基于國產BIM平臺的鐵路構件庫系統研究

摘要：在鐵路智能化的大趨勢下，構件扮演了十分重要的角色，為提升國產建筑信息模型（Building"Information"Modeling，BIM）構件管理的效率與標準化水平，提出了一種基于國產BIM平臺的鐵路構件庫系統。該系統采用國產BIM平臺和網頁端技術架構，構建了構件庫管理后臺、管理平臺、設計模塊和項目應用4個模塊，在遵循統一的鐵路工程信息模型標準和完善的構件庫管理體系的基礎上，實現了BIM構件的參數化創建、標準化審核、編碼儲存、高效檢索、批量調用等功能，為鐵路工程構件的全生命周期管理與應用提供了高效支持。經驗證，該系統在項目應用中取得了良好的效果，大幅度提高了構件設計、管理和使用的效率。

關鍵詞：鐵路工程""建筑信息模型""構件庫""標準化""國產化

中圖分類號：TU201.4"""""文獻標識碼：A

Research"on"Railway"Component"Library"System"Based"on"Domestic"BIM"Software

WU"Danqi"""XU"Jun"""ZHANG"Kuo

BIM"Center"of"China"Railway"Eryuan"Engineering"Group"Co.，"Ltd，"Chengdu，"Sichuan"Province，"610000，"China

Abstract："Under"the"trend"of"railway"intelligence，"components"play"a"crucial"role."To"enhance"the"efficiency"and"standardization"level"of"domestic"Building"Information"Modeling"（BIM）"component"management，"this"paper"proposes"a"railway"component"library"system"based"on"a"domestic"BIM"platform."The"system"adopts"domestic"BIM"platforms"and"web-based"technology，"architecture，"and"constructs"four"modules："a"component"library"management"backend，"management"platform，"design"module，"and"project"application."Based"on"the"unified"railway"engineering"information"modeling"standards"and"a"comprehensive"component"library"management"system，"it"realizes"parametric"creation，"standardized"review，"coded"storage，"efficient"retrieval，"batch"calling"and"other"functions"BIM"components，"providing"efficient"support"for"the"full"lifecycle"management"and"application"of"railway"engineering"components."After"verification，"the"system"has"achieved"good"results"in"project"application，"significantly"improving"the"efficiency"of"component"design，"management，"and"usage.

Key"Words："Railway"engineering;"BIM;"Component"library;"Standardization;"Localization

隨著建設標準的不斷深化和現代化程度的提高，國家交通運輸部、鐵路公司及相關科研機構提出了實現鐵路智能化的要求，并致力于推動相關技術在鐵路領域的發展和應用[1]。構件作為建筑信息模型（Building"Information"Modeling，BIM）設計的基礎資源，對提升工程設計和施工效率、降低風險、優化資源利用等具有不可替代的作用。在核心技術自主可控的背景下，研發基于國產BIM基礎平臺的鐵路構件庫系統，對解決行業信息化難題、推動鐵路BIM設計的標準化和規范化具有重要意義[2]。

當前國內市場已存在幾款Revit族庫插件，王凌[3]提出了鐵路信號BIM構件的分解，并搭建了基于Bentley平臺的鐵路信號構件數據庫；謝先當[4]創建了鐵路路基構件實體模型，經測試、審核后入庫，創建了路基參數化構件庫。然而這些研究依賴國外BIM平臺，存在安全性和保密性問題，并且缺乏完整的構件管理系統。因此，建立一套能整合和優化各平臺、各專業的BIM構件資源，提高設計效率和質量，同時為鐵路BIM正向設計和協同工作提供有力支撐的鐵路構件庫系統顯得尤為迫切。

1"執行依據

基于國產BIM基礎平臺的鐵路構件庫管理系統遵循一系列統一的標準，以確保數據分類、編碼、存儲等流程的規范性和高效性。系統根據《鐵路工程信息模型分類和編碼標準》對構件對象進行統一的分類與編碼，以保證信息在項目全生命周期中的暢通傳遞，根據《鐵路工程信息模型交付精度標準》，針對不同精度的幾何模型與信息附加內容進行拓展開發，以滿足各設計階段模型精度要求。

構件庫系統采用了完善的構件庫全生命周期管理體系，以確保構件的入庫質量、信息安全和高效利用。通過明確劃分部門、角色等使用權限和審核角色，系統實現了構件嚴格入庫、審核與發布流程，再根據權限分配決定用戶是否可以瀏覽、使用、編輯或上傳BIM構件。這種管理機制保證了構件的質量，確保企業信息資產符合標準、完整無缺、安全可靠[5]。在構件庫管理體系基礎上（如圖1所示），構件庫系統基于國產軟件BIMBase和網頁端進行技術架構設計。構件庫系統采用先進的分布式存儲技術，構件庫系統分為應用層和存儲數據層，確保了數據的快速訪問與高效管理。其中，應用層包括Web端和單機用戶端兩個模塊：Web云端通過互聯網連接用戶與平臺，提供在線服務，形成鐵路BIM構件快速存儲、查詢的方法，并依托WebGL技術實現構件模型和屬性的在線瀏覽；單機用戶端基于國產軟件BIMBase，由項目應用模塊與構件設計模塊共同組成。

2.2存儲數據層

存儲設計則是一個獨立的模塊，實現Web云端與單機用戶端的數據交換。系統架構通過合理的架構和流程，既保證了系統的靈活性和可擴展性，又提高了數據處理和存儲的效率。

3"核心功能

系統分為構件管理平臺、構件庫管理后臺、構件設計、項目應用4個模塊。用戶首先利用構件設計命令對構件進行設計與創建，設計構件幾何、屬性等；然后，將完成設計的構件上傳至構件庫平臺。使用時，從構件庫平臺上下載所需構件至項目，并通過用戶端設置參數，調用相應構件（如圖2所示）。

3.1"構件庫管理后臺

主要負責管理構件庫平臺的數據和權限設置。通過后臺管理，可以實現對構件庫數據的維護、權限的分配、日志的查看等功能，包括構件庫數據管理（字典管理、菜單管理、租戶管理、租戶授權、日志管理）和構件庫權限管理（部門管理、角色管理、成員管理）。

3.2"構件庫管理平臺

提供了對包括BIMBase、Revit、Bentley等各平臺構件的分類、編碼檢索、預覽、屬性查看、審核、增刪改查等功能。可以根據構件的分類、適用軟件、名稱等條件進行檢索，也可以根據IFD編碼和分類快速查找構件。其中，構件分類和編碼依據《鐵路工程信息模型分類和編碼標準》；構件預覽利用了模型輕量化技術；構件審核功能確保了構件的文件和信息質量；日志查詢功能可以供管理員及用戶查看全站或個人的操作日志；構件分享功能可以實現構件在不同租戶間的傳遞與共用。

3.3"構件設計模塊

允許用戶對構件的幾何形體進行編輯修改，并添加或修改構件的附加屬性信息。

3.4"項目應用模塊

批量調用和用結構樹管理構件庫中的構件，根據項目需求調用構件，并管理構件在項目文件中的使用情況。同時，提供了構件導入導出功能，方便用戶在不同項目之間共享構件資源。

4"工程應用

以西南山區某鐵路項目的橋面系放置為例，展示了構件庫管理系統的成功應用。首先，根據設計參數，在BIMBase用戶端構件設計界面創建參數化橋面系構件，然后將構件上傳到構件庫平臺，經管理員審核后，橋面系構件在管理平臺顯示并可供下載。然后，在用戶端的項目應用模塊中，從構件庫調用欄桿擋板構件，創建該項目橋梁的橋面系（如圖3所示）。

經測試，該構件庫系統一分鐘內可以布置約5"km的橋面系欄桿擋板，大幅提高其設計效率。構件庫系統在該項目中實現了對構件全生命周期的管理與應用。該系統的應用不僅提高了構件調用和放置的效率，提高了項目模型的設計效率，還保證了構件使用的標準化和規范化，提高了項目模型的質量。

5"結語

基于國產BIM基礎平臺的鐵路構件庫系統通過了第三方機構的功能性、兼容性、易用性和可移植性測試，并成功應用于多個鐵路工程項目中。

該系統提高了構件檢索效率以及構件管理的標準化水平，實現了鐵路工程BIM標準構件創建、入庫、審核、檢索、調用等流程的全生命周期有機管理，實現了構件的參數化創建、標準化審核、編碼儲存、高效檢索和批量調用，使鐵路工程行業各專業構件標準統一、有序管理、有效傳遞與高效利用，形成企業級核心構件數據資產，彌補了現有鐵路BIM建模平臺的構件單一難復用、重復建模等不足，也為各專業正向設計的開展和協同設計平臺的研發提供了堅實基礎。同時，該系統支持基于國產BIM基礎平臺創建的構件，并且能夠支持Revit、Bentley、CATIA、SketchUp等各平臺類型的構件管理，為推動鐵路、公路、房建等行業各階段國產BIM基礎平臺的落地應用打下堅實的基礎。

參考文獻

• 翁凱，李俊生.基于BIM正向設計的鐵路站房標準化體系建設[J].鐵道工程學報，2023，40（12）：88-94.
• 李俊松，董鳳翔.鐵路工程BIM正向設計的思考與實踐[J].中國鐵路，2022（7）：7-11.
• 王凌.基于BIM的鐵路信號構件庫搭建與運用[J].鐵道通信信號，2022，58（5）：56-60.
• 謝先當，劉厚強.基于Bentley平臺的鐵路路基參數化構件庫研究[J].高速鐵路技術，2021，12（6）：47-51，83.
• 唐雪芹，曾昊，董鳳翔等.鐵路工程BIM構件庫建設管理關鍵技術[J].鐵路技術創新，"2022（1）：60-65.