摘要：在我国各大中小城市交通中，地铁交通是其中很重要的构成部分。在地铁工程设计阶段，借助BIM技术和流程再造理论，进行协同设计的流程再造研究，提出地铁工程BIM协同设计的新模式.可促进BIM技术在地铁工程中的推广和应用，从而提高地铁设计的质量和效率。
关键词：BIM；地铁多专业协同设计；流程再造
引言
地下轨道（地铁）作为现代城市交通设施已经有100多年的历史。从世界上第一条地铁开通运行至90年代初期，全世界已拥有200多条地铁线路，分别分布在39个国家88个城市之中，每天乘坐人次超过5000万。与世界平均建设规模相比，我国城市轨道交通，尤其是地铁建设相对落后，尤其是运营总长度、密度及负担客运比例均具有较大差距。而国际经验表明，当一个国家的城市化率超过60%，城市轨道交通将实现高速发展以解决大城市交通拥堵问题，从而拉动城市轨道交通建设投资迅速增加。
1传统的二维设计流程
地铁设计涉及建筑、暖通、结构、给排水、通信、信号、信息等27个专业。整个设计过程可分为规划设计、可行性研究与总体设计、初步设计、招标设计和施工图设计5大核心阶段（图1）。其中，每个设计阶段主要的设计成果由互相提供的资料、设计说明以及工程投资概（估、预）算3部分构成。由于现行地铁设计流程中各专业的设计主线并不相同，不同专业的设计内容和意图体现在各自的图纸中，在设计过程中各专业要相互配合，但由于每个专业的设计要求深度不同，配合程度也不尽相同。
图1传统二维设计的流程
调查发现，在传统的地铁二维设计过程中，各专业的设计相互独立，协调与互动的效率和精确程度低下。各专业之间的信息交互主要以工联单、协调会、电话等形式进行，交互方式较为落后、繁琐。这种设计模式下的问题包括：
1）管线涉及专业多，协同工作难度大，导致综合管线设计交叉干扰严重。
2）设计成果主要以二维图纸和相关word文档的形式展示，虽然图纸经过多次校核，但不可避免地仍存在很多错误。
3）对于复杂的车站建筑，通过建筑平面图和部分典型部位的剖面图，很难了解整个车站的建筑及相关专业的布置情况。
4）前道工序的专业图纸和资料发生变化时，经常不能及时通知到各相关专业和系统，导致前道工序的专业图纸与后续工序的输人资料不一致，增加了施工难度甚至产生设计变更。
5）通过平面设计很难了解相关专业构件、设备、管线等物体的物理特性，例如安全间距、施工间距、维修间距等参数，导致后期的返工。
2基于BIM的地铁多专业协同设计流程再造
2.1地铁项目BIM设计再造流程
BIM技术具有可视化、协调性、模拟性等优势，设计过程中应用BIM技术能极大地提高设计的效率和质量。BIM设计并非单纯的三维设计，而是三维与二维相结合同时进行项目设计。为加快从业人员适应BIM流程（此处BIM流程指的是直接进行BIM设计，并非翻模流程），减少对企业生产能力的影响，创建适用于地铁工程的BIM设计流程要在结合BIM理念和现行设计流程的基础上进行。在地铁设计BIM实践基础上，应对地铁设计企业的传统二维设计流程与BIM设计流程有效的融合进行规划。
2.2再造流程实施关键因素
2.2.1BIM团队组织结构
BIM技术必将成为未来设计阶段重要的手段.为提升企业的综合实力和市场前景，要提前制定自身的BIM战略规划，通过实际工程项目BIM设计，培养企业员工的BIM思想和技能，并逐渐建立和培养自己的BIM设计团队。基于该情况，对适用于地铁工程项目的BIM设计团队组织结构进行分析，并按照各类角色的职权，用翻转树结构形式进行组织结构的设计。BIM团队中的人员不仅具有三维设计能力，还要有二维设计的经验，这样才能更加有效地将BIM设计流程与传统二维设计流程相融合。地铁设计企业要组建自身的BIM设计团队，团队人员不仅要熟悉二维设计过程的业务，还要具备以下索质：
1）设计项目BIM经理.可由原设计部门领导担任，主要负责整个项目的运行，制定和保证设计项目的设计、进度计划，协调管理人员以及BIM设计项目的实施标准和数据标准等。同时，还要对各专业设计的模型的相关数据和应用程度进行审查。
2）项目BIM负责人.可由原设计项目负责人担任，主要职责是结合自身负责区域的实际工程项目需要，协助项目BIM设计计划的制定；对BIM设计项目实施自上而下的整体设计并分派设计任务；对服务器中的项目文件状态进行监控、规范化管理并对其权限进行管控；对各专业接日进行管理以及后期模型的渲染、漫游等效果进行处理。
3）各专业BIM负责人.可由原各专业设计负责人担任，主要职责是根据上层制定的BIM设计计划，制定本专业设计计划并完成设计任务的分配；对本专业设计文件的状态进行监控、规范化管理以及权限管控。对与本专业相关的设计接日进行管理，并配合本专业后期模型的渲染、漫游等效果处理，为本专业的设计提供必要的BIM设计指导。
4）专业模型设计师与模型应用师.专业模型设计师（可由原设计师担任）要熟练掌握BIM设计软件的基本操作、工程绘图和BIM建模环境设置；掌握BIM参数化建模，BIM属性定义与编辑。模型应用师（新增角色）主要负责创建图纸，模型文件管理，管线碰撞检测，模型分析（日照、通风、声学或能耗等性能）；深化设计、施工方案及过程模拟与优化调整。
基于BIM的地铁多专业协同设计流程并非摒弃原有的二维设计流程，而是基于原有设计流程融人BIM理念，即通过对原有设计人员的培训，融人BIM设计理念，增加部分新的设计角色，按照新的设计流程进而完成整个BIM设计工作。
2.2.2模型组织结构
基于BIM的地铁项目模型组织架构是任务分解分派及多专业并行协同设计的基础.基于数据结构的工程参数驱动控制结构是模型整体装配的一种方式，是贯彻自上而下、多专业协同设计的依据。地铁工程项目在进行BIM设计时，并非所有内容都要进行三维模型的创建，而是针对实际设计需求，划分各专业所需建模的内容。针对地铁工程项目设计过程中的建模内容，根据相应的参数进行模型的组织划分，构建地铁项目模型的组织结构。
2.3.3模型质量控制
1）外观检查。通过图层漫游或隔离的方式确保模型构件完整无误，使设计意图得到正确表达。
2）碰撞检测。通过相关碰撞检测软件或插件进行模型的碰撞检测，检查建筑实体间的软、硬碰撞。
3）标准检查。检查设计成果是否满足BIM建模标准、LAD制图标准（字体、尺寸、线型、标高、图层等）以及模型精度等要求。
4）模型完整性检查。明确质量控制检查程序，以确保项目的设备数据库中没有未定义、错误或重复的元索；明确对不符合规定元索的报告程序，并采取适当的纠正措施。
结语
对现行地铁工程设计流程和BIM设计流程进行分析，结合全BIM设计理念，运用流程再造理论，建立适用于地铁工程BIM设计的业务流程，并分析该流程实施过程的关键要索，从而提高各专业间及专业内信息交互的质量，促进BIM技术在地铁设计中的应用和推广。
参考文献：
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[3]高继传，江文化.三维管线综合设计在南京地铁中的应用探讨[J].铁道标准设计，2015，59（7）：134-137.
论文作者:张萌萌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/27
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