BIM技术在铁路设计中的应用浅析

胡瑞龙

BIM技术在铁路设计中的应用浅析

胡瑞龙

中交铁道设计研究总院有限公司，北京 100088

近年来，随着我国铁路建设的飞速发展，铁路基础设施的科技水平相应地得到了快速的发展。这就要求各参与设计施工的单位和专业团队之间配合得更加紧密、更加通畅。这就需要改变以往那种单纯依靠设计图纸来进行设计的方式，需要运用更加先进、更加智能化的信息化手段来进行沟通和协作，从而避免因沟通不畅造成的时间和材料的浪费，提高各专业团队之间的配合熟练度。因此，能够极大地提高不同团队之间信息互换和共享的BIM技术就显示出了它非常大的作用，已日益成为铁路建设中的主流技术应用。

BIM技术；铁路建设；信息化

1 BIM技术简介

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型），最早应用在建筑领域，是指在建筑物设计建设的整个过程中，通过技术手段为不同团队创建一个信息共享的平台，提升团队协同的效率。现在在铁路建设中也开始推广应用，为铁路建设发挥了重要的作用，但还没有在建筑领域应用得那么广泛。

2 BIM技术在铁路设计中的应用

2.1 综合管线碰撞检测

车辆基地中的综合管线设计板块，因为其涉及的专业面非常广，所含的信息量异常庞杂，可以说是车辆基地中最具有技术含量的工作，也是最能体现产品质量水平的工作之一。在传统的设计作业中，应分别对3个专业领域（水、暖、电）进行施工。因为各专业领域设计图纸可能不止一张，对管线路网的排查检查所耗时间可能不比布线等耗费的时间少，在实际中平面的设计图纸上密密麻麻的都是线条，对管线的识别和观察比较错杂，往往容易掉细小的问题和漏洞，为今后的运行和检修埋下隐患。运用BIM技术后，可以通过输入电子设计图纸自动生成三维立体模型，在三维立体模型中，各种线路的走向、交错可以非常直白地观察到，并且还可以对模型进行旋转以更好地观察[1]。BIM技术还可以模拟出设备运行状况，表达出各种碰撞问题，以便及时排查和修改设计中的问题。在后期运行中出现故障时，也可以利用BIM技术进行维修。

2.2 基于BIM的工点设计

BIM技术中的工点设计，主要指在特定的Autodesk（欧特克）软件上，如AutoCAD、AutoCAD Civil 3D、AutoCAD Map 3D、AutoCAD Revit Architecture Suite等，对一些具体的工程和项目进行工点的建模和设计。

（1）运用AutoCAD Civil3D软件进行线路和路基设计。设计者可以通过AutoCAD Civil3D软件对项目进行三维立体建模，在软件中利用专业的线路布局工具，直线、曲线、弧线等进行调整，软件本身还能够以动态的形式对平面线路、横断面路基和总曲线高程等进行展现，形成最终的三维立体模型[2]。此模型是一个有机的整体，可以实现智能互联，一处改动后整体与之关联的线路都经过合理科学的更改，节省大量的时间和精力。此外，此模型还可以自动创建相关的图纸集，如施工图和各种报表等。

（2）AutoCAD Revit Architecture软件的应用可以根据AutoCAD Civil3D软件创建的三维立体模型生成二位设计图纸，并完成工程量的统计，还可以模拟出项目的整体效果图。AutoCAD Revit Architecture软件不是单独地对每个横切面和侧切面进行创建，而是从整体上对项目进行集中创建，它创建的依据也都是通过系统自动生成的图纸、表格、图集等，完全实现了智能化。

（3）运用AutoCAD Navisworks进行三维漫游展示和四维虚拟施工模拟。主要指在前两步的建模基础上，运用AutoCAD Navisworks软件进行施工动态演示。本软件可以自动生成4D模型，对项目施工过程进行动态模拟，以供项目设计人员对项目施工方案进行研究，发现原计划可能存在的问题，提前预防、提前修改，节省项目施工成本和时间。

（4）运用Autodesk 3DMax对设计成果进行视频展现。该软件主要是对前期设计生成的三维立体模型进行渲染，并加以动画、特效等，进而形成更具视觉冲击力的效果渲染图，主要用于项目的宣传等。

2.3 项目各阶段的衔接

一般来说，立项、设计、施工、运营等阶段是铁路项目的主要阶段。传统的设计图纸方式，不能很好地衔接各主要阶段的工作，保证数据等传输的准确性。在实际施工中，一旦发生实际修改，就会影响整个项目，之后的每一项工作、每一个环节都可能进行修改，因此要保证项目整体的完整。如果有一项数据没有进行同步更新，那么可能会造成非常严重的后果[3]。

BIM系统能够很好地解决以上可能存在的问题。BIM能够将项目数据生成3D模型，并且能够动态模拟各项数据、各种管线，同时还可以实现数据模型在各专业团队之间无差别共享和传播，能大大提高项目组之间的工作协同度，打破之前信息传输困难的问题。

2.4 站场运营管理

作为铁路货客运营的中心环节和场所，站场运营管理是整个铁路项目建设的重要节点。BIM软件的应用，需要在项目的前期就录入站场建设的各种数据，如型号、单位、维修数据、列车型号、设备编号等，自动生成BIM三维立体模型。该模型集成了该站场的各项数据资料，为今后站场的运营管理提供数据和模型支持，能够根据不同时段、不同区位信息等计算该场站实际的运行模式，帮助站场管理人员处理客运登记、货运收发、列车出入站等各项工作，能极大地提高站场的运营管理效率[4]。

2.5 外业勘察中的BIM应用

铁路勘察设计的主要勘察内容包括初步勘察测控、定测。铁路外业勘察工作同样是对铁路进行设计的关键。虽然开展外业勘察时，无法对铁路建筑内部进行深入设计，但是以上两项工作重点是对方案进行明确、收集资料等，同时在现场选址和设计中发挥重要作用。因此，将BIM应用于外业勘察，属于BIM技术发挥自身价值的关键。当前，在进行铁路外业勘察设计时，各项目间资料与勘察结果需达到实时共享的目的，即主要采用以电子形式、文档形式为主的软件测量类型。相关技术人员为了保证现场选址的合理性，都应通过相互沟通和交流进行项目交底工作。

3 结语

BIM技术作为一项系统的智能化信息集成，它的推广使用能够改变铁路系统运营现状，带来运营技术的更新、运营效率的提升，还能转变铁路工作人员尤其是设计人员的思维方式，给铁路智能化管理带来革命的转变和革新。铁路作为我国一项重要的民生和战略设施，尤其是高铁项目，凭借着领先世界的技术已经出口到世界多个国家和地区，成为我国一张鲜明的名片，让世界人民重新认识了中国日益发展的高新技术。在BIM技术完全应用的将来，我国铁路事业的发展将会更加智能、高效，引领铁路建设更加信息化和智能化，更好地服务于我国各项事业的发展。

[1]乔晓科，苟阿虎. BIM技术在铁路地质勘察中的应用[J]. 建筑知识，2017，37（10）：139-140.

[2]江传东，韩柱先. BIM技术在阳大铁路接触网设计中的应用[J]. 铁路技术创新，2017（1）：72-74.

[3]喻佳. 铁路隧道设计中BIM技术的应用研究[J]. 建设科技，2017（1）：102-103.

[4]赵文武，曾绍武，赵钦，等. BIM技术在铁路信号设备数据管理中的应用研究[J]. 铁道标准设计，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

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