BIM技術在鐵路信號工程的應用

盧佳

【摘 ?要】近年來，隨著社會的發(fā)展，我國的現(xiàn)代化建設的發(fā)展也有了很大的進步。信號系統(tǒng)包括信號聯(lián)鎖系統(tǒng)、列控系統(tǒng)、調(diào)度指揮系統(tǒng)及監(jiān)測系統(tǒng)。信號系統(tǒng)設計按照設備的空間位置可分為室內(nèi)和室外2部分，室內(nèi)設計包含信號機械室和信號機房內(nèi)的設備布置和線纜連接;室外設計包括信號機、轉轍機、絕緣節(jié)和軌道電路等軌旁設備的布置和線纜連接。現(xiàn)階段信號系統(tǒng)設計產(chǎn)品交付，主要以CAD平面圖和相關文字說明描述為主。由于信號設備眾多、各個子系統(tǒng)間連線復雜，這種利用抽象信息表達的產(chǎn)品交付方式，容易造成設計方和施工方、設計方和建設方，以及設計方和廠家之間的理解偏差，極易出現(xiàn)“錯、漏、碰、缺”等問題，影響施工進度。

【關鍵詞】BIM技術;鐵路信號工程;應用

引言

隨著科學技術與信息技術水平的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)工程技術已經(jīng)不能滿足當前社會的需求，各個行業(yè)對先進技術的應用也越來越廣泛，而BIM技術就是當前一種非常先進的現(xiàn)代化技術。因此，為了可以更好的提高鐵路信號工程水平以及質(zhì)量，有必要對BIM技術進行科學合理的分析，進而從根本上推動我國鐵路工程的發(fā)展進程。

1BIM技術的簡介

BIM技術主要是指信息模型，對施工信息三維化，對設計成果的可視化展示，尤其在鐵路信號工程中，利用BIM技術模擬信號設備的安裝及布線，可以在鐵路信號的施工初始階段中發(fā)現(xiàn)并解決問題，指導施工，有利于提高保證工程整體施工質(zhì)量;利用BIM技術，可以構建數(shù)據(jù)共享平臺，從而實現(xiàn)資源共享;通過BIM技術建立數(shù)字模型，可以達到設計施工一體化的效果，并通過分析和研究，不斷地對設計進行改進和調(diào)整。

2BIM技術應用特點

BIM（建筑信息化模型）是一個完備的信息模型，能夠將工程項目在全壽命周期中各個不同階段的工程信息、過程和資源集成在一個模型中，方便工程各參與方的使用。BIM不是簡單的將數(shù)字信息進行集成，而是一種數(shù)字信息的應用，可以用于設計、建造、管理的數(shù)字化方法。BIM能夠利用創(chuàng)建好的模型提升設計質(zhì)量，減少設計錯誤，獲取、分析工程量成本數(shù)據(jù)，并為施工建造全過程提供技術支撐。將BIM技術應用于信號系統(tǒng)設計和運維中具有如下優(yōu)勢。1）實現(xiàn)信號設計交付產(chǎn)品的直觀性和運維的可視化管理。精細化的BIM模型，反映的是現(xiàn)場設備的實際規(guī)格尺寸、外形特征及內(nèi)部構造，具有接近實際的逼真度和可視化效果，在指導現(xiàn)場施工和設備運行維護的可視化管理方面，發(fā)揮了重要作用。2）實現(xiàn)設備的碰撞檢查。包括專業(yè)內(nèi)部設備的碰撞檢查和專業(yè)間設備的碰撞檢查。專業(yè)內(nèi)部設備的碰撞檢查，可有效解決信號專業(yè)內(nèi)部設備之間的重疊或空間位置不足等問題;專業(yè)間設備的碰撞檢查，可有效解決專業(yè)間設備的位置沖突，保證專業(yè)間設計的協(xié)同性，避免專業(yè)沖突帶來的二次修改和返工。

3優(yōu)化措施分析研究

3.1提高勞動效率

工程建設離不開施工人員，但是，由于人力的工作效率有限，專業(yè)水平以及技能也非常有限，因此，工程建設過程中難免會遇到各類問題，延緩了的工程施工進度。BIM技術最大的優(yōu)點就是通過計算機輔助技術可以對項目工程以及施工設備建立模型。利用BIM技術模擬室外溝槽徑路，可以給工作人員呈現(xiàn)出一個完整直觀的具體影像。在鐵路信號施工工程中，對于相關信號設備進行模型的組建，以三維的模式進行施工成果轉接，最大化地統(tǒng)一工程交接驗收標準，確保具體施工工藝符合設計圖紙的要求。同時，由于設計成果交接的可視化及合理規(guī)劃布線，大大降低了成本與減少設計環(huán)節(jié)中疏漏，便于隨時更改以及優(yōu)化線路。利用BIM技術的可視化特性和創(chuàng)建模型，可實現(xiàn)施工圖的可視化技術交底，合理的與數(shù)據(jù)庫進行銜接，相關人員可以隨時隨地的將一些與鐵路信號工程相關的結構設計信息及時輸入到數(shù)據(jù)庫中，也可以對工程現(xiàn)場的施工情況進行模擬，可以有效對勞動效率進行提升。

3.2線路優(yōu)化

為避免施工過程中信號機械室線路交叉、重疊，以及預留走線口過小或過大等問題，通過ABD軟件平臺對BIM設計中的線路模型進行碰撞實驗，并自動導出碰撞結果電子清單。經(jīng)實驗測試，南倉下行駝峰信號機械室的碰撞點：下走線間的碰撞點48處，上走線間的碰撞點21處，機柜模型與線間的碰撞點14處，底座模型與線間的碰撞點16處，下走線架與線間的碰撞點8處，上走線槽與線間的碰撞點6處。所有碰撞點中，以典型的預留走線口過小及線路沖突為例。根據(jù)碰撞實驗結果，與設計者逐項核對，在遵循設計標準，滿足施工要求的基礎上予以修正，解決了施工過程中可能出現(xiàn)的預留走線口過小及線路沖突問題。

3.3為運營單位維護提供便利

在我國實際的發(fā)展過程中，鐵路信號設備的穩(wěn)定性非常高，很多技術已經(jīng)趨近于成熟，并且配備有記錄監(jiān)測等多種輔助設備。然而，由于記錄監(jiān)測輔助設備之間的信息存在不共享的情況，使得只能單一的對設備狀態(tài)進行監(jiān)督，對于涉設備故障的預測以及定性等還不能實現(xiàn)。同時，在具體的鐵路信號工程建設過程中，針對設備的維護和檢修，很多時候都需要依靠人工進行檢驗，不僅工作效率不高，其維護成本還非常高。通常，在具體的鐵路檢修工作進行階段，列車在白天的運行中，相關人員不能上道檢修，只能在夜間的“天窗”期間進行維修。并且，處于對列車行駛的安全性以及穩(wěn)定性考慮，值班人員不能隨意進入到機械室，所以，這些弊端以及問題的存在，也很大程度上為路局維護工作的開展帶來了難度。而通過對BIM技術應用，就能夠對這些問題進行緩解。①在工程建設中，BIM技術通過三維數(shù)字化技術建立信號設備模型，再結合GIS系統(tǒng)與隧道以及橋梁等構建BIM模型，有效對可能出現(xiàn)的問題以及故障進行了預測，方便事前制定處理方案，有利于維修工作效率的提升。②利用BIM技術可視化特點，可以進行信號系統(tǒng)建模，能夠在第一時間對各個設備進行監(jiān)督，了解以及明確信號設備的運行狀態(tài)，再通過數(shù)據(jù)分析，合理掌握到設備故障位置以及故障類型，從而可以有針對性的制定故障處理方案，在一定程度上為相關人員的維修提供了便利。

結語

隨著我國鐵路建設行業(yè)的不斷進步和發(fā)展，在具體的鐵路信號工程建設期間，人們對于工程質(zhì)量的關注程度也越來越高。因此，為了可以更好的為我國鐵路信號工程發(fā)展提供依據(jù)，在今后的信號工程建設過程中，應該強化對BIM技術的應用，利用信息技術手段對信號工程進行直觀、精準、科學的建設，從根本上對工作效率進行提升，對施工成本進行節(jié)約，對施工質(zhì)量進行提高。將BIM技術與鐵路信號施工組織相結合，應用可視化管理工程項目的思路，從經(jīng)驗知識庫中提取以往工程項目中的信號設備數(shù)據(jù)，利用線條式工具構建各類三維立體的實物仿真模型組合，完成不同專業(yè)的BIM技術的信號模型設計;總結工程施工的應用框架和實施方案，分析基于BIM技術輔助信號施工管理的優(yōu)勢，并以南倉下行駝峰信號機械室改造為研究對象，開展探索性應用研究，進一步驗證BIM技術在鐵路信號施工過程中的應用價值。BIM技術的應用可為鐵路信號施工帶來效益，是鐵路信號施工管理發(fā)展到一定程度的必然要求。但受模型精度條件限制，BIM技術在鐵路信號施工的應用仍有很大提升空間。數(shù)據(jù)是提高BIM模型精度的必要條件，也是工程信息傳遞及共享的唯一載體。因此下一步將以積累信號工程數(shù)據(jù)，增加構件庫容量，提高BIM技術的鐵路信號模型精度作為研究重點。

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（作者單位：中國鐵路北京局集團有限公司天津電務段）