BIM技術(shù)在鐵路信號(hào)工程的應(yīng)用

盧佳

【摘 ?要】近年來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展也有了很大的進(jìn)步。信號(hào)系統(tǒng)包括信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)、列控系統(tǒng)、調(diào)度指揮系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)按照設(shè)備的空間位置可分為室內(nèi)和室外2部分，室內(nèi)設(shè)計(jì)包含信號(hào)機(jī)械室和信號(hào)機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備布置和線纜連接;室外設(shè)計(jì)包括信號(hào)機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)、絕緣節(jié)和軌道電路等軌旁設(shè)備的布置和線纜連接?，F(xiàn)階段信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)品交付，主要以CAD平面圖和相關(guān)文字說(shuō)明描述為主。由于信號(hào)設(shè)備眾多、各個(gè)子系統(tǒng)間連線復(fù)雜，這種利用抽象信息表達(dá)的產(chǎn)品交付方式，容易造成設(shè)計(jì)方和施工方、設(shè)計(jì)方和建設(shè)方，以及設(shè)計(jì)方和廠家之間的理解偏差，極易出現(xiàn)“錯(cuò)、漏、碰、缺”等問(wèn)題，影響施工進(jìn)度。

【關(guān)鍵詞】BIM技術(shù);鐵路信號(hào)工程;應(yīng)用

引言

隨著科學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)水平的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)工程技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前社會(huì)的需求，各個(gè)行業(yè)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，而B(niǎo)IM技術(shù)就是當(dāng)前一種非常先進(jìn)的現(xiàn)代化技術(shù)。因此，為了可以更好的提高鐵路信號(hào)工程水平以及質(zhì)量，有必要對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的分析，進(jìn)而從根本上推動(dòng)我國(guó)鐵路工程的發(fā)展進(jìn)程。

1BIM技術(shù)的簡(jiǎn)介

BIM技術(shù)主要是指信息模型，對(duì)施工信息三維化，對(duì)設(shè)計(jì)成果的可視化展示，尤其在鐵路信號(hào)工程中，利用BIM技術(shù)模擬信號(hào)設(shè)備的安裝及布線，可以在鐵路信號(hào)的施工初始階段中發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，指導(dǎo)施工，有利于提高保證工程整體施工質(zhì)量;利用BIM技術(shù)，可以構(gòu)建數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)資源共享;通過(guò)BIM技術(shù)建立數(shù)字模型，可以達(dá)到設(shè)計(jì)施工一體化的效果，并通過(guò)分析和研究，不斷地對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整。

2BIM技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

BIM（建筑信息化模型）是一個(gè)完備的信息模型，能夠?qū)⒐こ添?xiàng)目在全壽命周期中各個(gè)不同階段的工程信息、過(guò)程和資源集成在一個(gè)模型中，方便工程各參與方的使用。BIM不是簡(jiǎn)單的將數(shù)字信息進(jìn)行集成，而是一種數(shù)字信息的應(yīng)用，可以用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化方法。BIM能夠利用創(chuàng)建好的模型提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，獲取、分析工程量成本數(shù)據(jù)，并為施工建造全過(guò)程提供技術(shù)支撐。將BIM技術(shù)應(yīng)用于信號(hào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)維中具有如下優(yōu)勢(shì)。1）實(shí)現(xiàn)信號(hào)設(shè)計(jì)交付產(chǎn)品的直觀性和運(yùn)維的可視化管理。精細(xì)化的BIM模型，反映的是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)際規(guī)格尺寸、外形特征及內(nèi)部構(gòu)造，具有接近實(shí)際的逼真度和可視化效果，在指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)的可視化管理方面，發(fā)揮了重要作用。2）實(shí)現(xiàn)設(shè)備的碰撞檢查。包括專業(yè)內(nèi)部設(shè)備的碰撞檢查和專業(yè)間設(shè)備的碰撞檢查。專業(yè)內(nèi)部設(shè)備的碰撞檢查，可有效解決信號(hào)專業(yè)內(nèi)部設(shè)備之間的重疊或空間位置不足等問(wèn)題;專業(yè)間設(shè)備的碰撞檢查，可有效解決專業(yè)間設(shè)備的位置沖突，保證專業(yè)間設(shè)計(jì)的協(xié)同性，避免專業(yè)沖突帶來(lái)的二次修改和返工。

3優(yōu)化措施分析研究

3.1提高勞動(dòng)效率

工程建設(shè)離不開(kāi)施工人員，但是，由于人力的工作效率有限，專業(yè)水平以及技能也非常有限，因此，工程建設(shè)過(guò)程中難免會(huì)遇到各類問(wèn)題，延緩了的工程施工進(jìn)度。BIM技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)可以對(duì)項(xiàng)目工程以及施工設(shè)備建立模型。利用BIM技術(shù)模擬室外溝槽徑路，可以給工作人員呈現(xiàn)出一個(gè)完整直觀的具體影像。在鐵路信號(hào)施工工程中，對(duì)于相關(guān)信號(hào)設(shè)備進(jìn)行模型的組建，以三維的模式進(jìn)行施工成果轉(zhuǎn)接，最大化地統(tǒng)一工程交接驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，確保具體施工工藝符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。同時(shí)，由于設(shè)計(jì)成果交接的可視化及合理規(guī)劃布線，大大降低了成本與減少設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中疏漏，便于隨時(shí)更改以及優(yōu)化線路。利用BIM技術(shù)的可視化特性和創(chuàng)建模型，可實(shí)現(xiàn)施工圖的可視化技術(shù)交底，合理的與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行銜接，相關(guān)人員可以隨時(shí)隨地的將一些與鐵路信號(hào)工程相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息及時(shí)輸入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，也可以對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)的施工情況進(jìn)行模擬，可以有效對(duì)勞動(dòng)效率進(jìn)行提升。

3.2線路優(yōu)化

為避免施工過(guò)程中信號(hào)機(jī)械室線路交叉、重疊，以及預(yù)留走線口過(guò)小或過(guò)大等問(wèn)題，通過(guò)ABD軟件平臺(tái)對(duì)BIM設(shè)計(jì)中的線路模型進(jìn)行碰撞實(shí)驗(yàn)，并自動(dòng)導(dǎo)出碰撞結(jié)果電子清單。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，南倉(cāng)下行駝峰信號(hào)機(jī)械室的碰撞點(diǎn)：下走線間的碰撞點(diǎn)48處，上走線間的碰撞點(diǎn)21處，機(jī)柜模型與線間的碰撞點(diǎn)14處，底座模型與線間的碰撞點(diǎn)16處，下走線架與線間的碰撞點(diǎn)8處，上走線槽與線間的碰撞點(diǎn)6處。所有碰撞點(diǎn)中，以典型的預(yù)留走線口過(guò)小及線路沖突為例。根據(jù)碰撞實(shí)驗(yàn)結(jié)果，與設(shè)計(jì)者逐項(xiàng)核對(duì)，在遵循設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，滿足施工要求的基礎(chǔ)上予以修正，解決了施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的預(yù)留走線口過(guò)小及線路沖突問(wèn)題。

3.3為運(yùn)營(yíng)單位維護(hù)提供便利

在我國(guó)實(shí)際的發(fā)展過(guò)程中，鐵路信號(hào)設(shè)備的穩(wěn)定性非常高，很多技術(shù)已經(jīng)趨近于成熟，并且配備有記錄監(jiān)測(cè)等多種輔助設(shè)備。然而，由于記錄監(jiān)測(cè)輔助設(shè)備之間的信息存在不共享的情況，使得只能單一的對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督，對(duì)于涉設(shè)備故障的預(yù)測(cè)以及定性等還不能實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，在具體的鐵路信號(hào)工程建設(shè)過(guò)程中，針對(duì)設(shè)備的維護(hù)和檢修，很多時(shí)候都需要依靠人工進(jìn)行檢驗(yàn)，不僅工作效率不高，其維護(hù)成本還非常高。通常，在具體的鐵路檢修工作進(jìn)行階段，列車在白天的運(yùn)行中，相關(guān)人員不能上道檢修，只能在夜間的“天窗”期間進(jìn)行維修。并且，處于對(duì)列車行駛的安全性以及穩(wěn)定性考慮，值班人員不能隨意進(jìn)入到機(jī)械室，所以，這些弊端以及問(wèn)題的存在，也很大程度上為路局維護(hù)工作的開(kāi)展帶來(lái)了難度。而通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)應(yīng)用，就能夠?qū)@些問(wèn)題進(jìn)行緩解。①在工程建設(shè)中，BIM技術(shù)通過(guò)三維數(shù)字化技術(shù)建立信號(hào)設(shè)備模型，再結(jié)合GIS系統(tǒng)與隧道以及橋梁等構(gòu)建BIM模型，有效對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題以及故障進(jìn)行了預(yù)測(cè)，方便事前制定處理方案，有利于維修工作效率的提升。②利用BIM技術(shù)可視化特點(diǎn)，可以進(jìn)行信號(hào)系統(tǒng)建模，能夠在第一時(shí)間對(duì)各個(gè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督，了解以及明確信號(hào)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，再通過(guò)數(shù)據(jù)分析，合理掌握到設(shè)備故障位置以及故障類型，從而可以有針對(duì)性的制定故障處理方案，在一定程度上為相關(guān)人員的維修提供了便利。

結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)鐵路建設(shè)行業(yè)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，在具體的鐵路信號(hào)工程建設(shè)期間，人們對(duì)于工程質(zhì)量的關(guān)注程度也越來(lái)越高。因此，為了可以更好的為我國(guó)鐵路信號(hào)工程發(fā)展提供依據(jù)，在今后的信號(hào)工程建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)該強(qiáng)化對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用，利用信息技術(shù)手段對(duì)信號(hào)工程進(jìn)行直觀、精準(zhǔn)、科學(xué)的建設(shè)，從根本上對(duì)工作效率進(jìn)行提升，對(duì)施工成本進(jìn)行節(jié)約，對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行提高。將BIM技術(shù)與鐵路信號(hào)施工組織相結(jié)合，應(yīng)用可視化管理工程項(xiàng)目的思路，從經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫(kù)中提取以往工程項(xiàng)目中的信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)，利用線條式工具構(gòu)建各類三維立體的實(shí)物仿真模型組合，完成不同專業(yè)的BIM技術(shù)的信號(hào)模型設(shè)計(jì);總結(jié)工程施工的應(yīng)用框架和實(shí)施方案，分析基于BIM技術(shù)輔助信號(hào)施工管理的優(yōu)勢(shì)，并以南倉(cāng)下行駝峰信號(hào)機(jī)械室改造為研究對(duì)象，開(kāi)展探索性應(yīng)用研究，進(jìn)一步驗(yàn)證BIM技術(shù)在鐵路信號(hào)施工過(guò)程中的應(yīng)用價(jià)值。BIM技術(shù)的應(yīng)用可為鐵路信號(hào)施工帶來(lái)效益，是鐵路信號(hào)施工管理發(fā)展到一定程度的必然要求。但受模型精度條件限制，BIM技術(shù)在鐵路信號(hào)施工的應(yīng)用仍有很大提升空間。數(shù)據(jù)是提高BIM模型精度的必要條件，也是工程信息傳遞及共享的唯一載體。因此下一步將以積累信號(hào)工程數(shù)據(jù)，增加構(gòu)件庫(kù)容量，提高BIM技術(shù)的鐵路信號(hào)模型精度作為研究重點(diǎn)。

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（作者單位：中國(guó)鐵路北京局集團(tuán)有限公司天津電務(wù)段）