基于BIM的營業(yè)線站改施工計劃編制和管理的探討

楊 凱 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司調(diào)度所

近年來，隨著鐵路基礎(chǔ)建設(shè)快速發(fā)展，高鐵“八縱八橫”運輸網(wǎng)逐步形成。鐵路建設(shè)的快速發(fā)展對營業(yè)線施工安全提出了更高的要求，同時對既有車站的運輸能力也提出了更高的需求，因此伴隨鐵路建設(shè)的發(fā)展，既有鐵路車站改造也遍地開花。既有站場改造是一項綜合性、復(fù)雜性的系統(tǒng)工程，運輸和安全壓力大，施工計劃編制難度大，風(fēng)險高。本文主要探討通過引入新技術(shù)來加強施工計劃編制質(zhì)量，提高施工組織的安全系數(shù)，創(chuàng)新施工計劃管理模式。

1 營業(yè)線站改施工的特點及現(xiàn)狀

1.1 站改施工復(fù)雜程度高，施工計劃編制難度大

營業(yè)線既有站場改造施工主要是指在不中斷運輸組織的條件下對既有車站進(jìn)行線路、信號、通信及接觸網(wǎng)的改造，目的是提高車站的作業(yè)能力，增加區(qū)段的通過能力。主要有以下特點：一是影響設(shè)備多，對運輸干擾大；二是施工中人員機具較多，對運輸安全壓力大；三是開通即運營，對設(shè)備一次性成品的要求高。

目前站改施工計劃的編制主要是繼承傳統(tǒng)的人工+2D圖紙的模式，施工計劃的質(zhì)量主要依賴工程師的素質(zhì)和能力，沒有更加先進(jìn)的措施對計劃進(jìn)行把控。雖然現(xiàn)有的施工計劃管理系統(tǒng)，大大提高了計劃編制的便利性和安全性，但在基于新技術(shù)的平臺上，強化施工計劃管理仍然有很大的探索空間。不僅如此探索新技術(shù)提升管理水平確保運輸安全也是貫徹國鐵集團(tuán)安全管理“人防、物防、技防”的機制要求。

1.2 站改施工安全壓力大，風(fēng)險高

站場改造施工是一個多工種，多專業(yè)，多部門結(jié)合的綜合性、復(fù)雜性工程，涉及車務(wù)、機務(wù)、工務(wù)、電務(wù)、車輛、供電及房建各個專業(yè)，多數(shù)情況下施工單位也不止一家，結(jié)合部非常多，協(xié)調(diào)難度大。比如站前線路工程和站后信號接觸網(wǎng)工程之間工期的矛盾等。

1.3 涉鐵施工管理力量不足

施工單位的技術(shù)管理人員中了解鐵路運輸規(guī)律和特點的技術(shù)人員太少，在實際的營業(yè)線施工管理中，施工單位經(jīng)常提報大面積影響運輸實際的施工組織方案和施工計劃，既影響正常施工進(jìn)度，而且對鐵路運輸安全也帶來了很大的隱患。不僅如此，現(xiàn)場作業(yè)人員基本上都是民工為主，雖然都經(jīng)過培訓(xùn)合格上崗，但實際的人員素質(zhì)仍然參差不齊，施工質(zhì)量也就差強人意了。

2 BIM技術(shù)的定義和特點

BIM（Building Information Modeling）技術(shù)是一種應(yīng)用于工程設(shè)計、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，通過對建筑的數(shù)據(jù)化、信息化模型整合，在項目策劃、運行和維護(hù)的全生命周期過程中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對。目前主要應(yīng)用在建筑工程當(dāng)中，對比營業(yè)線站改施工和建筑工程的特點，將BIM技術(shù)引入營業(yè)線站改施工，具有以下特點及應(yīng)用優(yōu)勢。

2.1 立體化、可視化

BIM技術(shù)的一個直觀的特點就是由傳統(tǒng)的2D圖紙升級為3D立體可視模型。利用這一特點可將既有站場圖進(jìn)行三維立體模擬，對施工前后改造變化的部分進(jìn)行分拆演示，這樣可以大大提高作業(yè)人員和管理人員對現(xiàn)場的掌控力度，提高管理質(zhì)量。

2.2 協(xié)調(diào)性、優(yōu)化性

協(xié)調(diào)是工程施工組織中的重點內(nèi)容，不管是施工單位，還是業(yè)主及設(shè)計單位，都在做著協(xié)調(diào)及相配合的工作。工程施工中經(jīng)常會遇到因為溝通不到位，導(dǎo)致各個專業(yè)之間的施工出現(xiàn)沖突。比如電務(wù)或通信的光電纜鋪設(shè)路徑與工務(wù)或接觸網(wǎng)基坑位置之間的矛盾和沖突，在實際施工中時有發(fā)生。BIM的協(xié)調(diào)性服務(wù)就可以幫助處理這種問題，也就是說BIM建筑信息模型可在建筑物建造前期對各專業(yè)的碰撞問題進(jìn)行協(xié)調(diào)，生成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，并提供出來。

2.3 模擬性

模擬性并不是只能模擬設(shè)計出的工程模型，還可以模擬不能夠在真實世界中進(jìn)行操作的事物。在方案制定階段和施工計劃編制前期可以對施工關(guān)鍵性工程進(jìn)行模擬實驗，而更為關(guān)鍵的是通過BIM技術(shù)可以進(jìn)行施工進(jìn)度模擬和施工組織模擬。

2.3.1 施工進(jìn)度模擬

將營業(yè)線站改施工按工程進(jìn)度和每一階段的運輸組織方案制定施工進(jìn)度計劃，通過BIM技術(shù)將空間信息與時間信息整合在一個可視的4D（3D+Time）模型中，可以直觀、精確地反映整個站改工程的施工過程。通過這種4D施工模擬技術(shù)不僅能直觀的掌握施工進(jìn)度和運輸設(shè)備變化情況，而且能更加準(zhǔn)確的分析和判斷施工對運輸組織的影響，并制定更加全面細(xì)致的運輸組織方案，充分體現(xiàn)出運輸與施工兼顧的原則。比如在編組站改造施工中，由于施工進(jìn)度的影響，需要對某各一站場進(jìn)行半場封鎖或局部封鎖，涉及運輸組織調(diào)整，列車徑路調(diào)整的工作量非常大，通過這一技術(shù)進(jìn)行運輸場景模擬，可以很好的對站場的運輸組織情況及列車徑路進(jìn)行模擬和復(fù)制，為施工方案制定和施工計劃編制提供可靠保障。

2.3.2 施工組織模擬

施工組織是對施工活動實行科學(xué)管理的重要手段，它決定了各階段的施工準(zhǔn)備工作內(nèi)容，協(xié)調(diào)了施工過程中各施工單位、各施工工種、各項資源之間的相互關(guān)系。通過BIM技術(shù)的應(yīng)用可以對項目的重點或難點部分進(jìn)行可建性模擬，對施工難點及重要環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。也可以利用BIM技術(shù)結(jié)合施工組織計劃和方案進(jìn)行預(yù)演以提高施工計劃的可行性。在大型的站改施工中，涉及的專業(yè)和工種多，影響范圍大，前期的施工計劃和方案編制的質(zhì)量多依賴于工程師的個人素質(zhì)和能力，通過傳統(tǒng)的二維CAD圖紙進(jìn)行施工計劃和運輸方案的編制，其中的安全風(fēng)險不可小覷，同時施工組織人員對施工計劃和方案的理解也存在差異，在已發(fā)生的施工安全事故中，因站改引起的事故不在少數(shù)。

3 展望和構(gòu)想

針對施工計劃管理的難點和施工組織的安全風(fēng)險，充分利用BIM技術(shù)的優(yōu)勢，將兩者進(jìn)行有機結(jié)合，在方案和計劃編制初期通過該技術(shù)對施工過程以及運輸組織方式進(jìn)行模擬和預(yù)演，提前摸排并解決施工和運輸安全之間的矛盾和沖突，為施工計劃的正確編制提供可靠的技術(shù)保障。具體有以下兩點構(gòu)想：

（1）施工方案編制前期施工單位應(yīng)當(dāng)提前與鐵路局營業(yè)線施工管理部門進(jìn)行對接，利用BIM技術(shù)對施工過程和運輸組織調(diào)整方案進(jìn)行推演，對涉及重大設(shè)備變化及行車方式變化的施工計劃進(jìn)行模擬預(yù)演，有針對性的制定運輸調(diào)整方案和編制營業(yè)線施工計劃。

（2）通過BIM技術(shù)的應(yīng)用將“施工流程網(wǎng)絡(luò)圖”進(jìn)行3D立體模擬，更加直觀的呈現(xiàn)施工組織過程。施工流程網(wǎng)絡(luò)圖是營業(yè)線施工組織的一個重要的工具，營業(yè)線施工必須在行車部門揭掛施工流程網(wǎng)絡(luò)圖，實踐證明揭掛施工流程網(wǎng)絡(luò)圖可以很大程度上確保施工的安全正點。由此可以預(yù)見，若在施工組織預(yù)備會和點名會上利用3D立體模擬后的施工流程網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行施工流程預(yù)演，施工組織人員和行車組織人員對施工流程的掌握將會更為直觀和容易，施工安全正點率將會進(jìn)一步提高。

4 結(jié)束語

BIM技術(shù)基本上是一個比較成熟的技術(shù)，工程上應(yīng)用也比較廣，但在營業(yè)線施工中還鮮有應(yīng)用。通過引入這種新的技術(shù)平臺可以突破營業(yè)線施工計劃編制的傳統(tǒng)模式，在施工管理思路和作業(yè)模式上進(jìn)行創(chuàng)新。不僅提高營業(yè)線站改施工計劃的編制質(zhì)量，確保施工組織安全的同時，同時也是貫徹國鐵集團(tuán)所倡導(dǎo)的“人防、物防、技防”的安全管理機制的重要體現(xiàn)?？梢灶A(yù)見，該技術(shù)的應(yīng)用也將會是我們營業(yè)線施工計劃管理的一個新的突破。