BIM技術(shù)在信號專業(yè)中的運(yùn)用

鄧 文，舒 坦

（中鐵二局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司，四川 成都 610031）

0 引 言

當(dāng)前，BIM在我國建筑業(yè)內(nèi)廣泛運(yùn)用。起初只是各軟件廠商推廣使用，現(xiàn)在各單位、行業(yè)協(xié)會、企業(yè)等也開始對BIM技術(shù)產(chǎn)生了興趣。目前，BIM技術(shù)在施工企業(yè)的應(yīng)用主要集中在以下方面：碰撞檢查，減少返工；模擬施工，有效協(xié)同；三維渲染，宣傳展示；知識管理，形成知識庫。它在鐵路（地鐵）信號專業(yè)方面的應(yīng)用相對較少。現(xiàn)結(jié)合信號專業(yè)的實(shí)際，就BIM技術(shù)在信號專業(yè)中的運(yùn)用進(jìn)行探析。

1 BIM技術(shù)的含義和運(yùn)用

1.1 BIM技術(shù)的含義

BIM技術(shù)實(shí)際上指的是一種建筑的信息模型，以項目為基礎(chǔ)，收集各數(shù)據(jù)建立起信息化的信息模型。實(shí)際上，是在信息技術(shù)的條件支持下，制作出一種具有直觀式的建筑模式，能對工程項目的每一項流程進(jìn)行模擬。它的技術(shù)具有直觀性，能讓設(shè)計與施工同步進(jìn)步，并且可在建筑施工中及時發(fā)現(xiàn)一些問題的存在并進(jìn)行優(yōu)化。

1.2 BIM技術(shù)的廣泛運(yùn)用

BIM技術(shù)的最大特點(diǎn)在于可以將工程轉(zhuǎn)換成數(shù)字化形式，并且運(yùn)用至各行各業(yè)。針對建筑領(lǐng)域而言，它是其他軟件無法替代的。BIM技術(shù)是在CAD技術(shù)發(fā)展下優(yōu)化而來的，屬于一種數(shù)字化輔助技術(shù)。

這項技術(shù)的運(yùn)用可以大大提升建筑工程的質(zhì)量，能幫助設(shè)計人員提升工作效率，更快、更好地開展建筑設(shè)計，尤其是室內(nèi)布線設(shè)計。例如，在開展布線設(shè)計時，前期需要掌握建筑內(nèi)結(jié)構(gòu)，掌握其各細(xì)節(jié)。這些數(shù)據(jù)的收集工作非常復(fù)雜，但通過BIM技術(shù)可以快速實(shí)現(xiàn)，為設(shè)計師展現(xiàn)直觀、透視的室內(nèi)立體圖，減少設(shè)計時出現(xiàn)的計算意識，節(jié)約成本并提升工作效率。同時，它還可以用于室內(nèi)的衛(wèi)生間及廚房設(shè)計。這兩個地方的水管設(shè)計非常重要，運(yùn)用BIM技術(shù)可以更好地計算數(shù)據(jù)，提升設(shè)計效率。

2 運(yùn)用BIM技術(shù)解決信號工程施工中的問題

傳統(tǒng)技術(shù)以二維技術(shù)為主，工作人員到實(shí)地工作或在圖紙上進(jìn)行計算，以CAD作為作圖的軟件，將各項數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖面。實(shí)際上，這也是一種計算機(jī)輔助技術(shù)，但運(yùn)用過程復(fù)雜，要求設(shè)計師有較強(qiáng)的作圖能力。實(shí)際運(yùn)用中效果并不理想且易出錯。尤其是在圖面展現(xiàn)方面，存在著一些透視不足的情況。這些需要有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計師去解決。但是，對于不同的設(shè)計師而言，基于知識的不同和經(jīng)濟(jì)的不同，可能會出現(xiàn)不一樣的觀點(diǎn)，導(dǎo)致在工作中存在較大偏差。特別是設(shè)計完成后，施工人員可能會由于無法理解設(shè)計圖造成工作的誤差，或是由于業(yè)主不理解設(shè)計圖而導(dǎo)致誤會。再加上作業(yè)是多種專業(yè)聯(lián)合開展的，因此制作的二維圖常常因?yàn)檫^多的設(shè)計環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，如設(shè)計錯誤、問題重復(fù)出現(xiàn)等。

實(shí)際上，通過CAD軟件繪制而成的圖紙，總體上主要是由圖形符號構(gòu)成的。而在信號工程的施工過程中，由于情況十分復(fù)雜，涉及的內(nèi)容非常多，如信號需要安裝的地理裝置、信號線纜所要經(jīng)過的區(qū)域、與室內(nèi)其他線路是否沖突等，在二維設(shè)計圖中無法被體現(xiàn)。所以，對于信號設(shè)備的安裝、布線等綜合問題本應(yīng)該是信號工作的特點(diǎn)，但未能使設(shè)計者及施工者引起足夠的重視。發(fā)現(xiàn)情況后，常常會因?yàn)閷I(yè)的設(shè)計師在信號工程方面的知識不足，導(dǎo)致設(shè)計存在缺陷。多數(shù)設(shè)計人員是根據(jù)設(shè)計的規(guī)范和自我經(jīng)濟(jì)水平開展工程設(shè)計，易存在短板，即因?qū)I(yè)規(guī)范不到位導(dǎo)致質(zhì)量不過關(guān)。在施工、工程交付等過程中還存在較多無法明確的元素，均會對施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，嚴(yán)重的甚至危害人們的安全與健康。

上述問題的最大原因在于二維設(shè)計圖無法充分展示相關(guān)內(nèi)容，給后續(xù)的具體施工帶來了諸多影響。

3 BIM技術(shù)對于信號工程施工的意義和作用

3.1 設(shè)計提交成果直觀化

BIM技術(shù)最大的優(yōu)勢在于通過計算機(jī)的數(shù)據(jù)化技術(shù)，可以將建筑及所有工程細(xì)節(jié)建立模型，給人們呈現(xiàn)出直觀的模型圖。信號施工過程中，以信號設(shè)備的功能、外觀等為基礎(chǔ)構(gòu)建模型，利用三維方式和工程的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完美模型的細(xì)節(jié)。這樣可以幫助信號施工在可視化情況下完成科學(xué)合理的布線工作，減少線路的交叉、錯誤。還可以根據(jù)實(shí)際需求，隨時優(yōu)化線路。

3.2 節(jié)省開支

實(shí)際上，設(shè)備布線工作是一項極為復(fù)雜的工作，尤其是室內(nèi)布線。通過BIM技術(shù)可以很好地處理一些線路施工時存在的重復(fù)、交叉等情況，使施工人員通過模型直觀看到室內(nèi)的各種布線需求，根據(jù)模型指導(dǎo)完成工作，使得布線合理、科學(xué)和美觀。例如，優(yōu)化線路能節(jié)約線纜。在室外敷設(shè)時，可以利用該設(shè)計做好科學(xué)配置，節(jié)省成本，并解決在施工中遇到的各種問題。

3.3 材料統(tǒng)計、卡控

BIM技術(shù)的最大特點(diǎn)是可以將信息變成電子式文檔，尤其在信號施工時，可以將復(fù)雜的文件用電子方式展現(xiàn)給人們，讓人們可以更好地了解有關(guān)的信息內(nèi)容，如工程使用的材料性質(zhì)、價格、長度等。這樣詳細(xì)的信息能減少工作人員的統(tǒng)計工作量，減少由于二維設(shè)計圖不直觀的缺點(diǎn)帶來的錯誤，從而準(zhǔn)確掌握材料信息，做好卡控方面的處理。

4 BIM技術(shù)的具體運(yùn)用

4.1 可視化技術(shù)交底與培訓(xùn)

利用BIM技術(shù)手段將信號工程的《光電纜敷設(shè)、接續(xù)、檢驗(yàn)、防護(hù)》《箱盒安裝、配線》《信號機(jī)安裝、調(diào)試》《轉(zhuǎn)轍裝置安裝、調(diào)試》《道岔融雪裝置安裝、調(diào)試》《軌道電路設(shè)備安裝、調(diào)試》《應(yīng)答器設(shè)備安裝調(diào)試》《室外設(shè)備安裝調(diào)試》《室內(nèi)設(shè)備安裝布線》《駝峰信號設(shè)備安裝、調(diào)試》《防雷及接地的連接、檢驗(yàn)》《設(shè)備單項調(diào)試》等12大關(guān)鍵工序的作業(yè)指導(dǎo)書可視化，用以進(jìn)行關(guān)鍵工序的技術(shù)交底和技術(shù)工人的培訓(xùn)教育?？梢暬募夹g(shù)交底將傳統(tǒng)的復(fù)雜繁瑣工程技術(shù)文件、大量的控制要點(diǎn)、技術(shù)要求、限界數(shù)據(jù)、量化標(biāo)準(zhǔn)以及施工過程，通過視頻方式完整直觀展示給信號工，也可以直觀了解各種設(shè)備和材料，便于信號工實(shí)際操作。通過可視化的教育培訓(xùn)，可提高信號工操作的規(guī)范性、安全性，預(yù)防不安全、不規(guī)范的操作對鐵路信號工程施工質(zhì)量的影響。

4.2 光電纜工程

信號設(shè)備需采用大量的光、電纜進(jìn)行室內(nèi)、室外設(shè)備連接。光、電纜的布放過程中，各設(shè)備的位置不同，需要光電纜的布放路徑、先后順序均不相同。布放過程中容易出現(xiàn)交叉、重疊現(xiàn)象，影響光電纜工程的施工質(zhì)量。利用BIM技術(shù)可先將光電纜敷設(shè)的路徑、始終端、先后順序進(jìn)行綜合考慮。按照BIM的三維圖紙進(jìn)行光電纜敷設(shè)，可以有效避免交叉、重疊現(xiàn)象，提高信號光電纜的敷設(shè)質(zhì)量和敷設(shè)工藝。尤其在空間狹小的信號電纜間，在電纜間內(nèi)要完成電纜的預(yù)留、電纜的一次成端、二次成端、進(jìn)入分線柜等大量工序。如何合理分布利用有限的空間，是信號專業(yè)施工的一大難題。利用BIM技術(shù)對其進(jìn)行綜合布局，提前優(yōu)化，布局好后再實(shí)施，可以很好地解決返工與工藝的問題。

4.3 室內(nèi)設(shè)備安裝及布線

信號工程室內(nèi)設(shè)備眾多，控制臺、電源屏、防雷分線柜、接入柜、計算機(jī)柜、移頻綜合柜、區(qū)間移頻柜以及組合柜等設(shè)備的生產(chǎn)廠家、尺寸、顏色各異，專線方式各不相同。設(shè)備安裝后，室內(nèi)的整體效果各不相同。利用BIM技術(shù)可以把設(shè)備進(jìn)行預(yù)安裝，通過三維圖紙看設(shè)備布置的整體效果。可根據(jù)需要對設(shè)備生產(chǎn)廠家提出相應(yīng)的要求，如設(shè)備尺寸的統(tǒng)一、油漆顏色訂標(biāo)以及纜線方式的統(tǒng)一等。優(yōu)化完善后再安裝，可使設(shè)備安裝整齊、美觀。

因?yàn)槭覂?nèi)設(shè)備多，室內(nèi)設(shè)備間需要大量的連線，在設(shè)備布線過程中交叉、重疊現(xiàn)象多。利用BIM技術(shù)，從布線的徑路、始終端、出線地點(diǎn)、出線方式以及出線順序多方面綜合考慮，可使室內(nèi)設(shè)備布線整齊、美觀、不交叉，對提高信號設(shè)備室內(nèi)布線工藝具有決定性作用。

4.4 成本控制的應(yīng)用

利用BIM技術(shù)進(jìn)行備、用料計劃的編制，可以提高計劃編制的準(zhǔn)確性，達(dá)到成本控制的目的。由于有三維的較為形象的圖紙，可以有效避免和減少返工的現(xiàn)象，達(dá)到成本控制的目的。利用BIM成果，可以在施工過程中對材料的發(fā)放進(jìn)行過程管控，達(dá)到成本控制的目的。

5 結(jié) 論

文章先對信號專業(yè)二維設(shè)計存在的問題進(jìn)行深入研究、分析，提出在工程設(shè)計中的運(yùn)用BIM技術(shù)可以帶來更多的運(yùn)用價值。該技術(shù)對系統(tǒng)開展全面的檢查與優(yōu)化，無論是業(yè)主還是施工人員，均可以更好地理解設(shè)計師的意圖，方便三方的溝通交流。同時，施工效率方面可得到極大提升，對材料及人力浪費(fèi)可做好控制，提升工程質(zhì)量，并減少工程造價及工期。

BIM技術(shù)在信號專業(yè)中的交底、培訓(xùn)、光電纜工程、設(shè)備安裝及布線、計劃編制等運(yùn)用，可使信號工程在項目管理過程中的質(zhì)量、工藝、成本得到有效控制，是項目管理的一種有效管理工具。從杭州地鐵5號線、深圳地鐵10號線、銀西鐵路信號工程等項目的運(yùn)用效果來看，運(yùn)行效果良好。