城市轨道交通的生命周期一般长达数十年甚至上百年,相对来说其设计阶段的时间很短,但影响却是最为深远的。纵观整个建设项目,设计阶段的投资只占建设项目总投资的2到5个百分点,却决定了该工程项目75%以上的内容。这是由于设计时间位于整个轨道交通生命周期的前端,是整个建设项目信息大量生成的阶段,设计质量的良莠不齐不只影响到整个工程的投资造价,更影响到完工以后长时间的运维使用。
由此,对于BIM技术在设计阶段的应用最早也最为广泛。在规划设计阶段,北京城市轨道交通大兴线工程韩园子站就采用一体化设计,通过BIM的三维模型和地面仿真技术将周边用地规划、公共交通衔接、商业设施开发等因素相结合,实现地上地下一体化设计;张邻研究整合BIM与GIS,通过数据转换将BIM模型导入GIS平台中,利用Civil3D、Radiance和 Ecotect Analysis 等软件进行场地自然条件的模拟来分析场地的选址情况。
在城市轨道交通设计中还需考虑线站比选、交通疏解和管道改迁。选线设计中,西南交大易思蓉教授团队提出了一种多源空间信息集成的选线系统虚拟地理环境建模方法,通过对地质不良区域对象与三维地形表面融合建模方法的研究,将不良地质对象信息向量边界识别、栅格图像融合和动态属性提示的方式进行建模,实现了轨道交通选线系统中不良地质资讯的动态交互式三维影像表达,有助于辅助选线工程师开展环境选线、地质选线;城市轨道交通多数在城市施工,施工过程中必将对城市交通产生影响,深圳
地铁施工前就通过BIM技术设计模拟施工中交通疏解方案,通过对比选择对环境影响最小的方案;国内很多城市地铁设计中开始普遍应用BIM技术进行管道改迁,如上海地铁9号线、青岛地铁1号线等将规划线路及月台与周边建筑、地形、市政设施进行综合协调,统计管线搬迁工作量,预先控制了风险,提高了项目协调效率,获得了明显的效益。
除以上应用外,很多建设企业也开始了协同设计、碰撞检查以及轨道交通沿线景观的快速建模等应用。碰撞检查是BIM带给建设单位最直接的效益,通过BIM三维建模,可在设备安装之前先进行各专业之间及专业内部的管线碰撞检查,提前发现设计可能存在的碰撞问题,减少施工阶段因设计疏忽造成的损失和返工工作,提高施工效率和施工质量;王永义等人研究探讨了BIM协同设计在设计、施工和管理中的价值,并在客运项目中落实实施,取得了良好的效果;考虑到用BIM进行城市轨道交通三维线路设计的需求,吕希奎等人研究基于GoogleEarth软件批量获取城市空间坐标数据和数字正射影像图,构建城市三维地形。并采用skyline软件的二次开发技术,集成城市三维地形和各种建筑物三维模型统一,实现了城市景观的快速建模。