基于BIM的铁路工程管理平台建设分析

2019-04-26刘帅

铁路技术创新 2019年1期

刘帅

（中铁建电气化局集团南方工程有限公司，湖北武汉 430071）

0 引言

近年来，随着我国经济的快速发展，对于现代交通建设要求也逐步提高，铁路工程因其是长途运输的主要途径发展较为迅速，但由于其自身工程特点，对四电施工的信息化提出不同要求。铁路工程建设的首要任务是铁路工程建设信息化发展，其管理模式也在逐步转变。目前，基于 BIM的铁路工程管理平台建设如火如荼，意在对铁路资产进行更好的管理，同时进一步提升铁路工程的建设质量。

1 铁路工程管理平台建设重要性

我国铁路建设呈信息化分散状态，因此，建设信息化集中管理平台显得格外重要[1]。以下对铁路工程管理平台建设的重要性进行分析。

1.1 促进市场活力

具备相关利益关系的产业群体可在铁路工程管理平台建设的基础上进行互动，还可进行经济上的往来，进而达成双赢，产业群体价值得以体现。平台可为产业群体提供丰富的资源条件，相关工作者在获取资源信息的同时起到团体竞争的作用，从而促进铁路电力工程的发展，铁路建设产业链也会得到质的飞跃。

1.2 满足需求多样化

各类信息资源都可在铁路工程管理平台中占有一席之地。原有的信息推广模式不仅资金投入大、建设周期长，且效果较慢，铁路工程管理平台能对以上问题进行有效解决，开发商对于人群目标具有针对性的选择，从而根据需求为其选取最合适的信息，在一定程度上使铁路工程信息化建设得以扩展，满足人们需求多样化的要求。

1.3 信息化建设成本降低

传统的信息化分散管理在建设铁路工程管理平台后被逐步淘汰，进而形成统一管理、资源集中部署的信息化管理模式，此种模式不但符合当今信息化发展趋势，同时使建设资金的使用效果达到最大化。其中，最明显的是资源共享方面，不仅规避了由于工期长而导致硬件、软件信息遭到浪费的情况，单个信息系统集成环节也随之减少，不仅降低铁路工程建设信息化建设成本，也带来了适当的规模效益[2]。

1.4 有助于数据建设发展

以往的铁路工程建设信息化模式一直处在分散状态，数据生成规格不一样，无法做到资源共享，质量也无法达到要求。铁路工程管理平台充分认识到这一点，对于信息进行统一放置、集中使用，在确保数据质量、完整性的情况下，对信息数据进行分析加工，更好服务于新时代下数据的发展建设。

1.5 适应服务信息化需求

铁路工程管理平台建设对传统的信息传播模式不足之处进行了弥补，信息处理更加灵活，技术能力随需求不断更新，需求的改变也促使相关用户将精力更多地集中于应用深化及熟练业务上，更加符合当今对于服务发展信息化的需求。

2 四电工程特点

四电工程包括通信、电力、信号、电气化等4个方面。通信工程相当于铁路的“中枢神经”，具体功能是保障铁路得以安全运行的技术手段，具体工作内容为提供图像、语音等多媒体通信手段，确保信息可以准确高效传输；电力工程是铁路的“能量来源”，对于各系统负荷供电提供保障；信号工程是可视化系统，对于列车运行情况进行监控，对于运输指令进行控制，同时起到信息监控和传递的作用；电气化工程又称为牵引供电工程，为列车提供牵引用电，有效确保列车正常运行。铁路四电工程具体特点表现如下。

2.1 通信工程

通信工程内对于新设备及新材料的使用范围较广，3G、4G等通信手段不断更新换代，后台操控专业性极强。

2.2 电力工程

电力工程施工区域跨度大，且与市政、电力管线交叉点较多，其工期受到一定制约，外电引入风险性极高，对于其他专业的联合测试也有一定制约。

2.3 信号工程

信号工程较易受土建等一些站前单位影响，加之本身专业技术性高，质量、安全、技术管控难度大，信号电路调试标准要求高、结构内部较复杂，短时间进行开通资源消耗大，施工风险得不到控制。

2.4 电气化工程

电气化工程主要特点是专业接口多，新方法、新材料、新技术、新设备等技术更换速度极快，高空作业多、安装工艺要求高、施工安全风险大、联合测试较难，在工程竣工时电气化专业较为关键。

3 BIM技术的优势

近年来，我国大力推展BIM技术应用，经过大量实践，获得了不错成绩，积累了不少经验。应用BIM技术可有效对铁路工程建设的信息管理能力及技术水平加以提升，是未来铁路工程管理平台的发展方向和核心。

3.1 先进的信息处理手段

BIM技术作为先进的信息处理手段，具备将信息更精确、表现更直观、操作更方便的优点。BIM技术其核心内容是将具体建筑物进行三维数字化处理，让其与实际物质世界维度保持一致，有利于铁路工程建设者直接从模型获取所需信息。三维模型相较二维，具有立体组合拼装优势，可使用标准族库进行有效组装，工作效率大大提高，同时，还可进行自动化组装并根据时间进行推演。基于标准化的基础，BIM技术有很强的适应性，对于不同项目参与方和不同阶段均能很好进行协调，对于复杂问题的处理方式有显著帮助。BIM技术还能集成制造、支持虚拟仿真及虚拟制造，在一定程度对工作效率以及管理水平进行提高[3]。

3.2 大数据承载器

铁路工程建设具备建设周期长、相关参与者较多等特点，其过程数据与设计数据结构差异较大且数量庞大，因此要对其进行系统管理和分析。铁路工程建设过程中所产生的数据具有为运营管理、工程建设、实际决策提供依据的作用，因此BIM技术作为大数据承载器可发挥其独特优势。要对数据进行集成管理，就需将信息集成模型进行稳定处理，BIM技术也是最理想的数据集成模式。在铁路工程建设中对其建设成本、过程管理、运营周期、风险控制以及后期养护数据进行及时收集，将各信息集成，进而达到对铁路工程建设全周期数据的管理。数据价值的体现不仅局限于对实际情况的掌握程度，最重要的是对数据进行分析，从而对实际施工中的风险及效益进行了解。BIM技术在对铁路工程建设提供数据支持的同时，也为大数据智能化、信息化奠定了信息基础[4]。

3.3 推进铁路工程建设的重要手段

通过对国内外建筑行业BIM技术应用研究发现，在推广应用BIM技术的同时，也推动了工程建筑标准化管理的进程。因其在铁路工程建设领域方面可以起到推动设计、完善建设过程、施工数据标准化等优点，所以在铁路工程建设过程中，技术和信息更加分明，信息使用也更方便，在一定程度上加快了铁路工程建设的发展。由于铁路行业与建筑行业明显的差异，虽然在铁路工程建筑中利用BIM技术协同作用是发展方向，但还需将技术进一步丰富。铁路工程本身具备跨度大、周期长、区域广等特点，要把管理和实际业务过程结合，更利于BIM技术的应用。

4 BIM在铁路工程管理平台建设中的分析

4.1 开放的技术和市场

市场的开放由铁路工程管理平台的特性决定。平台需要吸引更多的应用开发商以及在各领域拥有最新技术和成功经验的软件，否则不足以吸引众多开发商参与到建设中，平台得以发展的网络效果也无法达到，平台基本生态建设也无法建立。市场开放带来更大动力，需求也在市场经济促进下激发，铁路工程管理平台建设也会得到快速发展。同时，平台需要新鲜血液，若不进行技术开放，极易出现技术堆积，平台发展将受到阻碍[5]。为确保平台实现自主发展，需不断进行技术更新形成高速的技术发展趋势，各管理平台之间相互协作，使供应商与特定技术解绑，促进管理平台良性发展。

4.2 铁路工程管理平台建设

四电工程范围广、跨度大，为更好地对项目进行建设，就需利用铁路工程管理平台对实际施工中产生的数据进行处理。此外，中立的联盟组织和行业协会与开放的市场机制相互适应，可将各方利益平衡，促进网络效应，发展秩序得以稳定。铁路工程管理平台的供应者是铁路工程建设主管部门，他们借助相应技术为铁路工程管理平台建设中所出现的问题进行决策、监督、管理等，由于他们的介入，中立的联盟组织和协会会在一定程度上稍微放权，以此促进铁路工程管理平台的良性发展。

4.3 平台组成

4.3.1 信息和用户应用

铁路工程管理平台应包含该项目的所有参与者，如运营单位、项目单位等，确保各参与者的所有需求，具体组成部分为BIM应用及铁路工程管理平台，BIM技术起到整体协调作用，如调度指挥、应急管理、设计协调、竣工验收等。

4.3.2 数据平台统一

数据平台统一是我国铁路提升社会化服务的重要表现，具体由技术平台、大数据分析平台、云计算基础设施等构成。数据平台统一有助于对数据进行集中处理，为大数据分析提供技术支持，决策者可根据大数据及BIM技术相互协调进行决策管理。

4.3.3 规范标准体系

铁路工程管理平台规范化发展的重要部分则是规范标准体系，体系以BIM技术为中心，下属为BIM技术应用过程标准、BIM模型标准等组成，除此之外，标准体系还包括项目管理标准、大量数据标准等。在实际进行标准化建设时需恪守以下原则：（1）切勿操之过急，标准化工作和应用建设并肩前进；（2）标准化程度切勿过度，防止创新活力受到影响；（3）让各建设单位结合自身优势积极参与到标准化工作中。规范标准体系见图1。

4.3.4 信息安全体系

四电工程由于其地理位置分散，且参建者众多，铁路工程管理平台需依托互联网进行运行，同时也带来了信息安全风险。要从信息安全体系方面入手，对于应用、技术、用户、管理等各方面进行监测、改进、防护，确保信息安全体系管理规范，系统完善。为铁路工程管理平台提供安全保障，确保铁路工程管理平台有效运行。

5 四电工程中铁路平台建设的重要性

业务方面，由于铁路四电工程的独特性，铁路工程管理平台建设可对项目进行更精准的管理，管理模式得以改进，项目盈利情况有所提高。在确保项目成功的同时，也能应对安全质量管理红区、物资材料甲供等问题[6]。在现有项目上，一些施工企业展开试验工作，更好地探索“智慧工地管理平台”，根据现场施工实际情况，对生产要素进行有效数据采集，同时对一线作业层工作需求进行解决。相比于传统的在管理系统内填写数据的方法，现有数据真实性得到提高，实现了数据库与管理平台贯通，项目管理也过度为数据化、智慧化的进程，成功建成一个“进度为主线、项目为载体、成本为核心”的智能管理工地平台。

图1 铁路工程管理平台规范标准体系

技术方面，充分对大数据、移动技术、云技术、物联网技术、人工智能、BIM技术等进行利用，为现场业务开展提供技术保障，从项目实际管理入手，选取合适的技术手段，对技术进行革新，使现场管理能力提高，培养大批的高素质人才，真正落实企业管理思想。结合实际工程特点，确保技术的先进性和可靠性，达到对企业进行管理的目的。