BIM技術在鐵路通信施工中的應用探討

王振國

摘要：通過分析鐵路通信施工現狀及存在的各種突出問題，采用BIM技術實現通信工程施工階段的各項應用。主要包括信息集成、碰撞檢查、虛擬施工、優化重難點施工方案、成本控制及工廠化預制。重點結合通信施工特點，解決通信施工難題，改進施工工藝，提高施工質量，縮短施工時間。

關鍵詞：BIM技術;鐵路;通信;施工;應用

一、概述

近年來，隨著鐵路建設速度的加快，鐵路通信作為鐵路互聯互通的信息“命脈”，其重要性及地位不言而喻。目前，鐵路通信設備種類日趨繁多，精細化、集成度越來越高，施工周期越來越短，施工工藝要求越來越高，施工難度日益增大。

鐵路通信施工目前現狀存在“點多、線長、帶狀分布、交叉施工、接近零工期、高標準、嚴要求”等特點。這對施工企業在工期、工藝、安全和質量等方面提出更高的標準和要求。近年來，鐵路施工企業不斷采用新技術、新工藝、新方法，借助BIM、機械手、智能工具等新科技手段，不斷改進施工工藝，提高施工質量，縮短施工時間。隨著BIM技術在建筑領域的成功，為鐵路工程帶來了科技創新的曙光。

二、BIM技術簡介

BIM，即建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）是以三維數字技術為基礎，集成了建筑工程項目各種相關信息的工程數據模型。BIM是對工程項目設施實體與功能特性的數字化表達。簡言之，BIM的核心是虛擬設計、虛擬建造（即可視化設計和施工）。

目前美國等發達國家已經利用BIM進行可視化設計。在我國，BIM技術還是一個新生事物，在大型建筑領域有部分應用案例，但還沒有完全普及。近些年，隨著BIM技術在施工企業的興起，鐵路施工企業也引入BIM技術，目前還處于應用探索階段。

三、BIM技術在鐵路通信施工中的應用

根據鐵路通信施工特點，BIM技術在鐵路通信施工階段的應用主要有以下幾個方面。

（一）信息集成

BIM的核心是通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數字化技術，為這個模型提供完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫。該信息庫不僅包含描述建筑物構件的幾何信息、專業屬性及狀態信息，還包含了非構件對象（如空間、運動行為）的狀態信息。借助這個包含建筑工程信息的三維模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，從而為建筑工程項目的相關利益方提供了一個工程信息交換和共享的平臺。

BIM不僅可以在設計中應用，還可應用于建設工程項目的全壽命周期中;用BIM進行設計屬于數字化設計;BIM的數據庫是動態變化的，在應用過程中不斷在更新、豐富和充實;為項目參與各方提供了協同工作的平臺。

（二）碰撞檢查

（1）本專業內碰撞檢查

傳統二維圖紙審核時，由于通信系統較多，涉及面相對廣泛，考慮不全面或人為失誤在所難免，導致工程變更、返工及浪費。如某變電所通信設計圖中漏掉電纜引入井的設計，或通信鐵塔的地腳螺栓設計尺寸與鐵塔規格不符等。采用BIM技術進行模型間碰撞檢查，不但能夠徹底消除缺項、漏項、硬碰撞、軟碰撞，優化工程設計，減少在施工階段可能存在的錯誤損失和返工的可能性。

（2）與各專業接口碰撞檢查

在通信施工中，往往存在各專業“打架”的情況，比如通信設備箱安裝的位置剛好被其他專業設計成了放置空調的位置，這就出現了施工時安裝位置的“碰撞”。也存在預留孔洞位置不對應的情況，如房建專業饋線窗的預留位置與饋線纜出線位置位置偏離較大，造成材料浪費及不美觀等問題。同時通信專業布線過程中時常與強電專業同徑路，如何保證通信線纜和強電線纜間不交叉或保持安全距離也是在通信施工過程中需要經常考慮的問題。

采用BIM技術對施工階段的構件和管線、建筑與結構、結構與管線等等進行碰撞檢查、施工模擬等優化設計，對施工中設備、機械位置、物料擺放進行合理規劃，在施工前盡早的發現未來將會面對的問題及矛盾，尋找出施工中不合理的地方及時進行調整，或者商討出最佳施工方案與解決辦法，降低傳統2D模式的錯、漏、碰、缺等現象的出現，提供施工效率和質量，縮短工期。

（三）虛擬施工

實現虛擬施工是在計算機上執行施工過程，虛擬模型可在實際施工之前對工程項目的功能及可實施性等潛在問題進行預測，包括施工工藝、施工過程模擬及施工方案優化等。在施工時隨時隨地都可以非常直觀快速地知道計劃是什么樣的，實際進展是怎么樣的。這樣通過BIM技術結合施工方案、施工模擬和現場監測，大大減少施工質量問題，安全問題，減少返工和整改。

BIM技術可以直觀的將理想模型與實際工程對比，考察理論與實際的差距和不合理性。同時，BIM模型的對比可以使業主對施工過程及建成的工程實物相關功能性進行進一步評估，從而提早反應，對可能發生的情況做及時的調整。

（1）可視化安全、技術交底

利用BIM技術的可視化特性，根據通信施工工序制作施工工藝視頻，可以讓施工人員更直觀的了解施工作業部位和對象。基于BIM模型，創建施工作業動畫，可以形象地展示施工工藝流程、施工先后順序、施工工藝細則、操作要點、質量標準及危險源等內容。將文字、圖片和動畫進行有效結合，實現可視化安全、技術交底，可以增進施工人員對危險源及作業內容的理解，有助于提升施工安全質量和效率。

在施工前期對整個通信系統建模，演示施工流程及注意事項，給作業人員建立直觀的視覺印象，使作業人員提高安全意識，規范操作，不留隱患，同時為后期驗收一次成優提供保障。如在某車站鐵塔安裝時期，新入職員工由于首次接觸高空作業，對通信鐵塔安裝天線及調試所存在的危險源尚不明確，存在安全隱患。通過BIM工藝工法視頻的制作，將鐵塔施工的流程、細節及注意事項，以全方位模擬的形式交底給新員工，使員工脫離紙質版的技術交底，獲得更加形象的交底內容，以此達到警示提醒的目的。

（2）4D施工進度模擬建造

將BIM模型與施工進度計劃、時間相連接，實現通信專業4D施工進度模擬。隨時隨地將施工計劃與實際進展進行對比，同時進行有效協同，結合施工方案和現場檢測可以大大減少施工質量和安全問題，減少返工和整改。同時通過施工模擬可以直觀

地體現施工的順序，并使各專業施工之間的施工協調變得清晰明了。從而檢測施工進度計劃的可行性，提早發現工程的工序問題。

如在某車站綜合樓通信設備安裝期間，出現該站點機柜未能及時到貨現象，一直未能安裝到位，管理者通過BIM模擬進度效果時發現該問題，由于未按計劃進行，已造成后期工作滯后，管理者及時調配其他站點相同設備進行安裝，保證了在計劃節點內車站的順利開通。

（四）優化重難點施工方案

利用BIM技術將重難點施工方案的復雜部位簡單化、透明化，直觀的對復雜工序進行分析，提前模擬方案編制后的現場施工狀態，對現場可能存在的危險源、安全隱患、消防隱患等提前排查，對專項方案的施工工序進行合理排布，有利于方案的專項性、合理性。項目各方可利用BIM模擬討論，快速調整方案，最終確定最優施工方案。

（五）成本控制

將BIM模型與成本信息結合，對施工過程中各個階段的相關需求量進行計算、模擬、優化，指導勞動力、材料和機械計劃的建立，提高成本計劃的精確性，降低成本。從而實現項目管理及全方位的預測和控制。

（1）工程量快速提取

施工企業精細化管理很難實現的根本原因，在于海量的工程數據，無法快速準確獲取以支持資源計劃，致使經驗主義盛行。而BIM的出現可以讓相關管理條線快速準確地獲得工程基礎數據，施工管理人員可以跟據施工進度（部位）快速統計出需要的工程材料數量，制定出精確材料計劃，大大減少了資源、物流和倉儲環節的浪費，為實現限額領料、消耗控制提供技術支撐。

（2）成本管控

利用BIM模型，實現了工程量計算與計價的雙向數據銜接，當模型改動時能夠實時反映工程造價的變化。在BIM模型中已經包含了完備的成本數據，可以快速、精確計算出工程成本。通過合同、計劃與實際施工的消耗量、分項單價、分項合價等數據的多算對比，可以有效了解項目運營是盈是虧，消耗量有無超標，物資、勞務分包有無失控等等問題，實現對項目成本風險的有效管控。

（六）工廠化預制

采用BIM設計相對復雜異形構件，先對構件進行分解，在工廠加工好后到現場運到進行組裝，精準度高，失誤率低。縮短了施工周期，保證了構件加工質量，節約了工程材料成本。

四、BIM技術在鐵路通信施工中的優勢

BIM技術在鐵路通信應用中存在巨大優勢，可以將鐵路通信的復雜化結構、繁多化接口及零亂的線纜進行統一整合，建立出虛擬的仿真模型，為施工技術人員提高更加精細的推演平臺，減少返工現象出現;為施工管理者提供更詳細的指揮平臺，提高現場工作效率;同時也為現場施工人員提供更加直觀的技術交底，使其更容易理解并能高效的指導施工。

結束語：

BIM技術在鐵路通信施工中的應用主要針對鐵路通信中存在的接口問題、施工復雜性問題及綜合布線零亂性問題。BIM技術在鐵路行業的深化應用將會極大的提高鐵路建設效率，節省人機料的投入，從而提高企業效益。BIM技術的發展將會徹底顛覆傳統管理方式，推動鐵路建設向智能化、信息化邁進。

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