BIM技術在鐵路設計中的應用淺析

胡瑞龍

BIM技術在鐵路設計中的應用淺析

胡瑞龍

中交鐵道設計研究總院有限公司，北京 100088

近年來，隨著我國鐵路建設的飛速發展，鐵路基礎設施的科技水平相應地得到了快速的發展。這就要求各參與設計施工的單位和專業團隊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計圖紙來進行設計的方式，需要運用更加先進、更加智能化的信息化手段來進行溝通和協作，從而避免因溝通不暢造成的時間和材料的浪費，提高各專業團隊之間的配合熟練度。因此，能夠極大地提高不同團隊之間信息互換和共享的BIM技術就顯示出了它非常大的作用，已日益成為鐵路建設中的主流技術應用。

BIM技術；鐵路建設；信息化

1 BIM技術簡介

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型），最早應用在建筑領域，是指在建筑物設計建設的整個過程中，通過技術手段為不同團隊創建一個信息共享的平臺，提升團隊協同的效率。現在在鐵路建設中也開始推廣應用，為鐵路建設發揮了重要的作用，但還沒有在建筑領域應用得那么廣泛。

2 BIM技術在鐵路設計中的應用

2.1 綜合管線碰撞檢測

車輛基地中的綜合管線設計板塊，因為其涉及的專業面非常廣，所含的信息量異常龐雜，可以說是車輛基地中最具有技術含量的工作，也是最能體現產品質量水平的工作之一。在傳統的設計作業中，應分別對3個專業領域（水、暖、電）進行施工。因為各專業領域設計圖紙可能不止一張，對管線路網的排查檢查所耗時間可能不比布線等耗費的時間少，在實際中平面的設計圖紙上密密麻麻的都是線條，對管線的識別和觀察比較錯雜，往往容易掉細小的問題和漏洞，為今后的運行和檢修埋下隱患。運用BIM技術后，可以通過輸入電子設計圖紙自動生成三維立體模型，在三維立體模型中，各種線路的走向、交錯可以非常直白地觀察到，并且還可以對模型進行旋轉以更好地觀察[1]。BIM技術還可以模擬出設備運行狀況，表達出各種碰撞問題，以便及時排查和修改設計中的問題。在后期運行中出現故障時，也可以利用BIM技術進行維修。

2.2 基于BIM的工點設計

BIM技術中的工點設計，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，對一些具體的工程和項目進行工點的建模和設計。

（1）運用AutoCAD Civil3D軟件進行線路和路基設計。設計者可以通過AutoCAD Civil3D軟件對項目進行三維立體建模，在軟件中利用專業的線路布局工具，直線、曲線、弧線等進行調整，軟件本身還能夠以動態的形式對平面線路、橫斷面路基和總曲線高程等進行展現，形成最終的三維立體模型[2]。此模型是一個有機的整體，可以實現智能互聯，一處改動后整體與之關聯的線路都經過合理科學的更改，節省大量的時間和精力。此外，此模型還可以自動創建相關的圖紙集，如施工圖和各種報表等。

（2）AutoCAD Revit Architecture軟件的應用可以根據AutoCAD Civil3D軟件創建的三維立體模型生成二位設計圖紙，并完成工程量的統計，還可以模擬出項目的整體效果圖。AutoCAD Revit Architecture軟件不是單獨地對每個橫切面和側切面進行創建，而是從整體上對項目進行集中創建，它創建的依據也都是通過系統自動生成的圖紙、表格、圖集等，完全實現了智能化。

（3）運用AutoCAD Navisworks進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模基礎上，運用AutoCAD Navisworks軟件進行施工動態演示。本軟件可以自動生成4D模型，對項目施工過程進行動態模擬，以供項目設計人員對項目施工方案進行研究，發現原計劃可能存在的問題，提前預防、提前修改，節省項目施工成本和時間。

（4）運用Autodesk 3DMax對設計成果進行視頻展現。該軟件主要是對前期設計生成的三維立體模型進行渲染，并加以動畫、特效等，進而形成更具視覺沖擊力的效果渲染圖，主要用于項目的宣傳等。

2.3 項目各階段的銜接

一般來說，立項、設計、施工、運營等階段是鐵路項目的主要階段。傳統的設計圖紙方式，不能很好地銜接各主要階段的工作，保證數據等傳輸的準確性。在實際施工中，一旦發生實際修改，就會影響整個項目，之后的每一項工作、每一個環節都可能進行修改，因此要保證項目整體的完整。如果有一項數據沒有進行同步更新，那么可能會造成非常嚴重的后果[3]。

BIM系統能夠很好地解決以上可能存在的問題。BIM能夠將項目數據生成3D模型，并且能夠動態模擬各項數據、各種管線，同時還可以實現數據模型在各專業團隊之間無差別共享和傳播，能大大提高項目組之間的工作協同度，打破之前信息傳輸困難的問題。

2.4 站場運營管理

作為鐵路貨客運營的中心環節和場所，站場運營管理是整個鐵路項目建設的重要節點。BIM軟件的應用，需要在項目的前期就錄入站場建設的各種數據，如型號、單位、維修數據、列車型號、設備編號等，自動生成BIM三維立體模型。該模型集成了該站場的各項數據資料，為今后站場的運營管理提供數據和模型支持，能夠根據不同時段、不同區位信息等計算該場站實際的運行模式，幫助站場管理人員處理客運登記、貨運收發、列車出入站等各項工作，能極大地提高站場的運營管理效率[4]。

2.5 外業勘察中的BIM應用

鐵路勘察設計的主要勘察內容包括初步勘察測控、定測。鐵路外業勘察工作同樣是對鐵路進行設計的關鍵。雖然開展外業勘察時，無法對鐵路建筑內部進行深入設計，但是以上兩項工作重點是對方案進行明確、收集資料等，同時在現場選址和設計中發揮重要作用。因此，將BIM應用于外業勘察，屬于BIM技術發揮自身價值的關鍵。當前，在進行鐵路外業勘察設計時，各項目間資料與勘察結果需達到實時共享的目的，即主要采用以電子形式、文檔形式為主的軟件測量類型。相關技術人員為了保證現場選址的合理性，都應通過相互溝通和交流進行項目交底工作。

3 結語

BIM技術作為一項系統的智能化信息集成，它的推廣使用能夠改變鐵路系統運營現狀，帶來運營技術的更新、運營效率的提升，還能轉變鐵路工作人員尤其是設計人員的思維方式，給鐵路智能化管理帶來革命的轉變和革新。鐵路作為我國一項重要的民生和戰略設施，尤其是高鐵項目，憑借著領先世界的技術已經出口到世界多個國家和地區，成為我國一張鮮明的名片，讓世界人民重新認識了中國日益發展的高新技術。在BIM技術完全應用的將來，我國鐵路事業的發展將會更加智能、高效，引領鐵路建設更加信息化和智能化，更好地服務于我國各項事業的發展。

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

[2]江傳東，韓柱先. BIM技術在陽大鐵路接觸網設計中的應用[J]. 鐵路技術創新，2017（1）：72-74.

[3]喻佳. 鐵路隧道設計中BIM技術的應用研究[J]. 建設科技，2017（1）：102-103.

[4]趙文武，曾紹武，趙欽，等. BIM技術在鐵路信號設備數據管理中的應用研究[J]. 鐵道標準設計，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

A