BIM技术在铁路通信信号室内施工的应用探讨

张旭柏，杨帆

（中国铁建电气化局集团第二工程有限公司，山西太原 030023）

0 引言

随着我国铁路建设事业的突飞猛进，每年都有大量的铁路项目在不断建设，并且许多项目施工工期紧、工艺要求高，施工单位施工压力大。在传统铁路通信信号室内施工中，通常依据经验进行，时常发生返工。为此，BIM 作为一种新型信息化技术，能够很好地对铁路通信信号室内施工进行优化，对通信信号室内设备的安装及布线进行模拟展示，解决当前铁路通信信号室内施工中存在的问题，提高通信信号室内施工质量及工艺［1-3］。

1 BIM技术的含义及其应用

建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型基础，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息，是一种应用于工程设计、建设、管理的数据化工具。BIM可为设计团队以及包括施工、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期等方面发挥重要作用。

二维技术制作的通信信号室内施工图纸主要是由线段、线条、图形、符号等元素组成，对于施工中线缆桥架的尺寸、安装位置、线缆路径的贯通情况、室内布线的碰撞情况都难以详细明确，施工过程中主要依靠专业技术人员的经验指导室内综合布线施工。由于施工环境或技术人员人为因素，线缆布线经常会出现“错、漏、交叉”等问题，造成大量返工和电缆材料的浪费，影响了整体的工艺美观效果，不合理的布线也给后续的运营维护埋下隐患。

2 BIM技术指导通信信号室内施工

2.1 建立房屋建筑模型

根据设计单位提供的CAD 图纸，初步建立房屋建筑模型（见图1）。初步建立的模型要达到项目所需精度，通过建筑模型可以为房建专业提供工程量统计、材料计算、施工模拟、进度计划以及装修效果等专业指导，在模型搭建过程中应与各个专业工程师沟通协调，做好预埋管线、过墙洞、沟槽、接地系统等接口工作的建模［4-6］。

图1 房屋建筑模型

2.2 机柜模型安装及线缆路径优化

铁路通信信号专业设备相对其他专业有其特异性，需要单独建模。根据物资招标后设备厂家提供的机柜尺寸、照片等资料，通过3D 建模软件，对所需的设备建立相应的标准构件族，达到BIM 模型与实际一致的效果。根据室内设备布置平面图将各个机柜族模型摆放到位，以BIM 三维可视化直观呈现机柜现场安装情况。机柜安装后，根据房间布局和其他设备位置确定静电地板铺设方案，最大程度保证静电地板减少切割，达到降本增效的目的。根据组合侧面配线表及上下部走线原则设计合理线缆路径，基于静电地板的铺设方案和机柜位置设计出下部走线架路径，保证走线架正好处于静电地板的正下方，避免与静电地板支柱产生碰撞。建模时要符合施工的实际情况，柜体与柜体、底座、线缆桥架之间的绝缘处理均要在模型中体现。室内设备及走线架布置见图2。

图2 室内设备及走线架布置图

2.3 设计图纸配线分析和制表

2.3.1 芯线制表

分析专业设计图的配线表，对每根芯线从始端到末端进行统计，制成详细的芯线表格（见表1）。

表1 芯线表

2.3.2 芯线表归类分析

对统计好的芯线表进行归类分析，将相近始端和末端的芯线统计为1根护套线，即可统计出所有的线缆（见表2）。

2.3.3 备用芯线统计

护套中的芯线有时会有剩余，或者为了工艺的美观会增加一些线缆，对这些线缆和剩余的芯线进行统计整理作为备用芯线移交业主，可为后期的运行维护提供便利（见表3）。

表2 芯线表归类统计

表3 备用芯线统计

2.4 室内线缆敷设优化调整

在室内综合布线施工中应用BIM 技术，可实现对线缆敷设进行优化调整。依据设计要求配线和布线的原则如下：

（1）组合柜电源线靠走线架前部最下层布设，移频柜电源线靠走线架后部最下层布设；

（2）计算机监测的线缆在电源线另一侧，线缆较多时可依次布设在上方两侧；

（3）设备机柜间线缆布放于中间位置，然后由近至远依次往外排列，线缆较多时近端在下层，远端在上层；

（4）轨道电路屏蔽线缆按照从移频柜左侧引出发送线缆、右侧引入接收线缆布放，其他配线依次向上布放；

（5）道岔引入线缆靠走线架前部、信号机引入线缆靠走线架后部依次布放在上方；

（6）电源屏引出至机械室机柜线缆靠近机柜侧布放，电源屏引出至联锁、列控、CTC、集中监测、缺口监测、ZPW-2000轨道监测电源线靠另一侧布放；

（7）联锁、列控驱采缆应独立设置走线架，并分两侧布放；

（8）ZPW-2000 轨道电路维护及监测柜至移频柜线缆与信号集中监测至组合柜监测线缆独立设置走线架。

结合专业技术人员的布线经验，在模型中绘制出每条线缆，并按照布线原则做好分层，在线缆模型绘制过程中有效解决错、漏、交叉等各种问题。模型不仅能让工作人员直观地了解线缆的走向，更包含了工作过程中所需要的各种信息，如线缆的型号、颜色、长度以及其对应的端子等。应用BIM 技术呈现的室内上下部走线见图3。

2.5 指导现场施工

完成室内设备布置的三维可视化设计后，对已经建立的模型进行时间轴的设定，即可实现室内设备安装的施工预演，工作人员可按照模型安装设备。通信信号室内设备布线非常繁琐，利用BIM 模型创建电缆敷设布置和电缆路径断面图，让工作人员更加直观地了解室内布线，从而减少返工和材料浪费等问题，使室内综合布线更加合理，工艺更加美观。通过合理优化的线缆路径以及模型提供的电缆长度数据，有效减少了线缆的使用量，节约了大量成本，提升了工作效率。将模型中的详细信息转化为电子文件，可直观展示各种材料及型号，既降低了工程人员的统计工作量，又减少了二维图纸不直观产生的错、漏统计，有利于施工过程中准确统计材料，更加有效地进行材料使用卡控。

2.6 设备全生命周期管理

图3 室内上下部走线图

施工完成后，应用BIM 技术对铁路信号室内设备进行运用维护，能够对铁路信号室内设备进行全生命周期管理。对铁路信号设备的生产厂家、设备型号及规格、生产日期、安装及调试日期、维修、更换及报废等信息进行参数化，建立完备的设备状态数据库，使数据与实际情况一致，实现对设备信息的精确统计，同时可输出报表，方便运营方随时查阅，对实现设备全生命周期管理的运维管理具有重要意义。

3 结束语

在铁路通信信号室内施工中探索BIM 技术应用，主要以三维模型为主要手段，使得施工过程更加详细明确，施工效率有很大提高，尽量避免或减少返工所造成的材料和人力的浪费，对于提高工程质量、缩短工期、降低成本都起着非常重要的作用。