地下空間工程是指在地面以下的巖體或土層中修建地下建（構）筑物的工程，包括交通運輸工程、工業與民用工程、市政工程及地下綜合體，在解決土地緊張、交通擁堵、能源浪費、環境污染等問題中發揮了重要作用，是我國城市建設和改造的重要部分。 

縱觀漫長的歷史，人類從來沒忽視過地下空間的開發價值，盡管不同歷史階段的文明各有特點，但在爭取生存的過程中，人們都不同程度地利用著地下空間。從原始“穴居”到突尼斯瑪特瑪塔的“地下村莊”，從中國西北下沉式“窯洞”到現在的“地下都市”，地下空間利用的深度及廣度不斷得到深化和發展。 

隨著城市化進程加快，我國地下空間工程建設發展迅速，改善了城市交通環境，節約了土地資源。但由于地下工程多屬隱蔽工程，項目的規劃、設計、施工等存在諸多問題。缺乏科學、系統的規劃；協同設計體系與技術規范不完善；施工信息管理手段落后；運營維護難度大。 

如今，BIM技術已在我國地面建筑許多項目中得到了成功應用；在城市地下空間開發中，BIM技術的案例多集中在城市地下交通。要充分開發利用地下空間，需通過BIM技術實現信息建模，并應用到地下空間工程的各個階段。

BIM應用于地下空間規劃，旨在建立一個信息模型。該模型能反映擬建工程的地下空間環境，包括地下空間資源數量、周邊已有地下建筑物以及地下管網系統布局。在此基礎上，分析擬建工程與已有工程的相互關系，利用BIM系列軟件強大的建模、渲染和動畫技術進行多方案3D模型的預演，合理選擇擬建地下工程的空間布局、結構形式，并構建資源系統、市政系統、環境系統的城市地下空間規劃指標體系，從而使地下空間總體規劃定性控制定量化，定量控制具體化，定位控制準確，增強總體規劃的科學性、合理性和可行性。

設計階段

地下空間工程設計主要包括總平面設計、建筑細部設計、結構設計和機電系統設計等。設計決定地下空間工程建成后的工程實體能否發揮其設計功能。利用BIM技術，進行合理設計，預留維修空間，合理布置地下管線，便于后期的順利施工和運營維護。三維建模是BIM技術與地下空間工程設計有效結合的前提。整合參數化設計等BIM技術優勢，制定全面并具有可實施性的應用流程，構建全生命周期的BIM設計平臺，在BIM三維環境中進行設計、分析與優化。

各專業、各流程軟件數據交互，保證設計數據能夠通過模型正確共享。每個設計對象都有各自的設計變量，不同設計變量之間的關系構成約束。基于這些約束，應用沖突檢測工具檢測模型中存在的沖突，快速地發現BIM模型中個專業內部及各專業之間存在的空間碰撞，并形成碰撞報告。對模型進行同步修改，減少設計人員的重復勞動和錯誤率。 

另外，運用Cloud-BIM技術，將BIM所需的軟件、存儲能力、運算能力分布于云端，在云端實現模型的創建、展示、碰撞檢測等功能。基于地下空間工程協同設計的需要，構建協同設計平臺架構，使用云端上的數據及軟件進行協同設計與分析。充分利用BIM模型信息，避免重復建模，實現高效設計。

在地下空間工程施工中，施工信息化在工程進度、物料追蹤、可視化管理等方面的優勢凸顯。按照IFC標準定義地下建筑構件、組織地下空間結構，提供3D建模。創建、編輯材料、進度、成本、質量和安全等施工屬性，并與3D模型相關聯。將包含工程屬性的施工BIM模型導出為IFC文件，供BIM施工管理系統使用。

施工進度動態模擬
    BIM技術的4D（3D+Time）模擬建造過程能實現對施工進度的查詢和調整、監控。將施工過程中的材料、勞動力和成本等信息輸入BIM施工模型中，進行施工進度模擬，對比實際進度和計劃進度，分析進度偏差，結合現場情況對施工計劃進行實時調整。

      物料追蹤管理
     通過BIM技術的4D關聯數據庫，及時獲得施工過程基礎數據，為制定采購計劃、限額領料等提供快速、準確的數據支撐。借鑒物流行業的成熟經驗，利用RFID技術的物流管理信息系統，結合BIM模型多維數據庫中建筑物、構件和設備的所有信息，實現對物料跟蹤管理。

可視化管理
   將施工各階段、各專業的信息集成到Autodesk Navisworks Manage施工可視化分析平臺，利用BIM可視化技術進行工程施工進度動態展示；生成施工過程中動態的資源需求量及消耗量報告，分析各階段的資源分配情況；結合結構分解編碼與BIM模型，得到成本動態模型，繪制成本動態＂直方圖＂，監控支出情況；利用3D模型進行施工場地動態布置，賦予各施工設施4D屬性信息。基于以上技術，實現對施工過程的進度、資源、成本和場地管理。

運營維護階段

集成設備的基本信息、合同信息、成本信息和運行維護管理信息，使用Architecture軟件建立BIM設備模型，通過Autodesk Revit軟件的開放數據庫互連，形成一個包含BIM模型中設備信息的初始運維管理數據庫。結合BIM模型和設備運維數據庫建立一個基于BIM的設備運行維護管理模型，實現對地下工程設備運行維護階段的可視化管理。地下空間多是人員集中的場所，要合理安排突發狀況下的人員疏散，結合BIM模型的子系統對突發狀況的預警和人員的疏散提供信息。

系統分析
系統分析就是按照業主需求和設計規定，衡量地下工程性能，對機械操作、能耗分析、人流分析、照明分析、內外部氣流模擬等工程項目性能進行評估。將系統分析軟件結合到BIM模型中，采用同一模型和系統參數，通過分析模擬對系統參數進行相應的確定或修改，甚至制定系統改造計劃，從而提高地下工程項目的性能。。

災害應急模擬

結合災害分析模擬軟件和BIM技術，模擬災害發生的過程，分析災害發生的原因，幫助制定災害應急預案。災害發生時，利用BIM設備運行維護模型，能清晰地展現出緊急狀況點的位置，設計最合理路線，及時疏散人群，幫助救援人員做出最準確的應急措施，提高應急能力。