BIM技術(shù)在鐵路電力工程設(shè)計中的應(yīng)用研究

呂晨

摘 要：論文主要研究BIM技術(shù)在鐵路電力工程領(lǐng)域的應(yīng)用，主要包括基于Revit的施工圖三維深化設(shè)計、配電所進出線及穿墻孔洞的優(yōu)化排布、基于Navisworks的三維施工圖交付。通過BIM技術(shù)，進行鐵路電力的10 kV配電所設(shè)計，可有效解決空間碰撞問題，減少設(shè)計返工次數(shù)，同時，通過建立相關(guān)的模型族庫使其具有了較高的項目可移植性，可滿足鐵路大部分10 kV配電所的施工指導(dǎo)需求。利用Navisworks搭建施工交付平臺，交付的模型僅有讀權(quán)限，無法進行改動，實現(xiàn)了技術(shù)保護。

關(guān)鍵詞：BIM;電力配電所;Revit;施工指導(dǎo);Navisworks

1 概述

在施工階段，BIM應(yīng)用平臺為施工單位展現(xiàn)了二維圖紙所不能給予的視覺效果和認知角度。BIM模型中可以加載包括工期和造價等多個維度的信息，能夠同步提供施工所需要的信息，如進度、成本、清單等。施工方能夠在此基礎(chǔ)上對成本做出預(yù)測，并合理控制成本。

據(jù)了解，現(xiàn)在施工單位在施工前，會對一些工程重要節(jié)點進行BIM深化設(shè)計，例如，豐臺穿人防門預(yù)留電力套管，電力專業(yè)施工單位在土建施工單位施工前運用BIM技術(shù)對人防門上的預(yù)留套管進行排布，檢驗空間是否足夠預(yù)留設(shè)計要求數(shù)量的套管，如果不滿足及時與設(shè)計溝通，修改電力電纜徑路。

可研究一種基于BIM的施工質(zhì)量保障平臺，施工單位在拿到成果后可直接施工，無需二次深化，模型中設(shè)備、線纜的設(shè)計數(shù)據(jù)、尺寸、路由走向均可查看，還可通過碰撞測試檢查碰撞情況，指導(dǎo)現(xiàn)場施工，減少返工的工作量。

平臺對二維施工圖中的原則性、指導(dǎo)性或說明等設(shè)計內(nèi)容，利用BIM手段進行深化設(shè)計，包括配電所內(nèi)電纜支架的排布、具體位置，預(yù)留孔洞、穿墻的排布等，BIM模型中所有設(shè)備、電纜、土建模型可進行參數(shù)化屬性管理，實時、直觀查看設(shè)計數(shù)據(jù)。

平臺模型涵蓋了建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、給排水等專業(yè)內(nèi)容，做到精細化設(shè)計，減少設(shè)計工作量。對指導(dǎo)施工單位現(xiàn)場施工具有極強的現(xiàn)實意義，同時具有較高的應(yīng)用價值和產(chǎn)業(yè)化前景。

平臺主要包含10KV配電所BIM模型庫1套，包含磁控電阻器、調(diào)壓器、小電阻接地、綜合貫通饋出柜、母聯(lián)隔離柜、站饋柜、母互及避雷器、電源引入及計量、所用變饋出、補償控制屏、監(jiān)控屏、測控屏、充電柜、電池柜、交流屏幕、雙管熒光燈、電力管線等在內(nèi)的累計200余種BIM模型。

2 適用范圍及應(yīng)用效果

本成果范例精度較高，通過建立相關(guān)的模型族庫使其具有了很好的可拓展性、通用性，可滿足鐵路大部分10 kV配電所的指導(dǎo)施工需求，做到精細化設(shè)計，減少設(shè)計工作量。

利用本平臺可將原有大批量、重復(fù)性手工操作過程全部替代，大幅縮短BIM配電所設(shè)計工時近90%，極大的提高BIM設(shè)計效率，提升BIM設(shè)計的準確性，充分發(fā)揮BIM設(shè)計優(yōu)勢，極大程度的縮短了項目設(shè)計周期，設(shè)計成果非常顯著。

3 創(chuàng)造經(jīng)濟效益或提高效益情況

利用本平臺能夠同步提供施工所需要的信息，如進度、成本、清單等。施工方能夠在此基礎(chǔ)上對成本做出預(yù)測，并合理控制成本。同時，本模型可大幅縮短BIM配電所設(shè)計工時，極大的提高BIM設(shè)計效率，提升BIM設(shè)計的準確性，極大程度的縮短了項目設(shè)計周期。

4 電力BIM技術(shù)在運維階段的應(yīng)用

在運維階段，繼承設(shè)計及建設(shè)期的工程信息模型，作為

運營期設(shè)備維護和維修的靜態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，通過疊加或嵌入監(jiān)測、檢測技術(shù)，將設(shè)備的實時狀態(tài)等信息同步映射在信息模型上，通過仿真分析手段，實現(xiàn)系統(tǒng)的智能維護，主要體現(xiàn)在維護計劃、資產(chǎn)管理、空間管理、防災(zāi)救援及模型維護等方面。

5 創(chuàng)新點總結(jié)

5.1 涵蓋多專業(yè)綜合模型，電力設(shè)計有效深化

建立涵蓋筑、結(jié)構(gòu)、風水暖多專業(yè)的綜合模型，對電力設(shè)計，包括電力橋架敷設(shè)方式、位置、電纜夾層的電纜走向、穿墻孔洞的排布、電力設(shè)備布置及運輸路徑模擬等進行有效可視化深化。

5.2 知識產(chǎn)權(quán)保護，拓展盈利周期

本產(chǎn)品利用Navisworks軟件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，根據(jù)不同路局項目要求實現(xiàn)針對性建模交付，購買方僅可特定工程使用，進而拓展我方盈利空間。

5.3 建立電力變配電所BIM標準化設(shè)計交付流程

創(chuàng)新性建模設(shè)計，為電力變配電所BIM高效設(shè)計和標準化量產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

6 未來展望

本平臺可為運營單位提供運營模擬指導(dǎo)服務(wù)，利用已有的BIM模型作為基礎(chǔ)資料，開發(fā)相應(yīng)的軟件程序，為運營單位開發(fā)一套運營模擬演練程序，包含日常火災(zāi)疏散、日常運行檢修操作等。

未來發(fā)展方向如下：

（1）火災(zāi)疏散場景模擬演練：基于BIM全景信息可視化條件下的火災(zāi)應(yīng)急安全管理技術(shù)，利用精細的三維可視化場景，并集成疏散指示、應(yīng)急照明燈具及智能疏散系統(tǒng)等設(shè)備三維模型數(shù)據(jù)，為鐵路站房應(yīng)急安全管理提供三維信息數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)設(shè)備狀況、火災(zāi)工況信息等在三維平臺中的可視化表達、定位、查詢與分析。模擬各個位置發(fā)生火災(zāi)后應(yīng)急照明的啟動和疏散指示的疏散方向，協(xié)助管理者快速做出科學、準確、有效的疏散策略，是建立鐵路應(yīng)急指揮中心的重要支撐平臺。

（2）電力隱蔽工程可視化：電力工程大部分屬于隱蔽工程，施工完成之后即不可查看，通過BIM技術(shù)可實現(xiàn)隱蔽工程可視化，通過建立隱蔽工程模型，可為運營單位提供準確的既有設(shè)備設(shè)施和線纜的位置，作為竣工模型留存，為后續(xù)改造工程提供準確信息，維護人員通過查詢BIM隱蔽工程模型，可掌握隱蔽工程內(nèi)部詳細情況，指導(dǎo)檢查和維護工作。

參考文獻：

[1]王文超.淺談BIM技術(shù)在鐵路電力工程中的應(yīng)用[J].百科論壇電子雜志，2019（19）：157.