百年京张 再造智能铁路传奇——对话中铁工程设计咨询集团有限公司BIM中心主任张忠良

文｜吴付标

2018年10月，在伦敦举行的纵览基础设施建设2018大会上，中国的京张高铁BIM项目不仅以 “推进轨道交通领域协同数字工作流”夺得光辉大赛特别荣誉奖，同时也成为会上外国专家的关注焦点。

这些外国专家都在好奇中国人如何在5年内建成一条170多公里的高铁？高铁经过的世界文化遗产核心区如何保护？如何利用BIM技术实现高难度环境的施工以及支持智能高铁运维？

为了回答国际专家和媒体关于“智能京张、绿色京张、人文京张”之问，笔者与中铁工程设计咨询集团有限公司（以下简称“中铁设计”）BIM中心主任张忠良进行了一场畅聊，揭开百年京张的新传奇。

中国高铁惊艳世界

问：首先请您介绍一下京张高铁项目的具体情况。

张忠良：京张高铁是我国 “八纵八横”京兰通道的东段，也是2022年北京——张家口冬奥会的重点配套交通基础设施。北京至张家口铁路正线全长约174km，共有71段路基、64座桥梁、10座隧道、10座车站。在同样的起点和终点，一百多年前的1909年，中国人自行设计和建造的第一条铁路——京张铁路全线通车；2019年京张高铁开通运营后,将成为世界上第一条智能运营的高铁线路。

问：百年京张是百年中国铁路史的缩影。在“光辉大赛”评奖答辩环节，这个项目受到国际专家和媒体的关注，他们关注的点是什么？

张忠良：高铁是一个复杂的多专业集成系统，中国不仅拥有全球最大的高铁网络，其建造技术目前也是处于世界领先水平。京张高铁是第一条在高寒、大风沙区域建立的时速350公里的高铁，施工难度非常大，国外专家和媒体记者普遍对中国如何能在短短五年内取得这一成就感到惊讶。与会期间，专家和各国记者最感兴趣的就是京张高铁在面对如此复杂的高铁系统时，如何高效的开展多专业协同设计工作，又是如果利用设计成果指导后续的施工工作。不同于其他BIM项目，京张高铁通过制定标准流程来驱动信息交互，开展设计工作；制定语义标准来对模型构件进行编码描述。利用工程实体数据库中的结构化数据基础，对设计成果进行精细化管理。当然，为了实现这一创新方法，我们在铁路BIM标准的基础上结合需求定制了底层的流程标准、语义标准和数据标准。同时，利用这几类标准作为基础，我们也可以高效地完成专业间的协同工作管理，做到互提资料及时完整，传递数据简洁高效，设计模型快速生成等。

问：京张高铁设计采用创新性BIM技术，是如何用来完成这个历史使命的项目？

张忠良：京张高铁所经地区外部环境复杂，环境要求高，包含八达岭长城站等重难点工程 “一桥两站三隧”。参与专业包含线路、轨道、地质、桥梁、隧道、变电、通信、防灾、暖通、环保等23个主要专业，专业间协调难度大。这是中国首条全线全专业全生命周期采用BIM技术来完成如此高难度的高速铁路项目。

我们的项目团队通过MicroStaion 、OpenRoads、ABD等一系列软件完成了BIM项目从工作环境搭建、全专业协同设计工作开展、模型审核、装配、成果精细化管理及交付等一系列工作。例如八达岭长城站建设在地下深达102米，创造了许多世界之最，世界上规模最大的暗挖地下车站，国内最复杂的暗挖洞群车站，国内旅客提升高度最大的高铁地下站，国内单拱跨度最大的暗挖铁路隧道等。

问：在京张高铁项目之后，中铁设计对于BIM技术在高铁行业的未来发展与应用有哪些部署？

张忠良：中铁工程设计咨询集团有限公司王洪宇总经理给我们提了两个高要求：一是达到协同设计工程化应用，二是在BIM技术领域达到国际先进水平。我们把这两个高要求分解成三个 “小目标”，即实现BIM正向设计；以BIM设计成果支持施工和运维；实现三维选线。

总而言之，就是利用BIM技术为设计提供方案对比，为施工提供标准依据和设备安装的参考，为竣工阶段确认设计与现场吻合与调整，在完工时提交BIM模型给运维厂商进行后续运营阶段应用。同时也为智能铁路的施工建设及运维阶段开展云计算、大数据分析等提供了可靠的数据基础。

选择对的伙伴 共同打造中国名片

问：在京张高铁BIM项目中，为什么选择Bentley作为技术合作伙伴？

张忠良：Bentley提供了一个比较系统的多专业、全面协同、全生命周期管理解决方案。中国铁路动辄上千公里乃至几千公里，涉及专业非常多，工程非常复杂，工程量也比较大。可以说，中国铁路是大场景，需要解决复杂工程和多专业协同，所以当时选择了Bentley，同时也是因为我们本身也具备丰富的Bentley软件应用经验。

问：采用Bentley解决方案，取得了哪些成果？

张忠良：例如采用Bentley的MicroStation、ABD、OpenRoads等软件开展了全线全专业BIM设计，实现了全专业在同一协同平台上开展工作，采用分层组装的方法进行段落总装。各专业通过对既有软件的深度学习并结合专业知识通过软件标准定制及二次开发等手段大大提高了工作效率，如地质专业结合MicroStation，通过对软件的二次开发，实现工作效率提高5倍以上，使得设计时间缩短了1000人工天。

我们分别从模型创建、模型总装、模型审核、设计检查、设计修改、方案确定、成果交付等方面节省了大约3个月的设计时间。此外，检验了Bentley在铁路全专业BIM设计的可行性，探索了三维正向设计流程，降低了对环境影响，提升了设计质量，验证并完善了中国铁路BIM标准，为今后中国乃至世界的高铁项目BIM应用建立了标杆，同时提升了公司技术实力和未来承接铁路BIM项目的机会。

问：BIM在中国铁路行业的应用可以说是刚刚兴起，中铁设计是否与行业单位进行了合作？

张忠良：“铁路是一家”，我们要共同打造好高铁这张中国名片。中铁设计和兄弟单位之间的交流也是毫无保留的。铁路总公司和铁路BIM联盟也给予了我们很大的支持。在整个京张高铁项目的实施过程中，他们多次前来检查、授课、指导工作，才有了我们现在的成绩。

构建BIM团队 一切皆有可能

问：在京张高铁BIM项目的实施过程当中，给您留下深刻记忆的是什么？

张忠良：我留下最深印象的就是“万事开头难”。不过，这个项目对于行业是国家工程，对于我们集团是一把手工程。集团领导非常重视，并给于全力支持。有了管理后台的强力支撑，我们在前面干事就有底气，各生产院各专业的合作与支持力度也就越来越强。

问：领导支持至关重要，执行团队不可或缺。中铁设计如何组建BIM团队？

张忠良：领导的支持和团队的坚持是关键成功因素。我们形成了BIM中心、项目部和研发团队的三合一架构。项目部及研发团队能坚定不移地贯彻BIM中心传达集团的BIM战略方针及技术路线，同时项目部在遇到问题时，BIM中心和研发团队也能及时的给予项目部充分的政策及技术支持。

问：请结合您本人的情况谈谈做好一个BIM团队领军人物需要具备哪些素质？

张忠良：结合个人经验，要成为一名合格的BIM团队领导，需要对各专业知识、科技管理体系、软硬件及网络搭建、软件开发管理等方面达到深入了解，我觉得我们在业务上、技术上的综合积累可以把BIM业务想的更透彻，了解要采用什么方法和手段达到业务目的。个人的能力毕竟是有限的，要做好BIM，需要具有前瞻视野的企业领导，一个多能力融合的吃苦耐劳的内部团队和一批专业的外部支持伙伴。有了这个大团队，我们才可以写出百年京张的传奇，才能为中国高铁事业的发展再立新功。

回忆起当时京张高铁BIM建设的往事，中铁设计BIM团队的一位同事赋诗记怀：“中国高铁看京张，伦敦喜获光辉奖。创业艰难不敢忘，中铁设计再翱翔。”从这篇短诗中，我们可以想象创业艰难百战多的场景，也可以感受到团队成员砥砺前行的激情。

当BIM技术兴起，基础设施行业迎来新的生机，而中国铁路行业抓住这个机会无疑是智慧之举，中国铁路的建设者们从懵懵懂懂到逐渐精通。认识新技术的过程是曲折的、痛苦的，但是结果却是欣喜的。中国高铁的BIM应用，已从京张高铁开启新篇章；中国高铁在智能化中提速，BIM技术也在不断创新。可以预见，中国铁路行业运用好BIM技术，将书写出智能铁路的世界传奇。