鐵路接觸網(wǎng)全生命周期中BIM技術(shù)的應(yīng)用探析

摘 要：針對鐵路接觸網(wǎng)全生命周期中BIM技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，闡述了 BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，探討了BIM在鐵路接觸網(wǎng)全生命周期中各個階段的應(yīng)用，分別為：主要設(shè)計階段，施工階段，運營維護(hù)階段等的應(yīng)用。最后總結(jié)了BIM接觸網(wǎng)全壽命周期實施技術(shù)路線，主要有：設(shè)計階段、施工階段、運維階段。希望通過對這些內(nèi)容的分析，能夠為鐵路接觸網(wǎng)全生命周期中BIM技術(shù)的應(yīng)用提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：鐵路接觸網(wǎng)；全生命周期；BIM技術(shù)

中圖分類號：U225 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）14-0068-02

鐵路接觸網(wǎng)在牽引供電系統(tǒng)中是一種重要組成設(shè)施，能夠較為持續(xù)和穩(wěn)定的向電力機(jī)車中提供引電能功能，其設(shè)計質(zhì)量、高精度設(shè)計、施工等，在牽引供電系統(tǒng)，甚至整個電氣化鐵路中均是重要前提。以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，實施相應(yīng)的三維技術(shù)，能夠促使設(shè)計效率、設(shè)計精度以及設(shè)計質(zhì)量等得到顯著提升。BIM技術(shù)被廣泛應(yīng)用在鐵路工程中，部分工程項目已經(jīng)對BIM技術(shù)應(yīng)用在設(shè)計工作中，由此可見，BIM技術(shù)的優(yōu)勢逐漸凸顯。

1 BIM技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

BIM技術(shù)中的核心，主要是在計算機(jī)當(dāng)中，建立起相應(yīng)的虛擬三維，同時賦予模型相對完整、和實際情況相一致的工程信息庫，其中存在幾何信息，并且也存在非幾何信息。將BIM技術(shù)應(yīng)用在接觸網(wǎng)設(shè)計的優(yōu)勢中，充分體現(xiàn)在以下幾個方面：

BIM技術(shù)的應(yīng)用，對于接觸網(wǎng)工程設(shè)計方案帶來了極大的便利，對三維模型進(jìn)行應(yīng)用，能夠促使接觸網(wǎng)實體之間和外部的關(guān)系進(jìn)行充分展示，同時還能夠直觀的展示相應(yīng)設(shè)計方案，例如在隧道口布置避雷線，也可以使用二維設(shè)計方式，促使避雷線、其他附加導(dǎo)線的空間關(guān)系得到充分展示，這就有可能會導(dǎo)致分析困難，對三維模型進(jìn)行應(yīng)用，還能夠促使隧道口附加導(dǎo)線布置和設(shè)計方案得以充分體現(xiàn)。

使用BIM技術(shù)，可以將接觸網(wǎng)的實體當(dāng)成是BIM模型中的基本圖形元素，在對接觸網(wǎng)進(jìn)行具體設(shè)計過程中，也就是對接觸網(wǎng)構(gòu)件空間位置和相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行不斷確定，然后全面使用可視化方式進(jìn)行具體設(shè)計。其中，接觸網(wǎng)BIM模型當(dāng)中存在的構(gòu)件，促使數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)以及智能互動得以實現(xiàn)。

把BIM應(yīng)用在接觸網(wǎng)當(dāng)中，可以對接觸網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同設(shè)計。使用傳統(tǒng)二維設(shè)計模式，能夠?qū)佑|網(wǎng)平面布置設(shè)計和裝配設(shè)計，也可以和其他專業(yè)之間進(jìn)行設(shè)計和配合，這就容易出現(xiàn)不協(xié)調(diào)情況。因此需要花費大量人力和時間，針對圖紙進(jìn)行進(jìn)一步審查。對BIM技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用之后，可以實現(xiàn)不同專業(yè)、不同設(shè)計人員，在同一個BIM模型上進(jìn)行協(xié)調(diào)以及系統(tǒng)設(shè)計。而對于協(xié)同設(shè)計、可視化分析等，能夠快速解決具體設(shè)計中的不同協(xié)調(diào)問題。例如在接觸網(wǎng)下錨安裝和橋康聲屏障安裝之間的沖突現(xiàn)象等。在BIM模型當(dāng)中，有構(gòu)件中具備的不同信息，這就為性能的分析帶來了重要條件。以BIM技術(shù)創(chuàng)建的接觸網(wǎng)模型作為基礎(chǔ)性內(nèi)容，這時則可以使用相應(yīng)的專業(yè)軟件，對其性能進(jìn)行進(jìn)一步分析，其中有基礎(chǔ)、支柱荷載等方面的計算。而對于這些分析而言，全部是可視化的，可以在三維環(huán)境下，促使分析結(jié)果得到直觀的展示。此外，還可以結(jié)合外部環(huán)節(jié)作出進(jìn)一步分析，通過這種方式為相應(yīng)設(shè)計方案的最后確定提供相應(yīng)保障。

2 BIM在鐵路接觸網(wǎng)全生命周期中各個階段的應(yīng)用

接觸網(wǎng)各個階段應(yīng)用BIM技術(shù)，所建立的BIM模型需對BIM模型全生命周期不同階段的應(yīng)用進(jìn)行充分分析，借助BIM模型中含有的信息進(jìn)行協(xié)同，促使各個階段的信息活動相對有效的傳遞。除了發(fā)現(xiàn)直接觸碰之外，使用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢測過程中，還能夠有效發(fā)現(xiàn)軟性碰撞。

2.1 主要設(shè)計階段

首先是針對科研設(shè)計階段，技術(shù)人員使用可視化，針對接觸網(wǎng)設(shè)計方案作出對比和優(yōu)化，此后使用參數(shù)化，針對接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)的性能以及相關(guān)方案進(jìn)行進(jìn)一步分析。對接觸網(wǎng)設(shè)計過程中不同數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計。在實施施工圖設(shè)計過程中，可以使用BIM模型針對接觸網(wǎng)施工圖做出進(jìn)一步深化。然后借助參數(shù)化，提高接觸網(wǎng)設(shè)計出圖效率。還需對接觸網(wǎng)當(dāng)中的不同數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確統(tǒng)計和計算。此后使用BIM模型實施三維可視化設(shè)計交底。

2.2 施工階段

對施工進(jìn)度進(jìn)行管理，借助參數(shù)化關(guān)聯(lián)施工進(jìn)度數(shù)據(jù)，對相關(guān)模型進(jìn)行應(yīng)用，充分表達(dá)使用進(jìn)度情況。對物料進(jìn)行跟蹤管理，因為接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，擁有多種零部件，主要有支撐零件、懸吊零件和連接零件的呢個。針對不同形式的接觸網(wǎng)零部件進(jìn)行編碼，編碼內(nèi)容主要有類型、規(guī)格和廠家等。該種編碼在具體施工中實際物資二維碼標(biāo)簽之間相互結(jié)合，從而為相應(yīng)施工現(xiàn)場物料配置帶來相對有效的信息，方便相應(yīng)管理人員對物料進(jìn)行進(jìn)一步管理和跟蹤。

此外，還需對接觸網(wǎng)工藝進(jìn)行詳細(xì)指導(dǎo)，參數(shù)化進(jìn)行精確定位，此后借助模擬方式對施工做出進(jìn)一步指導(dǎo)，其中接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性特點，為了進(jìn)一步防止相應(yīng)施工人員對施工圖的誤解，對施工進(jìn)行直觀的指導(dǎo)，建立三維模型，結(jié)合施工要求針對重點設(shè)備以及特殊區(qū)段安裝施工實時相應(yīng)現(xiàn)場模擬，這對于預(yù)想、發(fā)現(xiàn)方案缺漏提供一定幫助。同時還能夠幫助施工人員了解施工流程，進(jìn)一步提升施工質(zhì)量。

2.3 運營維護(hù)階段

借助BIM信息整合特點，對接觸網(wǎng)的不同階段中的不同信息進(jìn)行整合，到BIM模型中，針對設(shè)備材料信息集成，最終實現(xiàn)對信息的快速查詢和不同信息的統(tǒng)計。使用BIM技術(shù)當(dāng)中的3D可視化功能，針對接觸網(wǎng)當(dāng)中的信息，通過可視化方式直觀的表達(dá)出來，BIM模型作為主要設(shè)備管理可視化工具，最終實現(xiàn)對設(shè)備的可視化運維管理。

首先是對設(shè)備管理BIM的應(yīng)用，通過參數(shù)化，促使接觸網(wǎng)材料設(shè)備得到精確管理。同時還可以借助可視化功能，對接觸網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步定位，通過參數(shù)化方式，對接觸網(wǎng)設(shè)備中的維修數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格管理。使用空間管理BIM，能夠借助可視化功能，對接觸網(wǎng)空間進(jìn)行進(jìn)一步?jīng)Q策。應(yīng)用資源管理BIM，使用參數(shù)化，對接觸網(wǎng)材料設(shè)備做出進(jìn)一步精確和統(tǒng)計。

3 BIM接觸網(wǎng)全壽命周期實施技術(shù)路線

3.1 設(shè)計階段

當(dāng)下，參數(shù)和鐵路設(shè)計中的各專業(yè)均存在專門的輔助設(shè)計軟件，但是在具體設(shè)計過程中，均存在專門的輔助設(shè)計軟件，具體設(shè)計過程中和最終設(shè)計結(jié)果，使用的都是傳統(tǒng)二維平面圖形，對這一方式進(jìn)行應(yīng)用，和人類認(rèn)知思維習(xí)慣不相適應(yīng)，效率也比較低。人們可以使用BIM技術(shù)，進(jìn)一步促使設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量得到提升。

3.2 施工階段

施工人員對接觸網(wǎng)進(jìn)行具體施工之前，需結(jié)合不同項目的接觸網(wǎng)工程實際IQ那個卡UN個、項目組織方式以及項目工期要求等，對接觸網(wǎng)工程施工階段的BIM實施方案進(jìn)行編制。具體施工階段，可以建立起B(yǎng)IM模型和工程信息，該內(nèi)容可以在運用維護(hù)階段的信息化管理中應(yīng)用，為了進(jìn)一步實現(xiàn)項目設(shè)計、施工、運營管理數(shù)據(jù)交換、共享等方面。設(shè)計了相應(yīng)技術(shù)路線，該路線圖如圖2所示。

3.3 運維階段

以BIM為基礎(chǔ)，逐漸顯示建筑運維管理系統(tǒng)。將BIM技術(shù)和運維管理相互結(jié)合，針對模擬運行、數(shù)據(jù)記錄、設(shè)備調(diào)試和故障排除等，均存在積極影響，為建設(shè)項目運營維護(hù)帶來不同技術(shù)支持信息。

4 結(jié)束語

對BIM技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，對于接觸網(wǎng)的設(shè)計具有重要意義。通過BIM技術(shù)單一接觸網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計，存在操作可視化、信息完備、信息協(xié)調(diào)等優(yōu)勢。如今，BIM技術(shù)在鐵路中應(yīng)用和發(fā)展，其設(shè)計、施工、運維應(yīng)用逐漸深入，促使其應(yīng)用優(yōu)勢得到進(jìn)一步突出。

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收稿日期：2018-4-13

作者簡介：江孟寧（1983-），男，助理工程師，本科，主要從事牽引供電專業(yè)運行及維修管理工作。