基于BIM和GIS的城市轨道交通整体建设数据集成理论与方法研究

Facing the challenge of coordination between planning and construction in the background of rapid development of urban rail transit in China, it needs to establish new method of efficiency and synergy BIM plus GIS integration information platform. Based on the spatial information analysis theory which is supported by data, this research establishes the integrated model of BIM plus GIS in urban rail transit field with data compatible data and combined functions. By exploring the time and spatial disciplines, it brings forward the data standardization and interaction method in the BIM plus GIS integration system. And it reveals the characteristics of the overall design of architecture and planning in way of multi-discipline, multi-dimension and multi-scale. Taking the advantages of comprehensiveness and extensity, it establishes a collaborative platform from the planning process to the construction process. By exploring the digital mechanism of BIM plus GIS system in the field of rail transport, this research builds basic model combining data visualization, functional integration and management cooperation, and concludes a theoretical system of BIM plus GIS integration in urban rail transit field. The results of this research aim to promote the efficiency of data application and method innovation, and provide theoretical implications for synergy development of urban rail construction.

快速发展的城市轨道交通面临规划设计与建设运营一体化的数据信息协同问题，亟需建立基于BIM+GIS的高效协同数据信息平台。本研究以数据支持的空间信息模型分析理论为基础，建立BIM+GIS的数据集成和功能共享的轨道交通一体化模型。通过分析数据的时空延展规律，提出BIM+GIS系统化集成体系的数据标准及交互方法，揭示跨学科、多维度、多尺度下建筑和规划整体设计的本质与规律。利用BIM集成性和GIS在空间信息技术分析的优势，建立从规划设计到施工运维“一张图”的协同系统平台，探究在BIM+GIS系统在轨道交通领域的数字化机制，研究数据可视化、功能集成化、管理协同化的统筹模式，构建基于BIM+GIS的一体化轨道交通整体建设理论体系，提出构建信息协同的数据平台基本方法。研究成果旨在为提升数据应用效率与方法创新，实现轨道交通建设整体协同提供理论依据。

当前我国城市轨道交通快速发展面临规划设计与建设运营一体化的数据信息协同问题。课题以数据支持的空间信息模型分析理论为基础，通过分析数据的时空延展规律，提出了BIM+GIS系统化集成体系的数据交互方法；利用BIM的高度数据集成性和GIS在空间信息技术分析的优势，研究数据可视化与空间量化分析的数字化工具接口，结合机器学习等AI技术探索了快速设计与规划决策方法；结合实践工程应用，建立了多专业、多维度、多尺度下建立BIM+GIS的数据集成和功能共享的轨道交通一体化模型，构建了从规划设计到施工运维数据一体化的协同系统构架，提出了基于BIM+GIS的一体化轨道交通整体建设理论体系以及工作平台框架。.研究基于BIM+GIS的数据融合技术，采用特定数据结构和表现方式的可用点、线框和实体模型表达城市与建筑的内外部的结构特点，对BIM+GIS数据的可视化、空间化、结构化开展研究，并探究了在轨道交通工程不同阶段的可视化应用。研究探索构建三维可视化信息管理平台，将BIM与3DGIS进行数据打通建立工程模型，通过数据的录入、转换和渲染实现了工程项目数字场景模拟，可以用于支持规划设计决策。此外，通过分析数据在工程各阶段的价值作用，探索数据协同管理机理，并以徐州彭城广场地铁换乘站及天津西站站枢纽等项目进行实证研究，测试BIM+GIS一体化平台应用，建立了施工动态监测管理模型、应急疏散可视化预测模型、数据推演的规划联动决策模型等应用工具。.本研究将新的数据技术融入轨道交通的研究中，初步建立了轨道交通整体建设数据集成理论以及轨道交通工程BIM+GIS协同工作平台；提出了BIM+GIS系统化集成体系的数据交互方法，可为轨道交通工程的快速设计与规划决策和信息数据的一体化协同管理在整体建设的理论研究和方法应用上提供科学依据。对提升数据应用效率与方法创新、实现轨道交通建设整体协同具有重要的应用价值。