BIM技術(shù)在鐵路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用淺析

胡瑞龍

BIM技術(shù)在鐵路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用淺析

胡瑞龍

中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100088

近年來(lái)，隨著我國(guó)鐵路建設(shè)的飛速發(fā)展，鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的科技水平相應(yīng)地得到了快速的發(fā)展。這就要求各參與設(shè)計(jì)施工的單位和專業(yè)團(tuán)隊(duì)之間配合得更加緊密、更加通暢。這就需要改變以往那種單純依靠設(shè)計(jì)圖紙來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的方式，需要運(yùn)用更加先進(jìn)、更加智能化的信息化手段來(lái)進(jìn)行溝通和協(xié)作，從而避免因溝通不暢造成的時(shí)間和材料的浪費(fèi)，提高各專業(yè)團(tuán)隊(duì)之間的配合熟練度。因此，能夠極大地提高不同團(tuán)隊(duì)之間信息互換和共享的BIM技術(shù)就顯示出了它非常大的作用，已日益成為鐵路建設(shè)中的主流技術(shù)應(yīng)用。

BIM技術(shù)；鐵路建設(shè)；信息化

1 BIM技術(shù)簡(jiǎn)介

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型），最早應(yīng)用在建筑領(lǐng)域，是指在建筑物設(shè)計(jì)建設(shè)的整個(gè)過(guò)程中，通過(guò)技術(shù)手段為不同團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建一個(gè)信息共享的平臺(tái)，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)同的效率。現(xiàn)在在鐵路建設(shè)中也開始推廣應(yīng)用，為鐵路建設(shè)發(fā)揮了重要的作用，但還沒(méi)有在建筑領(lǐng)域應(yīng)用得那么廣泛。

2 BIM技術(shù)在鐵路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 綜合管線碰撞檢測(cè)

車輛基地中的綜合管線設(shè)計(jì)板塊，因?yàn)槠渖婕暗膶I(yè)面非常廣，所含的信息量異常龐雜，可以說(shuō)是車輛基地中最具有技術(shù)含量的工作，也是最能體現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量水平的工作之一。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)作業(yè)中，應(yīng)分別對(duì)3個(gè)專業(yè)領(lǐng)域（水、暖、電）進(jìn)行施工。因?yàn)楦鲗I(yè)領(lǐng)域設(shè)計(jì)圖紙可能不止一張，對(duì)管線路網(wǎng)的排查檢查所耗時(shí)間可能不比布線等耗費(fèi)的時(shí)間少，在實(shí)際中平面的設(shè)計(jì)圖紙上密密麻麻的都是線條，對(duì)管線的識(shí)別和觀察比較錯(cuò)雜，往往容易掉細(xì)小的問(wèn)題和漏洞，為今后的運(yùn)行和檢修埋下隱患。運(yùn)用BIM技術(shù)后，可以通過(guò)輸入電子設(shè)計(jì)圖紙自動(dòng)生成三維立體模型，在三維立體模型中，各種線路的走向、交錯(cuò)可以非常直白地觀察到，并且還可以對(duì)模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以更好地觀察[1]。BIM技術(shù)還可以模擬出設(shè)備運(yùn)行狀況，表達(dá)出各種碰撞問(wèn)題，以便及時(shí)排查和修改設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。在后期運(yùn)行中出現(xiàn)故障時(shí)，也可以利用BIM技術(shù)進(jìn)行維修。

2.2 基于BIM的工點(diǎn)設(shè)計(jì)

BIM技術(shù)中的工點(diǎn)設(shè)計(jì)，主要指在特定的Autodesk（歐特克）軟件上，如AutoCAD、AutoCAD Civil 3D、AutoCAD Map 3D、AutoCAD Revit Architecture Suite等，對(duì)一些具體的工程和項(xiàng)目進(jìn)行工點(diǎn)的建模和設(shè)計(jì)。

（1）運(yùn)用AutoCAD Civil3D軟件進(jìn)行線路和路基設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)者可以通過(guò)AutoCAD Civil3D軟件對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行三維立體建模，在軟件中利用專業(yè)的線路布局工具，直線、曲線、弧線等進(jìn)行調(diào)整，軟件本身還能夠以動(dòng)態(tài)的形式對(duì)平面線路、橫斷面路基和總曲線高程等進(jìn)行展現(xiàn)，形成最終的三維立體模型[2]。此模型是一個(gè)有機(jī)的整體，可以實(shí)現(xiàn)智能互聯(lián)，一處改動(dòng)后整體與之關(guān)聯(lián)的線路都經(jīng)過(guò)合理科學(xué)的更改，節(jié)省大量的時(shí)間和精力。此外，此模型還可以自動(dòng)創(chuàng)建相關(guān)的圖紙集，如施工圖和各種報(bào)表等。

（2）AutoCAD Revit Architecture軟件的應(yīng)用可以根據(jù)AutoCAD Civil3D軟件創(chuàng)建的三維立體模型生成二位設(shè)計(jì)圖紙，并完成工程量的統(tǒng)計(jì)，還可以模擬出項(xiàng)目的整體效果圖。AutoCAD Revit Architecture軟件不是單獨(dú)地對(duì)每個(gè)橫切面和側(cè)切面進(jìn)行創(chuàng)建，而是從整體上對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行集中創(chuàng)建，它創(chuàng)建的依據(jù)也都是通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)生成的圖紙、表格、圖集等，完全實(shí)現(xiàn)了智能化。

（3）運(yùn)用AutoCAD Navisworks進(jìn)行三維漫游展示和四維虛擬施工模擬。主要指在前兩步的建?；A(chǔ)上，運(yùn)用AutoCAD Navisworks軟件進(jìn)行施工動(dòng)態(tài)演示。本軟件可以自動(dòng)生成4D模型，對(duì)項(xiàng)目施工過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，以供項(xiàng)目設(shè)計(jì)人員對(duì)項(xiàng)目施工方案進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)原計(jì)劃可能存在的問(wèn)題，提前預(yù)防、提前修改，節(jié)省項(xiàng)目施工成本和時(shí)間。

（4）運(yùn)用Autodesk 3DMax對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行視頻展現(xiàn)。該軟件主要是對(duì)前期設(shè)計(jì)生成的三維立體模型進(jìn)行渲染，并加以動(dòng)畫、特效等，進(jìn)而形成更具視覺(jué)沖擊力的效果渲染圖，主要用于項(xiàng)目的宣傳等。

2.3 項(xiàng)目各階段的銜接

一般來(lái)說(shuō)，立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營(yíng)等階段是鐵路項(xiàng)目的主要階段。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙方式，不能很好地銜接各主要階段的工作，保證數(shù)據(jù)等傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。在實(shí)際施工中，一旦發(fā)生實(shí)際修改，就會(huì)影響整個(gè)項(xiàng)目，之后的每一項(xiàng)工作、每一個(gè)環(huán)節(jié)都可能進(jìn)行修改，因此要保證項(xiàng)目整體的完整。如果有一項(xiàng)數(shù)據(jù)沒(méi)有進(jìn)行同步更新，那么可能會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果[3]。

BIM系統(tǒng)能夠很好地解決以上可能存在的問(wèn)題。BIM能夠?qū)㈨?xiàng)目數(shù)據(jù)生成3D模型，并且能夠動(dòng)態(tài)模擬各項(xiàng)數(shù)據(jù)、各種管線，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型在各專業(yè)團(tuán)隊(duì)之間無(wú)差別共享和傳播，能大大提高項(xiàng)目組之間的工作協(xié)同度，打破之前信息傳輸困難的問(wèn)題。

2.4 站場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理

作為鐵路貨客運(yùn)營(yíng)的中心環(huán)節(jié)和場(chǎng)所，站場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理是整個(gè)鐵路項(xiàng)目建設(shè)的重要節(jié)點(diǎn)。BIM軟件的應(yīng)用，需要在項(xiàng)目的前期就錄入站場(chǎng)建設(shè)的各種數(shù)據(jù)，如型號(hào)、單位、維修數(shù)據(jù)、列車型號(hào)、設(shè)備編號(hào)等，自動(dòng)生成BIM三維立體模型。該模型集成了該站場(chǎng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料，為今后站場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)管理提供數(shù)據(jù)和模型支持，能夠根據(jù)不同時(shí)段、不同區(qū)位信息等計(jì)算該場(chǎng)站實(shí)際的運(yùn)行模式，幫助站場(chǎng)管理人員處理客運(yùn)登記、貨運(yùn)收發(fā)、列車出入站等各項(xiàng)工作，能極大地提高站場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)管理效率[4]。

2.5 外業(yè)勘察中的BIM應(yīng)用

鐵路勘察設(shè)計(jì)的主要勘察內(nèi)容包括初步勘察測(cè)控、定測(cè)。鐵路外業(yè)勘察工作同樣是對(duì)鐵路進(jìn)行設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。雖然開展外業(yè)勘察時(shí)，無(wú)法對(duì)鐵路建筑內(nèi)部進(jìn)行深入設(shè)計(jì)，但是以上兩項(xiàng)工作重點(diǎn)是對(duì)方案進(jìn)行明確、收集資料等，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)選址和設(shè)計(jì)中發(fā)揮重要作用。因此，將BIM應(yīng)用于外業(yè)勘察，屬于BIM技術(shù)發(fā)揮自身價(jià)值的關(guān)鍵。當(dāng)前，在進(jìn)行鐵路外業(yè)勘察設(shè)計(jì)時(shí)，各項(xiàng)目間資料與勘察結(jié)果需達(dá)到實(shí)時(shí)共享的目的，即主要采用以電子形式、文檔形式為主的軟件測(cè)量類型。相關(guān)技術(shù)人員為了保證現(xiàn)場(chǎng)選址的合理性，都應(yīng)通過(guò)相互溝通和交流進(jìn)行項(xiàng)目交底工作。

3 結(jié)語(yǔ)

BIM技術(shù)作為一項(xiàng)系統(tǒng)的智能化信息集成，它的推廣使用能夠改變鐵路系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀，帶來(lái)運(yùn)營(yíng)技術(shù)的更新、運(yùn)營(yíng)效率的提升，還能轉(zhuǎn)變鐵路工作人員尤其是設(shè)計(jì)人員的思維方式，給鐵路智能化管理帶來(lái)革命的轉(zhuǎn)變和革新。鐵路作為我國(guó)一項(xiàng)重要的民生和戰(zhàn)略設(shè)施，尤其是高鐵項(xiàng)目，憑借著領(lǐng)先世界的技術(shù)已經(jīng)出口到世界多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，成為我國(guó)一張鮮明的名片，讓世界人民重新認(rèn)識(shí)了中國(guó)日益發(fā)展的高新技術(shù)。在BIM技術(shù)完全應(yīng)用的將來(lái)，我國(guó)鐵路事業(yè)的發(fā)展將會(huì)更加智能、高效，引領(lǐng)鐵路建設(shè)更加信息化和智能化，更好地服務(wù)于我國(guó)各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展。

[1]喬曉科，茍阿虎. BIM技術(shù)在鐵路地質(zhì)勘察中的應(yīng)用[J]. 建筑知識(shí)，2017，37（10）：139-140.

[2]江傳東，韓柱先. BIM技術(shù)在陽(yáng)大鐵路接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 鐵路技術(shù)創(chuàng)新，2017（1）：72-74.

[3]喻佳. 鐵路隧道設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)的應(yīng)用研究[J]. 建設(shè)科技，2017（1）：102-103.

[4]趙文武，曾紹武，趙欽，等. BIM技術(shù)在鐵路信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用研究[J]. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2017，61（1）：127-133.

Application of BIM Techonlogy in Railway Design

Hu Ruilong

CCCC Railway Consultants Group Co., Ltd., Beijing 100088

In recent years, with the rapid development of China’s railway construction, the scientific and technological level of railway infrastructure has been rapidly developed. It requires that the units and professional teams participate in the design and construction work more closely and smoothly. It requires changing the previous method of relying solely on design drawings for design. It requires the use of more advanced and more intelligent information methods to communicate and collaborate so as to avoid waste of time and materials due to poor communication. The proficiency between the various professional teams. Therefore, the BIM technology that can greatly improve information exchange and sharing between different teams has shown its great effect, and has increasingly become a mainstream technology application in railway construction.

BIM technology; railway construction; informatization

U212.2

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