BIM技術(shù)在地鐵通信信號工程中的應(yīng)用探討

韓萌

（中鐵十四局集團(tuán)電氣化工程有限公司，山東 濟(jì)南 250014）

1 BIM技術(shù)的概述

BIM技術(shù)在20世紀(jì)70年代起源于美國，由其將不同專業(yè)建筑信息用三維模式的形式表現(xiàn)出來，具有立體化、形象化的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了不同專業(yè)的不同設(shè)計(jì)，其中文名又稱建筑信息模型。BIM技術(shù)的興起，有效的避免了多種交叉型技術(shù)結(jié)合在一起產(chǎn)生的弊端問題，能夠根據(jù)地鐵真實(shí)運(yùn)營的情況及時(shí)做出調(diào)整，避免步驟繁瑣，減少了材料的使用和地鐵在運(yùn)營的過程中出現(xiàn)的誤差和損耗，給后期驗(yàn)收和安全運(yùn)營提供了方便。如今，廣泛運(yùn)用的BIM技術(shù)是以三維數(shù)字為基礎(chǔ)的建筑信息模型，不僅對增加時(shí)間參數(shù)的四維、五維，更是對高級六維基礎(chǔ)的BIM技術(shù)有很大的研究，并將其大力地推廣和使用。

2 地鐵通信信號技術(shù)的難點(diǎn)

眾所周知，當(dāng)前的地鐵施工地點(diǎn)一般都在城市的中心或者是主干道。因此地下的管線特別復(fù)雜且數(shù)量特別多，不同專業(yè)的圖紙不能集中在圖上體現(xiàn)，往往會(huì)采用二維圖紙，以至于圖紙上數(shù)據(jù)與現(xiàn)場實(shí)際數(shù)據(jù)之間存在偏差。通信信號工程作為地鐵運(yùn)行的神經(jīng)中樞，施工中涉及管線較多，導(dǎo)致線纜交叉問題較嚴(yán)重。因此，合理布置管線，避免管線交叉帶來的影響是重中之重。其次，因?yàn)锽IM技術(shù)在通信信號工程中的應(yīng)用比較少，所以，經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人才儲(chǔ)備不足，導(dǎo)致知道BIM技術(shù)應(yīng)用的人較少。對此，需要增加BIM技術(shù)專業(yè)人才的培訓(xùn)力度，并提高BIM技術(shù)專業(yè)人才的綜合素質(zhì)和專業(yè)能力，使這項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中去。

3 BIM技術(shù)的優(yōu)勢

BIM能及時(shí)地反饋地鐵通信信號建設(shè)過程中的信息，在技術(shù)設(shè)計(jì)階段可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同的效果，為施工方案制定提供了信息和方便。BIM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是具有三維渲染演示、快速算量功能和數(shù)據(jù)信息整合功能。

3.1 三維渲染模式

三維渲染模式它可以將平面cad圖紙轉(zhuǎn)化為三維數(shù)字模型，把施工圖紙中的工藝特點(diǎn)和工序進(jìn)度以及技術(shù)難點(diǎn)用三維圖像的模式呈現(xiàn)出來，完成BIM建模之后使用三維渲染，可以看到不同施工方案的對比，從而選出最佳的方案，提高了BIM建模的精確度和時(shí)效性。

3.2 快速算量功能

在施工的過程中有些項(xiàng)目預(yù)算超標(biāo)，且不精確，因此施工企業(yè)在使用BIM數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，為了快速計(jì)算出精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，可以啟用BIM數(shù)據(jù)庫中的3D數(shù)據(jù)庫，有效地控制總體施工進(jìn)度、減少施工成本、提高施工效率。

3.3 數(shù)據(jù)信息整合

在正常的施工管理過程中，數(shù)據(jù)整合是整個(gè)施工過程中難度最大的。運(yùn)用了BIM建模后不僅能夠降低施工資源的損耗，還能實(shí)現(xiàn)更精細(xì)化的施工，從一定程度上提高了資源的利用率。BIM技術(shù)因其有著可視化、可出圖性、優(yōu)化性、協(xié)調(diào)性以及模擬性等特點(diǎn)，很大程度上提高了信息量和查閱資料的效率，能夠準(zhǔn)確地表達(dá)出設(shè)計(jì)的意義所在，對地鐵項(xiàng)目的運(yùn)營管理和處置要求起到很大的幫助。

4 BIM技術(shù)在地鐵通信信號工程中的應(yīng)用

4.1 BIM技術(shù)在設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)可以在設(shè)計(jì)的過程中實(shí)現(xiàn)協(xié)同效果。在實(shí)際地鐵通信信號工程運(yùn)行過程中，不僅涉及地面上的設(shè)備和管線，地下還有很多的電纜溝槽，各種交叉管線直接影響到通信信號的正常運(yùn)營，若是設(shè)計(jì)方案不合理，容易造成各專業(yè)的施工工期延長及工程成本的增加。而在借助BIM技術(shù)后，能夠更直觀、立體、形象地了解地鐵運(yùn)營軌道、車站等多種交通，從設(shè)計(jì)階段就應(yīng)將通信信號工程和電纜溝槽、設(shè)備管線，車站的主體架構(gòu)和地下的交叉線布局建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，避免交叉線的反復(fù)使用，不但能提高施工的效率還能保證施工的安全。

4.2 BIM技術(shù)在施工階段的應(yīng)用

4.2.1 BIM技術(shù)在施工前準(zhǔn)備階段的應(yīng)用

第一，因要保證通信信號工程設(shè)計(jì)的可靠性和科學(xué)性，可以根據(jù)設(shè)計(jì)人員提供的整體建筑施工圖紙及機(jī)電管線圖紙，構(gòu)建通信信號系統(tǒng)BIM模型，并對車站站廳、站臺(tái)、設(shè)備區(qū)和各出入口進(jìn)行專業(yè)的建模工作。第二，施工責(zé)任人需要隨時(shí)知道項(xiàng)目設(shè)計(jì)的實(shí)施情況和現(xiàn)場施工進(jìn)度情況，組織相關(guān)技術(shù)人員和設(shè)計(jì)人員到工程現(xiàn)場做實(shí)際勘察，并根據(jù)勘察結(jié)果和前期匯總的線纜型號、線徑大小、長度以及起始位置等數(shù)據(jù)對線纜敷設(shè)和綁扎工程的施工工藝做BIM圖設(shè)計(jì)，繪制出一套相對完整的施工設(shè)計(jì)圖，經(jīng)項(xiàng)目部技術(shù)人員對BIM設(shè)計(jì)圖進(jìn)行審查討論，確定最終施工方案。第三，施工人員組織和技術(shù)交底。組織選用經(jīng)驗(yàn)豐富的施工人員，并大力展開BIM技術(shù)培訓(xùn)交底工作，提高施工技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)和實(shí)際操作能力。第四，因施工的各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備較多，地鐵通信信號工程必須以BIM技術(shù)進(jìn)行有效的分類和根據(jù)出場順序進(jìn)行整理，這樣不僅能保證施工的效率，還能減少施工過程中各類材料的加工作業(yè)量，從一定程度上節(jié)省了機(jī)械設(shè)備的使用成本。

4.2.2 BIM技術(shù)在施工中階段的應(yīng)用

BIM技術(shù)在施工的階段中因施工環(huán)境、管線、橋架等多種因素的變化，所以本身具有特殊性，需要根據(jù)相應(yīng)的變化采取相應(yīng)的措施。根據(jù)BIM技術(shù)通信信號工程施工所涉及的工序很多，其中每一項(xiàng)工序都扮演著極其重要的角色，環(huán)環(huán)相扣，如果前一步工序做得不到位就會(huì)直接影響到后續(xù)的施工質(zhì)量。

區(qū)間線纜的敷設(shè)。線纜開始敷設(shè)的時(shí)候要對不同型號、規(guī)格的線纜做好標(biāo)牌，以免誤用。嚴(yán)格按照BIM圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，對每種型號的線纜進(jìn)行逐一敷設(shè)，采用“粗在內(nèi)，細(xì)在外；長在內(nèi)，短在外”的放纜原則，穿越人防孔洞時(shí)，根據(jù)支架高度及人防空洞高度，統(tǒng)一采用“S”彎，保證線纜上翻及穿孔時(shí)平滑過渡且整齊美觀。如圖1所示。

圖1

圖2

機(jī)房爬架，線纜由線槽進(jìn)爬架及由爬架進(jìn)地槽時(shí)，根據(jù)BIM圖上的線纜數(shù)量，粗細(xì)程度，放纜的先后順序等對線纜在地槽內(nèi)和爬架的擺放進(jìn)行提前規(guī)劃，依據(jù)分層情況采用“瀑布式”分別進(jìn)入各自所屬的地槽，并反映到BIM圖上；機(jī)房地槽，對地槽內(nèi)所有線纜進(jìn)行提前統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)線纜的直徑大小、數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，分層擺放。采用定制的線纜固線器將線纜進(jìn)行固定，使原本堆放無序的線纜分層排放，體現(xiàn)出“立交橋”的特點(diǎn)。如圖2所示。

在施工的過程中，若出現(xiàn)工程設(shè)計(jì)方案需要改變的情況下，為了保證設(shè)計(jì)方案、施工圖紙與現(xiàn)場實(shí)際相符，必須利用BIM系統(tǒng)模型和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行變更，同時(shí)業(yè)主對BIM內(nèi)部系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模型和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行審核和驗(yàn)收。通信信號系統(tǒng)安裝為了實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場施工質(zhì)量的控制管理，利用BIM模型建立了有效的數(shù)字化管理信息平臺(tái)，對現(xiàn)場的施工問題進(jìn)行記錄并拍照上傳跟蹤，和驗(yàn)收之時(shí)出現(xiàn)的問題進(jìn)行對比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。

4.2.3 BIM技術(shù)在驗(yàn)收階段的應(yīng)用

安裝和承包的責(zé)任人在相關(guān)系統(tǒng)中對資料進(jìn)行整理，然后從施工設(shè)計(jì)記檔，增加工程施工和記檔資料之間的契合度。利用數(shù)據(jù)庫、3D模型技術(shù)及二維碼等手段實(shí)現(xiàn)設(shè)備、材料，入庫清單、出庫清單、現(xiàn)場安裝清單、和對應(yīng)的退庫清單和轉(zhuǎn)交清單，并把全部設(shè)計(jì)中的3D模型轉(zhuǎn)化成電子版，然后在數(shù)據(jù)庫中建立施工和竣工的設(shè)計(jì)圖和查詢功能，做到現(xiàn)場、施工圖紙、BIM模型數(shù)據(jù)統(tǒng)一化，提高設(shè)計(jì)工作的效率和成效。

5 BIM技術(shù)在通信信號系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中的發(fā)展方向

BIM技術(shù)在通信信號系統(tǒng)工程中的應(yīng)用有3個(gè)階段；第一階段，以傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)相結(jié)合，結(jié)合BIM技術(shù)，在結(jié)合的過程中，提供自身的設(shè)計(jì)成果，和管線布置，從根本上解決接口的銜接問題。第二階段，結(jié)合BIM技術(shù)的特點(diǎn)，開發(fā)相關(guān)的插件，傳遞彼此的基礎(chǔ)信息，完成室外的電纜布置圖，以及所有的機(jī)柜排列圖等，為第三階段的發(fā)展提供了有利的條件。第三階段，為了更好地完成原理圖、配線圖、環(huán)線圖等多種，必須再次深度開發(fā)BIM軟件，并且可以通過BIM進(jìn)行三維仿真模擬和查找，提升運(yùn)營能力和效率，實(shí)現(xiàn)真正的全MIT技術(shù)出圖。

6 結(jié)語

目前，BIM技術(shù)應(yīng)該從全局著手，根據(jù)其分析設(shè)計(jì)，施工、管理運(yùn)維等方面的需求，結(jié)合當(dāng)前項(xiàng)目施工和管理中出現(xiàn)的問題，進(jìn)一步提升BIM的應(yīng)用和推廣工作。通過BIM技術(shù)在地鐵通信信號工程的應(yīng)用中可以看出，BIM技術(shù)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的平面設(shè)計(jì)，不僅在施工的過程中，有效地避免了交叉，地下溝槽等多種沖突減少了施工成本并且提高了施工的質(zhì)量。若將BIM技術(shù)能夠有效地運(yùn)用在地鐵通信信號工程中，必然能夠提高其設(shè)計(jì)水平?，F(xiàn)如今，BIM技術(shù)在項(xiàng)目管理、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維護(hù)必將有廣闊的發(fā)展全景。合理構(gòu)建BIM技術(shù)的集成系統(tǒng)，積極研究及推廣，實(shí)現(xiàn)在地鐵通信信號工程建設(shè)全周期中對施工進(jìn)度、成本、質(zhì)量、與安全的高效管理。一體化更是在信號工程中帶來非常好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，得到更高效的價(jià)值回報(bào)。