
	规范管家	各类国标、地标等	网页端规范
安质部	质量巡检	现场质安问题统计分析	网页图片+文字+模型	质量总监	质量员
	质量评优	现场质安优秀做法	网页图片+文字
	实测实量	构件实测实量数据	报表+文字
安质部	安全定点巡视	安全巡视结果反馈	网页图片+文字	安全总监	安全员
	分包质安管理总体评比	质安问题对比	网页图片+文字		安全总监
领导班子	WEB端管理驾驶舱	网页	网页图片+报表+模型	领导班子	各业务部门成员
	BIM数字周报	H5	H5

5.2.2 节点目标

为了保证项目的BIM应用效果，将对应用点实行分阶段应用，每一阶段应用都应遵循实事求是，稳步推进，应用一步总结一步的原则：

第一阶段应用点(预计项目启动后一个月)：质量安全评优、质量安全巡检、资料协同(二维码)、进度照片、劳动力统计;

第二阶段应用点(在第一阶段应用完成后，预计应用两个月时间)：施工模拟、三维动画交底;

第三阶段应用点(在第二阶段应用完成后，预计应用一个月时间)：工艺工法库、数字周报。

5.2.3 BIM 5D应用模式

项目各部门以手机终端进行实时数据采集，过程中产生的数据和信息基于BIM 5D平台进行调用和共享，实现高效的数据提取，同时确保数据来源的准确性和及时性;

以模型作为依托和载体，数据的过程积累，为后续数据的分析和盘点提供有利的支撑，优化已有粗放式管理模式，为项目实现精细化管理的目标打下夯实的基础。

备注：BIM中心是配合及辅助各部门开展项目管理的，其角色是配合以及探索。而不是其他业务管理部门配合BIM中心开展工作。

5.3 BIM 5D应用

5.3.1 轨道模型导入

依据广联达BIM5D与Revit土建交互规范，进行模型创建，通过BIM5D的revi模型导出插件导出E5D格式，插件自动将模型轻量化，然后导入BIM5D平台进行精细化施工管理。

图5.3.1-1 REVIT模型导出界面

图5.3.1-2 BIM5D模型导入界面

图5.3.1—3 BIM5D模型图元检查

5.3.2 质量安全巡检

1)功能描述

管理人员利用5D手机端快速记录现场安质问题，软件自动将信息推送至责任人进行整改，回复，形成问题闭合的管理流程。后期利用PC端可以基于模型进行问题定位查看、数据自动汇总、一键生成整改单等，大大提高效率。

图5.3.2-1 BIM5D手机端

项目领导班子及企业管理层利用WEB端可实时了解项目安质总体情况、问题闭合情况等;在质量安全例会上，通过软件积累的数据，进行周、月质安情况总结，从而对各分包单位进行有针对性的管控。

图5.3.2-2 BIM5DWEB端

2)价值阐述

A、岗位级

• 问题快速记录、查询，解决记录效率问题和数据收集留存问题;
• 流程自动跟踪、提醒，所有问题均做到闭合管理，避免遗漏;
• 整改通知单自动生成，无需二次劳动，节约工作量。

图5.3.2-3 质量问题整改通知单

B、项目级

• 增强各方的沟通效率和准确性，方便监督管理;
• 通过例会定期对问题趋势、类别、责任单位等进行讨论分析，能够快速了解现场主要问题，从而制定针对性措施规避问题发生，提高现场的管理水平。
• 管理过程留痕，数据自动统计、归类，解决目前项目管理体系中，质安报表填报不及时等问题。

图5.3.2-4 问题统计视图

图5.3.2-5 BIM5D问题列表视图

图5.3.2-6 BIM5D问题详情视图

3)实施流程

图5.3.2-7 质量安全管理流程

4)职责分配

表5.3.2 职责分配

职责	说明	责任人	参与人
成员字典管理	负责项目成员组织架构的建立、人员的添加、工种的设置等	5D负责人	5D负责人
质量安全问题字典管理	负责常见质量安全问题、问题等级、问题分类等字典的管理	5D负责人	质量安全总监
手机APP问题记录	负责现场问题的记录，复查、闭合等日常管理工作	质检部/安监部	项目全员
手机APP问题整改回复	负责整改、回复现场出现的质量安全问题，及时闭合	责任分包单位/ 班组	项目全员
网页端质量安全分析	利用网页端了解现场状况，基于数据进行质量安全例会分析等	质量安全总监	项目全员
软件需求及问题反馈	反馈日常使用过程中遇到的软件问题及需求	5D负责人	项目全员
质安管理创新	基于BIM技术进行质量安全巡查管理创新	5D负责人/ 质量安全总监	项目全员

5)效果评价

项目通过三端一云的方式进行质量安全管理，现场管理人员发现问题，通过手机APP记录，分包单位进行整改回复等操作，可以形成质量安全问题闭环的管理机制。

项目管理人员通过手机或网页端实时了解到现场质量安全情况，同时项目每周生产例会通过网页端进行重大问题通报，使分包班组考评有据可依。同时导出数据汇总分析报表，用于存档，这样为项目管理提供科学的数据支撑，大大提高项目管理精细程度。

5.3.3 质量安全评优

1)功能描述

现场管理人员发现现场施工亮点，通过APP记录并表扬通知到对应责任人，以及工作相关参与人员。

2)价值阐述

快速记录现场工作亮点，优秀做法有效留存;

通过表扬正能量激励分包，提高分包工作积极性;

各分包单位间相互学习，提升项目管理水平;

3)实施流程

4)职责分配

表5.3.3 职责分配

职责	说明	责任人	参与人
手机APP亮点记录	负责现场亮点做法的记录，并推送至对应责任人及参与人	项目全员	项目全员
会上表扬	召开例会时在会议上表扬并分享项目的优秀做法	项目领导班子	质量安全总监
亮点定期汇总	定期汇总项目亮点，形成优秀做法案例集等	质量安全部	项目全员

5)效果评价

通过安全评优功能记录优秀做法并在项目或公司间进行传播，让不同项目、分包及班组间的工艺相互流通，互相借鉴和学习，从而提升整体的质量安全管理水平。

5.3.4 进度照片及劳动力统计

1)功能描述

通过BIM5D手机端对现场进度情况进行拍照、描述并记录，实时同步至云端。为管理层提供网页端，可随时随地的在网页端查看项目完成情况。

在施工前可通过BIM5D设置各专业工种，施工过程中各专业现场施工管理人员每天通过移动端APP上传各施工位置各工种劳动力人数，通过WEB端进行统计。

2)价值阐述

现场施工情况及劳动力全过程记录，软件自动汇总，为项目施工留下整套影像;

项目管理层通过手机或网页直观查看现场进度及劳动力，信息获取及决策更及时;

帮助项目统计工人平均日功效，分析功效变化原因，提高管理效率;

软件日期、天气等信息自动读取，方便快捷;

为项目的索赔、汇报、观摩提供数据支撑;

3)实施流程

4)职责分配

表5.3.4 职责分配表

职责	说明	责任人	参与人
专业工种设置	负责劳务单位及专业工种的设置	5D负责人	5D负责人
进度照片采集	施工现场随手采集现场实际施工情况，并填写图文描述	项目全员	项目全员
劳动力采集	手机端每日录入现场各流水段劳动力情况	生产部	生产部
数据查看	通过网页端或手机端查看项目实际情况及人员情况，并及时采取有针对性措施	项目领导班子	项目全员

4)效果评价

利用BIM5D手机端进度照片功能，全过程记录现场施工情况，同时进度记录信息将自动联网同步，避免丢失。项目人员可通过网页端和手机端实时查看、查找相应日期的进度照片、进度描述、天气情况等，实现了项目管理团队对项目进展的实时了解掌握。

图5.3.4-1 进度照片视图

通过对现场每天进场人数的记录和汇总能够形成项目的人力资源数据的积累和分析，形成项目的劳动力资源投入指标，为以后指导项目精准进度分析和成本分析提供有效数据支撑。

图5.3.4-2 劳动力曲线图

5.3.5 基于施工总计划的施工模拟

1)功能阐述

通过导入Project总进度计划，将总进度计划按照专业、流水段的形式与模型相关联，并设置各施工阶段现场工况，同时还可以与商务成本、物资等关联，从而模拟整个建造过程及相应时间节点所需要的人力，机械、材料、资金等情况。后期还可录入实际时间，用来与总进度计划做对比，及时进行纠偏。

图5.3.5-1 施工计划视图1

图5.3.5-2 施工计划视图2

2)价值阐述

A、进度计划与模型相关联，在施工前可以直观查看到项目整个建造过程，同时还可以校核进度计划的合理性，有无缺项漏项或搭接不合理的情况;

B、通过工况分析，可以提前预测项目建造过程中每个关键阶段的施工现场布置、大型机械及措施布置方案等，从而提高现场施工的合理性;

C、将模型与时间、成本、资源等信息关联后，可以提前预测周、月、季等时间项目所需的资金、材料、劳动力等情况，从而提前发现问题并进行优化，最大程度降低风险;

D、后期通过计划与实际时间的对比，基于模型直观呈现进度偏差情况，从而及时纠偏;

3)实施流程

图5.3.5-3 实施流程图

4)职责分配

表5.3.5 职责分配表

职责	说明	责任人	参与人
进度计划编制	编制项目总进度计划	计划经理	项目全员
进度计划关联模型	将编制的进度计划导入5D并与模型进行挂接	5D负责人	技术部
施工模拟	进行施工模拟，进行进度计划合理性分析	5D负责人	技术部/生产部
进度对比分析	在施工过程中根据总进度计划录入对应任务的实际时间，定期进行进度对比分析，及时纠偏	5D负责人/生产部	项目全员

5.3.6 快速工程量统计、物资提取

1)应用场景

在项目施工过程中，处理向业主方的报量、审核分包工程量是合同管理过程中频繁发生处理过程，期间涉及到大量的现场完成情况的确认、工程量的统计及计算。

2)应对软件及其功能

在BIM5D软件中，可实现构件与预算文件、分包合同、施工图纸、进度计划等相关联。支持按专业、进度(时间)、流水段等多维度筛选统计清单工程量、分包工程量。

利用广联达BIM5D中记录的完成情况、现场签证情况，商务人员可以快速统计已完成部分的清单工程量，快速完成向甲方的进度款申请及分包工程量的审核。软件产生了 真实、准确、共享的实际工程量和预算工程量，为材料员采购、造价人员成本分析、项目经理宏观掌控提供数据支撑。

软件主要功能如下：

A、工程部：工程师可以迅速提供准确的分流水段材料需求计划;

B、物资部：材料员可以迅速审核工程部工程师的材料计划的准确性，使审核流程有效可靠，真正做到限额领料;

C、工经部：预算员可以根据模型数据的提取，实现成本分析成本控制、成本核算;迅速完成对业主月度工程量审报，对分包的实际完成工程量审核;

D、项目经理：可以随时查看项目成本控制情况，对宏观决策提供支持。

图5.3.6-1 工程量统计视图

图5.3.6-2 工程量统计表

5.3.7 成本管控

1)功能阐述

按进度、规格型号等维度统计物资量，指导编制物资供应和采购计划;需求人可随时调出数据实现工程量等数据的多部门共享;项目部成员随时访问工长统计用量，使审核流程有效可靠，真正做到限额领料;便于实现项目过程管理的实时三算对比;

2)价值阐述

将分包合同和模型进行关联，方便、快速、便捷的迅速提取分包合同的工程量价格信息，提高核算分包合同的效率。

图5.3.7-1 预算清单视图

图5.3.7-2 预算导入视图

3)三算对比

分阶段将项目的收入、项目成本、实际成本进行对比分析，便于找出项目支出的问题，控制项目成本。

图5.3.7-3 合约视图

4)职责分配

表5.3.7 职责分配表

职责	说明	责任人	参与人
GBQ预算文件	提供广联达GBQ预算文件	经营负责人	工经部
GBQ预算文件关联模型	将GBQ预算文件与模型进行挂接	经营负责人	工经部
成本管理	进行成本预算分析，成本核算	经营负责人	工经部

5.3.8 项目概况基本资料

可添加多张效果图及项目信息，体现项目概况。项目信息中所涉及的填报内容较丰富，基本涵盖了能体现项目情况的所有信息。

图5.3.8-1 项目概况视图

项目位置功能对网络要求较高，出现过数据加载卡顿，软件卡死现象。软件中采用谷歌地球定位相关项目的地理位置，方式较新颖。此方式对于我公司建设项目遍地开花的情况比较贴切。

图5.3.8-2 项目位置视图

5.4 协筑平台

5.4.1 功能描述

协筑云空间为企业级信息集成与协同管理提供服务支撑。根据项目建设进度建立和维护的各个专业BIM模型，统一上传到协筑云空间中，协筑云空间汇总各参建方在项目中的建筑工程信息，消除项目中的信息孤岛，并且将得到的信息结合BIM模型进行整理和储存，为项目各相关利益方随时共享并进行数据交换。项目参建各方可以随时调用权限范围内的项目集成信息，可有效避免因为项目文件过多而造成的信息难以获取的问题。

• 云端应用、本地存储;
• 云端获取模型、图纸、资料、现场照片并与模型关联;
• 可以添加待办工作到云端;

图5.4.1-1 模型视图

图5.4.1-2 协助产品构架示意图

5.4.2 价值阐述

资料云端保存，避免资料丢失;

图5.4.2-1 文档管理视图

多人同时管理，资料及时同步，保证资料一致性;

图5.4.2-2 资料管理手机端视图1

文档权限设置，防止泄密和随意更改，确保资料完整性;

文档在线浏览，网页端支持多种文件格式直接预览，方便快捷;

文档自带二维码，数据共享及时便捷，提升项目数据的利用价值;

图5.4.2-3 资料管理手机端视图2

图5.4.2-4 技术交底二维码

5.4.3 实施流程

首先设置资料目录然后资料上传，给文档进行相应权限设置，同时可以对文档进行分享，协同管理，支持文件在线浏览。

5.4.4 职责分配

表5.4.4职责分配表

职责	说明	责任人	参与人
资料目录设置	明确项目需要上传至云端的资料，并提前进行结构化拆分	技术部/ 5D负责人	项目全员
资料上传	各部门上传对应的资料以及内部需要共享的文件	各应用部门	项目全员
权限设置	对需要保密的资料进行权限设置	各应用部门	各应用部门
文档更新	各相关人员对所上传的资料进行管理，确保文件为最新版本	各应用部门	各应用部门
资料协同	按照项目制度的流程进行资料的协同管理	各应用部门	各应用部门

5.4.4 效果评价

通过协筑资料协同功能进行统一管理，同时与BIM5D的PC端、WEB端、手机端与云端实现项目资料数据的互联互通，实现项目参与各方的协同作业，提升项目资料的应用价值，进而提升项目管理的整体水准，最终为项目的管理提供价值，创造增值服务。

5.5 实施总结

通过对广联达BIM5D项目管理平台的试用情况，现归结内容如下：

5.5.1 施工模拟

打破传统的华而不实的“施工模拟”，对施工模拟进行了重新定义，可以让项目管理人员在施工之前提前预测项目建造过程中每个关键节点的施工现场布置、大型机械及措施布置方案，还可以预测每个月、每一周所需的资金、材料、劳动力情况，提前发现问题并进行优化;

5.5.2 进度控制

基于 BIM 的 虚拟建造技术的进度管理通过反复的施工过程模拟，让那些在施工阶段可能出现的问题在模拟的环境中提前发生，逐一修改，并提前制定应对措施，使进度计划和施工方案最优，再用来指导实际的项目施工，从而保证项目施工的顺利完成。

5.5.3 成本控制

成本部分目前只支持有模型部分的清单进行管理，并且关联复杂，需要关联人员对清单和模型全部掌握方能实施，系统需要继续开发完善，进行简化。

5.5.4 质量跟踪与管理

通过手机移动端，实现质量安全等问题实时记录，跟踪与改进。

5.5.5 WEB端驾驶舱

BIM5D成本数据可以直接同步至网页端(web驾驶舱)，公司或项目领导可以直接查看项目资金、资源消耗情况，得出项目盈亏数据，实施查看管理跟踪项目成本动态。还可以直接得出成本指标数据(单平米造价)，为项目竣工结算、公司后续其他项目应用或者企业指标分析提供必备的数据支持。

5.5.6 文档管理

功能较丰富，但流程跟踪功能未体现。

六、研究攻克的关键技术及主要创新点

6.1 研发轨道自动建模软件

6.1.1 软件研发背景

BIM应用所需的专业软件多集中在建筑和设备相关的专业，有较为成熟的配套软件支持，但铁路工程中仍有很多专业还没有相关配套软件。铁路工程与其他工程相比，具有点多线长、地质复杂、不确定因素多、施工风险高等特点，设计中遇见的问题纷繁复杂，并且涉及的数据种类较多、数据量较大，迫切需要用开发专业软件来辅助创建BIM模型。本项目的主要目标为：在Revit平台上开发轨道专业参数化建模程序，以简化三维模型创建工作，兼有辅助工程量计算和统计、参数附着等功能。为最终实现轨道项目从策划、设计、施工到运营维护的全生命周期管理和整体交付打好基础。

图6.1.1-1 软件操作说明书

利用自主研发的Revit的轨道BIM插件进行参数化建模，通过线路平纵断面线型参数的录入，工程量统计，实现了自动化建模，大大提高了成果的直观性，以达到提升设计文件准确性、降低劳动强度、节省时间，提高工程设计效率的目的，并同时实现设计文件的标准化。

图6.1.1-2 轨道建模插件界面

6.1.2 功能简介

轨道BIM辅助设计系统以Revit 2016为平台进行开发，软件说明书见附件，可完成铁路轨道设计中的以下功能：

• 线路设计;
• 模型创建;
• 轨道工程量计算及统计功能;
• 工程管理。

在本项目实施过程中我们通过研发插件建立了接触轨、疏散平台、轨道、土建结构各系统模型通过碰撞检测功能，对场景中的模型进行审核，当两个模型存在交迭的时候给出错误提示信息，定位到交迭的两个模型以及交迭的位置。

图6.1.2 软件界面

可以对场景中的所有模型进行工程量统计，列出所有模型对应的信息，而且可以将这些信息导出到Excel中，精确算量，辅助物料管理、成本管控。

6.1.3 工程量统计

1)铺轨工程由于左右钢轨曲线缩短量的影响，需要提前编制轨节铺设计划表，轨节表编制作为铺轨职工一项重要的内业计算工作需要大量的手工计算。本项目利用研发插件自动生成了轨节表，与常规相比，减少了人工计算轨节表的过程，避免了手工计算失误;

2)软件可以自动生成道床铺设地段表。

图6.1.3-1 轨节表统计

图6.1.3-2 工程量统计

图6.1.3-3 道床块布置统计

6.2 BIM+VR虚拟现实技术

VR技术与BIM系统的对接，使工程模型和数据实时无缝双向传递，在虚拟场景中对构件进行任意编辑,加强了可视性和具象性。通过构建虚拟展示，为使用者提供交互性设计和可视化印象。

图6.2 VR虚拟体验

6.3 BIM+3D打印技术

利用3D打印将BIM模型直接打印出来用于对外展览、展示、进行直观的技术交底。

图6.3 3D打印模型

6.4 建模标准制定

通过《轨道工程BIM模型建立标准》的制定，明确了 BIM 模型建模过程中各种模型单元及特性，规定了 BIM 建模时的坐标系、单位、模型及版本的命名要求，提出了模型的内容完整度、属性完善度、模型精细度(模型深度)等方面的合格标准。对BIM 族库提出了可操作、统一的BIM 族库基准。

6.5 轨道族文件创建

建模人员按照设计图纸及行业相关BIM建模标准进行族库存储归档体系的建立,自主完成轨道工程标准族库建立，包含北京地铁八号线工程涉及的扣件、道床、道岔、接触轨、疏散平台、轨道附属构件等模型，奠定了BIM应用基础。

七、产生的技术经济效益和社会效益

城市轨道交通建设是我国基础建设的标杆，倍受社会各界关注，通过对BIM技术的研究，使项目逐渐实现从可视化、精细化、动态管理，到精准化管理的现代化管理模式。同时，也可实现从局部到总体的三维、四维、五维的现场施工模拟。它代表着一种现代化项目管理的发展趋势，同时也给城市轨道施工项目实现精细化管理提供了新的契机。

北京地铁八号线轨道工程施工BIM技术的成功应用，实现了以下突破性变革：

• 通过开发自动建模插件;实现了参数化道床模型的创建，大幅度提高了模型搭建效率，相对手工建模，将模型建立工期提前25天，加快了工期，有效节约了人员成本和时间成本;
• 通过BIM施工管理平台的应用，改变了现场施工人员的管理方式，使BIM技术真正应用到施工管理中，相比传统施工降低了质量安全事故风险。;
• 通过三维技术交底，解决了传统交底的沟通难、效率低、交底不透彻等问题，降低了质量缺陷。
• 通过BIM图纸会审，发现图纸问题13处，节约成本约77万元(见表4-6)。
• 人才培养：目前社会上真正的BIM实施人才比较欠缺，我公司通过项目BIM的应用培养了一批BIM实施人员，为以后项目的应用，积累了人才。

城市轨道交通建设是我国基础建设的标杆，倍受社会各界关注。要求在施工过程进行细精细化管理是必然趋势。通过对BIM技术的研究，使项目逐渐实现从可视化、精细化、动态管理，到精准化管理的现代化管理模式。同时，也可实现从局部到总体的三维、四维、五维的现场施工模拟。它代表着一种现代化项目管理的发展趋势，同时也给城市轨道施工项目实现精细化管理提供了新的契机。