上海市第二届BIM技术应用创新大赛

技术方案奖(市政类)

1.项目概况

上海轨道交通13号线(Shanghai Metro Line 13)分为一期、二期和三期工程，线路全长38千米，均为地下线，共有31座车站和2座车场，分别为北翟路停车场(与2号线共享)及川杨河辅助停车场(与11、16号线共享)。

图 13号线线路走向图

2.BIM技术应用概况

近年来，我国城市轨道交通行业进入建设高潮时代，并呈现出建设规模越来越大的趋势。上海轨道交通十三号线地下穿越城市中心区域的多个繁华商业地块和多条地铁线路，施工环境复杂、情况多变，面临着建设成本高、建设环境复杂、建设管理难度大、涉及专业众多以及资产管理难度大等问题。

建筑信息模型(Building Information Modeling，以下简称BIM)技术的出现为我们提供了打破传统地铁建设管理模式瓶颈的突破口，被认为是继CAD技术之后工程建设领域出现的又一项重要的计算机应用技术。BIM的核心就是利用3D建模技术搭建建筑工程项目的三维模型，同时为它添加完整的、实际的工程信息，使之成为一个包含有设计意图、项目资料、施工信息、材料信息及设计管理数据等方面信息的信息化的三维实体。以这个信息化的三维模型为基础，通过对项目信息的收集、交换、管理、存储和更新，为建设项目生命周期中的不同阶段和不同参与方提供及时、准确、足够的信息，用以支持不同阶段之间、不同项目参与方之间以及不同应用软件之间的信息交流和共享，使合适的人在合适的时间得到合适的信息，最终实现项目设计、施工、运营、维护效率和质量的提高，以及工程建设行业持续不断的生产力水平的提高。

上海轨道交通十三号线从2011年开始，在全国率先开展BIM全线应用示范，由业主方主导组建BIM执行团队，各职能部门设立专人对口BIM系统执行小组，建立系统运行体系，并在项目实施过程中不断调整完善体系；同时为了适应项目的进程，BIM应用不断迭代更新，由BIM1.0逐渐发展为2.0、3.0 以及至智慧运维，将BIM运用到工程建设全过程中，使BIM在本项目中的价值最大化。

3.BIM技术应用成果与特色

3.1 勘察物探管理

由于轨道工程建设的特殊性，从地下穿越城市中心区域的多个繁华商业地块和多条地铁线路，施工环境复杂，情况多变，传统的二维图纸无法直观的将地下管线反映在图纸上。通过BIM三维模型将工程与其周边探物成果、环境模型整合、分析，直观地看清楚拟建工程与地下障碍物的相对位置关系，为风险工程设计提出具体要求和提供科学依据，利于指导施工。

3.2 道路翻交管理

道路环境模型模拟包括管线搬迁和道路翻交模拟，传统二维设计带来的信息量限制及建设过程信息的缺失，给轨交项目施工带来了巨大的挑战。BIM技术在虚拟环境中进行道路翻交及管线搬迁模拟，优化施工方案；将设施资产管理与设备运维管理集成到三维可视化平台，进行现场管理，提高了设计、建设和运维的效果及效率，提高运营可靠性和应急处理能力，降低了安全风险。

3.3 设计协调管理

建立统一的BIM数据集中存储与管理平台及其应用规范，保证各专业交付数据的及时性与一致性，并建通过交流平台立良好的沟通机制，对设计任务进行合理的任务分配及模型管理，按角色、标段、专业、功能等分层级、多维度进行任务划分。依据项目开展的不同人员角色，分配不同的权限，确保能够相互得到及时准确的信息，工作开展顺畅有序。

自主研发TOS-PIP管理平台，随时随地访问工程文件，浏览“可视化的文件资料库”；基于BIM-GIS大场景浏览与分析---“可视化的工程关系库”；支持在线添加批注，并可发起事件，方便项目团队进行文档审阅，沟通与协作；自动记录保留文档所有历史版本，方便追溯、查阅文档历史信息，并可进行评论、下载等操作；可直接发送云内容地址给相关参建方，有效管理事件往来。

图 BIM接口总览

3.4 建设进度控制

通过将BIM与施工进度计划相连接，可以直观、精确地反映整个建筑的施工过程。施工模拟技术可以在项目建造过程中合理制定施工计划、4D精确掌握施工进度，优化使用施工资源以及科学地进行场地布置，对整个工程的施工进度、资源和质量进行统一管理和控制，以缩短工期、降低成本、提高质量。根据项目建设进度建立和维护BIM模型，实质是使用BIM平台汇总各项目团队所有的建筑工程信息，消除项目中的信息孤岛，并且将得到的信息结合三维模型进行整理和储存，以备项目全过程中项目各参与方随时共享。

在“进度计划”模块中将施工进度计划导入平台，在平台中做好模型关联，并将各分部分项工程分配给各负责人。制作好计划后推送给生产经理审核，审核后经总工程师在平台中确认。随后，该进度计划就通过平台自动推送各负责人进行落实。负责人以周为单位在“进度追踪”模块中进行实际施工进度的录入。通过此应用，有效提高了对整个项目进度管理的精细度和控制力度。

图 进度控制

3.5 质量、安全、文明施工管理

通过整理了城市轨道交通质量关键控制点、重大风险源数据库和文明施工措施要点，在平台中利用“项目管理员”角色账号使其与分部分项工程一一对应。随着施工的推进，平台自动推送质量安全控制任务推送给总包和分包责任人，并推送给项目管理员设定的业主和监理相应责任人，通过“发起、经办、督办、验收”的事件闭环管理流程，有效地落实了各类施工任务。

图 质量管理事件列表

3.6 远程监控管理

在平台中整合主体结构、周边环境、场地布置、围护结构、道路管线等BIM模型，搭建监测模型，并将监测点与其所监测的实体构件相关联，将监测结果实时反映到三维场景，同时形成各种监测结果的分析报表，并按安全隐患的级别自动推送给总包和分包相应负责人。系统根据后台设定的阈值，在三维视图中标示预警信息，并自动推送预警通知到相关责任人。负责人在收到预警信息的同时便可通过平台移动端APP查看工程图纸、空间位置、围护方案、周边建筑管线等工程信息，大大提高隐患排查和突发事件响应的时效性。

图 工程监测看板

4.BIM技术应用效益及测算方法

根据BIM投资效益分析，仅根据13号线一期工程中直接收益测算，BIM的投资回报率已达到225.9%。

5.BIM技术应用推广与思考

本项目的BIM应用对我国的建筑信息化产业具有里程碑的意义，引领轨道交通行业信息技术应用走向更高的层次，大大提高建筑工程的集成化程度，必将推动我国轨道交通行业迈入一个崭新的数字化新时代。