鐵路行業(yè)BIM+GIS綜合應(yīng)用探討

操鋒

【摘要】 隨著鐵路設(shè)計(jì)的快速推進(jìn)，如何保證設(shè)計(jì)、施工的質(zhì)量以及今后的鐵路的運(yùn)維安全是目前鐵路各方面相關(guān)人員迫切關(guān)心的問(wèn)題。在建筑行業(yè)，BIM技術(shù)發(fā)展迅速，并解決了建筑行業(yè)在施工中存在的很多問(wèn)題，由此，鐵路領(lǐng)域引入BIM技術(shù)成為一種趨勢(shì)，本文就BIM+GIS技術(shù)在鐵路全生命周期的綜合應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的探討。

【關(guān)鍵詞】 BIM+GIS 鐵路 全生命周期

隨著鐵路技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)鐵路的設(shè)計(jì)速度、施工質(zhì)量等均要求得到全面提升。同時(shí)，鐵路的設(shè)計(jì)和施工任務(wù)也異常繁忙，隨著國(guó)家的相關(guān)政策以及地方的鐵路建設(shè)異常興起，鐵路設(shè)計(jì)和施工的任務(wù)更加的繁忙，那如何保證設(shè)計(jì)和施工的質(zhì)量？便是擺在鐵路設(shè)計(jì)和施工工作者面前需要迫切解決的問(wèn)題。當(dāng)前，建筑業(yè)規(guī)模龐大，從業(yè)人員之多；另一方面，建筑業(yè)又是高消耗、高排放的產(chǎn)業(yè)，對(duì)于這樣的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，總體規(guī)模雖大但效益不高。建筑業(yè)的任何一點(diǎn)技術(shù)進(jìn)步都會(huì)形成巨大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。如何充分利用新技術(shù)資源改造傳統(tǒng)的建筑業(yè)，是擺在我們面前的一項(xiàng)十分急迫的任務(wù)。在房建行業(yè)，利用BIM技術(shù)，取得了一定的成果，但是在鐵路行業(yè)，起步較晚，再加上鐵路的性質(zhì)，目前還處于探索階段，與建筑一樣的BIM單點(diǎn)應(yīng)用顯然不符合鐵路的特點(diǎn)。研究如何與鐵路的性質(zhì)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行BIM應(yīng)用也是目前迫切需要解決的問(wèn)題。由于鐵路是線狀結(jié)構(gòu)，若進(jìn)行全專業(yè)BIM設(shè)計(jì)，則涉及到航察、線路、站房、地質(zhì)、橋梁、隧道等多達(dá)40多專業(yè)的協(xié)同設(shè)計(jì)，由此一來(lái)，鐵路全專業(yè)的BIM設(shè)計(jì)必將與GIS結(jié)合起來(lái)。目前，鐵路行業(yè)的BIM應(yīng)用一般采取2種思路進(jìn)行，第一種就是以點(diǎn)帶面的形式，先將各特殊點(diǎn)優(yōu)先進(jìn)行BIM應(yīng)用，如橋、特大橋、隧道、站房等優(yōu)先，然后再進(jìn)行整條線路的BIM應(yīng)用；第二種是先將大的線路走通，然后再進(jìn)行細(xì)小的BIM應(yīng)用?？傊@2種應(yīng)用的最終目的就是實(shí)現(xiàn)鐵路行業(yè)全專業(yè)的BIM應(yīng)用，只是手段不同。理想的BIM+GIS結(jié)構(gòu)框架如圖。

如圖，其中標(biāo)準(zhǔn)包括BIM制圖標(biāo)準(zhǔn)，配合標(biāo)準(zhǔn)，交付標(biāo)準(zhǔn)，還包括數(shù)據(jù)管理標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，以及GIS各種存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)等，同時(shí)需建立技術(shù)及管理標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建立主要包含模型精度標(biāo)準(zhǔn)LOD、模型信息標(biāo)準(zhǔn)、建模標(biāo)準(zhǔn)、軟件標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)；管理標(biāo)準(zhǔn)建立主要包括BIM應(yīng)用權(quán)責(zé)分配（各參與方在項(xiàng)目文件上的權(quán)限）、BIM管理流程（各參與方提供什么信息，提供方式以及各參與方在BIM平臺(tái)上協(xié)同方式）以及BIM招標(biāo)文件輔助編制等。下面就以全生命周期的BIM+GIS應(yīng)用進(jìn)行介紹。

1、鐵路勘察階段的GIS+BIM應(yīng)用。通過(guò)相關(guān)的地質(zhì)和航察等信息，運(yùn)用BIM與三維GIS相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)鐵路線路的三維選線，找出鐵路線路最合理的走線方案，并將最終方案以三維的形式展示，供相關(guān)方?jīng)Q策。

2、鐵路設(shè)計(jì)階段的BIM+GIS應(yīng)用。本階段的主要任務(wù)通過(guò)協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各專業(yè)模型的建立，并進(jìn)行相關(guān)專題的研究，如管線綜合、設(shè)計(jì)糾錯(cuò)、性能分析、能耗分析以及出圖、工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)以及BIM的深化設(shè)計(jì)。在條件容許的情況下，可以采用虛擬云平臺(tái)，在云平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行BIM設(shè)計(jì)。在本階段與GIS的應(yīng)用主要體現(xiàn)在通過(guò)GIS將全專業(yè)的BIM模型進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)全線路的BIM設(shè)計(jì)。并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)的施工模擬，以指導(dǎo)施工。

3、鐵路施工階段的BIM+GIS應(yīng)用。本階段結(jié)合GIS平臺(tái)和BIM竣工模型以B/S模式進(jìn)行項(xiàng)目管理平臺(tái)建設(shè)，通過(guò)此平臺(tái)監(jiān)理方、建設(shè)方、設(shè)計(jì)者、管理者等均可進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)的管理，并可通過(guò)視頻監(jiān)控等手段隨時(shí)了解項(xiàng)目的進(jìn)度、施工質(zhì)量、技術(shù)安全等方面的問(wèn)題。也可通過(guò)該平臺(tái)，即時(shí)了解、查詢、統(tǒng)計(jì)整條線路需關(guān)心的問(wèn)題，通過(guò)BIM進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)等，指導(dǎo)施工。由于鐵路為線狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)GIS可準(zhǔn)確定位到相關(guān)的施工工點(diǎn)，并可查詢到工點(diǎn)需要關(guān)心的所有信息。

4、鐵路運(yùn)維階段的BIM+GIS應(yīng)用。在鐵路項(xiàng)目中，一般是建立BIM+GIS的鐵路設(shè)施資產(chǎn)及運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用竣工BIM模型，將設(shè)施資產(chǎn)管理與設(shè)備運(yùn)維管理集成到三維可視化平臺(tái)，并結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將各設(shè)備的使用情況納入到系統(tǒng)的管理范圍，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管理。鑒于鐵路線狀的特點(diǎn)，該系統(tǒng)平臺(tái)采用GIS管理平臺(tái)。

總之，要進(jìn)行BIM全生命周期的應(yīng)用，BIM需與GIS相結(jié)合，這也是目前研究的熱點(diǎn)。但由于目前相關(guān)條件還不成熟，在將來(lái)一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，這也是迫切需要解決的難題。只有解決了這個(gè)難題，未來(lái)在鐵路上的BIM應(yīng)用才能打破“數(shù)字孤島”，BIM數(shù)據(jù)從設(shè)計(jì)到施工、運(yùn)維等階段方可全線拉通，便可進(jìn)行鐵路BIM全生命周期的應(yīng)用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]歐特克.BIM技術(shù)在軌道交通中的應(yīng)用——打造數(shù)字化地鐵站，摘自EaBIM-中國(guó)BIM第一門(mén)戶

[2]祝嘉.在城市軌道交通建設(shè)項(xiàng)目中應(yīng)用BIM技術(shù)的設(shè)想。建筑經(jīng)濟(jì)，2008-12增刊：10-7～10-10

[3]楊國(guó)華.某地鐵線的BIM+GIS系統(tǒng)規(guī)劃探討，摘自EaBIM-中國(guó)BIM第一門(mén)戶