BIM技术在铁路四电领域的综合运用探讨

osilafiniwa

摘 要：以目前铁路四电工程建设阶段现状为背景，结合BIM技术在国内的应用情况，对BIM技术在四电工程领域设备分类编码、信息共享、模型交付、标准化管理应用等进行深入研究，提出基于BIM的四电应用系统平台，及其在不同阶段的应用方向。能够为铁路建设项目建设单位、设计、施工、监理、运维在通信、信号、信息系统领域推行BIM技术，进行标准化管理，加强教育培训提供帮助和借鉴。
关键词：BIM；铁路；四电领域；综合运用
1 我国铁路BIM的发展现状
我国铁路行业于2013年启动BIM技术研究工作。目前基本形成了以工程应用为核心，技术标准为指导，组织结构为保障的实施方案，成为推进铁路工程建设信息化的先导力量。但客观地讲，铁路行业BIM技术研究应用起步较晚，与国外发达国家和国内工民建行业相比较为落后。
1.1 总体规划
2013年中国铁路总公司召开了全路工程建设信息化推进会议，确定了开展铁路BIM技术研究和铁路工程管理平台研发的总体规划。为了推进BIM技术在铁路行业的应用，中国铁路总公司陆续启动了“面向铁路工程建设全生命周期的BIM应用关键技术研究”“BIM在铁路建设项目成段落应用关键技术研究”等一批重大重点科研课题，针对关键技术、实施策略、规章制度等一系列相关问题展开研究。
1.2 技术标准
国际范围内尚没有铁路行业的相关标准，给BIM在铁路工程建设中的全面应用带来了巨大障碍。中国铁路总公司于2013年启动了BIM标准体系研究工作。
1.3 工程应用
BIM技术在铁路工程建设中的应用还处于探索阶段，主要特点表现为BIM技术单点单专业的应用研究。各单位相继开展了隧道、桥梁、路基、站房、四电集成等专业BIM技术应用研究，并取得一些成果：建立多个专业的模型构件库，实现GIS、BIM数据和地质模型数据整合，研发数字化测量、数字化机械施工、实时数据处理以及实时交互等信息化施工技术。随着BIM技术在铁路工程建设应用中的深入，各单位都开展了铁路BIM成段落综合应用研究。
1.4 软件支持
铁路BIM技术的研究应用离不开相应软件的支持。研究表明，最大限度发挥BIM的价值必须依靠多元化软件。本文按铁路工程建设阶段将行业主流BIM软件分为设计建模管理、施工管理、运维管理软件三大类。
2 BIM技術在四电专业的应用目标
根据BIM在国内的使用现状，提出铁路四电应用BIM的思路。应用BIM技术创建信息模型，实现从二维图纸到三维图纸的设计转型，建立相对完善的图纸交付标准和管理制度。随着基于BIM技术的四电信息管理应用系统引入，传统的铁路四电工程项目管理模式将会革新，可以使众多参与单位在同一个平台上实现数据共享。在铁路项目的建设管理、工程设计、工程实施、工程监理、系统设备运维等阶段的各参与单位配备四电信息管理应用系统，使四电工程项目管理更为便捷、有效。系统依据并采用BIM技术体系，将四电工程的设计、设备制造及提供、系统集成及施工、维护管理等过程渐进式地集成在一个技术平台下。实现设计、施工和运营维护阶段等全生命周期工程数据信息可视应用，工程项目进度、质量、投资、资料方面精细化管理，便捷化的施工协调管理，隐蔽工程可视化管理，运维智能化管理。为有效实现建立资源计划、控制资金风险、节省能源、节约成本和提高效率做好技术储备。适合铁路工程四电应用的软件平台，依然是BIM技术得以体现的基础。目前，BIM技术在四电方面的应用还处在前期阶段，主要工作集中在如下几个方面：
（1）BIM应用前期构件开发，工程模型创建；
（2）设备分类编码；
（3）专业图纸数字化、参数化的解析；
（4）设备编码与图纸数字化后的数据库模型间的融合。
通过软件平台的支撑，BIM技术在四电方面的应用，侧重于强化BIM技术中的“I”信息共享、“M”模型创建应用，主要体现在设备模拟调试，设备协同布设，设备快速查询定位，模型分离控制，设计、施工和运营维护阶段等全生命周期工程数据信息可视应用等多个方面。同时通过BIM这个载体，还可以对工程项目的进度、质量、投资等方面进行精细化管理。
3 铁路四电工程BIM应用平台
3.1 应用平台功能BIM技术在铁路四电工程的应用
平台由基础数据库、工程模型、应用模块、应用流程、硬件网络平台等部分组成。
（1）桥梁、隧道内设施设备布设。隧道内四电设备布设密集（主要包含接触网、通信漏缆、光纤直放站、综合接地系统、区间信号设备、通信信号及电力电缆等），容易产生空间冲突。BIM应用平台可以解决传统方式下难以实现的活动，或用更小的成本使结果趋于更优。如对工程局部关系的分析，多个角色通过设备选择器选择对象，能突出需要确认的设施设备，以确认设计深度、施工结果等。根据设备构成及对数据调用的意图，动态配置或加载模型。获取设备的布设位置、连接关系、装配工艺等信息。信息模型对隐蔽工程提供了新的设计、施工、运维手段。在特殊工程环境等情况下，显现设备安装过程或结果。
（2）模型创建及发布。依据设计文件和规范建立模型，按工程建设过程承担角色，利用应用平台进行信号平面布设、通信信号室内设备布置、信息机房综合布线。
（3）设备快速查询定位。对设备实现快速查询和定位。
（4）模型分离控制。平台能够对模型分离控制，按角色发布需要的数据（模型）。
3.2 平台在设计、建管、施工、运维的应用管理
3.2.1 设计阶段
（1）设计者：通信、信号、信息、电力、电气化等专业设计者建立设计工程信息模型，并为工程项目建设中施工、监理、运维等各个阶段所有要素提供基础资料，涵盖了安装及养护、维修指导信息的数据接口。对复核、审核、审查者提出的修改意见和建议，对工程模型进行完善。通过BIM应用平台将模型交付建设单位。
（2）审核者、审定者：按专业、功能、系统进行模型分解和组合，验证数据的完整性和准确性。利用信息模型确认设计合理性（如空间布设、走线等）。
3.2.2建管阶段（施工图审查）通过BIM应用平台远程查阅设计模型，了解并体验工程情况和设计意图。检查各专业之间设备的冲突及不满足相关规范的情况。
3.2.3建管阶段（工程管理）通过BIM应用平台，对设计提交的工程模型进行接收；进行工程模型的体验和确认；通过平台协助技术交底、采购、施工组织。
3.2.4施工阶段通过应用平台对工程情况进行全面的了解和体验。在设计模型的基础上结合施工创建施工模型。在技术交底、采购、设计变更、工程验交等环节对平台进行应用。
结束语：在对铁路四电专业工程应用中存在问题进行分析的基础上，初步提出将BIM技术应用在四电领域的设想。完全实现铁路四电系统BIM设计及应用是一个长期的过程，需要线路、站场、房建等相关配套专业的大力配合和支持。BIM技术在铁路四电领域的应用实现是一次设计技术的革命性创新，同时大力推动铁路四电工程建设模式、运维管理的转型，对整个铁路四电行业产生重大的影响。
参考文献：
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