BIM技术在地铁通信信号工程中的应用探讨

韩萌

（中铁十四局集团电气化工程有限公司，山东 济南 250014）

1 BIM技术的概述

BIM技术在20世纪70年代起源于美国，由其将不同专业建筑信息用三维模式的形式表现出来，具有立体化、形象化的特点，实现了不同专业的不同设计，其中文名又称建筑信息模型。BIM技术的兴起，有效的避免了多种交叉型技术结合在一起产生的弊端问题，能够根据地铁真实运营的情况及时做出调整，避免步骤繁琐，减少了材料的使用和地铁在运营的过程中出现的误差和损耗，给后期验收和安全运营提供了方便。如今，广泛运用的BIM技术是以三维数字为基础的建筑信息模型，不仅对增加时间参数的四维、五维，更是对高级六维基础的BIM技术有很大的研究，并将其大力地推广和使用。

2 地铁通信信号技术的难点

众所周知，当前的地铁施工地点一般都在城市的中心或者是主干道。因此地下的管线特别复杂且数量特别多，不同专业的图纸不能集中在图上体现，往往会采用二维图纸，以至于图纸上数据与现场实际数据之间存在偏差。通信信号工程作为地铁运行的神经中枢，施工中涉及管线较多，导致线缆交叉问题较严重。因此，合理布置管线，避免管线交叉带来的影响是重中之重。其次，因为BIM技术在通信信号工程中的应用比较少，所以，经验丰富的专业人才储备不足，导致知道BIM技术应用的人较少。对此，需要增加BIM技术专业人才的培训力度，并提高BIM技术专业人才的综合素质和专业能力，使这项技术广泛应用到现实中去。

3 BIM技术的优势

BIM能及时地反馈地铁通信信号建设过程中的信息，在技术设计阶段可以实现协同的效果，为施工方案制定提供了信息和方便。BIM技术的优点是具有三维渲染演示、快速算量功能和数据信息整合功能。

3.1 三维渲染模式

三维渲染模式它可以将平面cad图纸转化为三维数字模型，把施工图纸中的工艺特点和工序进度以及技术难点用三维图像的模式呈现出来，完成BIM建模之后使用三维渲染，可以看到不同施工方案的对比，从而选出最佳的方案，提高了BIM建模的精确度和时效性。

3.2 快速算量功能

在施工的过程中有些项目预算超标，且不精确，因此施工企业在使用BIM数据库的时候，为了快速计算出精准数据，可以启用BIM数据库中的3D数据库，有效地控制总体施工进度、减少施工成本、提高施工效率。

3.3 数据信息整合

在正常的施工管理过程中，数据整合是整个施工过程中难度最大的。运用了BIM建模后不仅能够降低施工资源的损耗，还能实现更精细化的施工，从一定程度上提高了资源的利用率。BIM技术因其有着可视化、可出图性、优化性、协调性以及模拟性等特点，很大程度上提高了信息量和查阅资料的效率，能够准确地表达出设计的意义所在，对地铁项目的运营管理和处置要求起到很大的帮助。

4 BIM技术在地铁通信信号工程中的应用

4.1 BIM技术在设计阶段的应用

BIM技术可以在设计的过程中实现协同效果。在实际地铁通信信号工程运行过程中，不仅涉及地面上的设备和管线，地下还有很多的电缆沟槽，各种交叉管线直接影响到通信信号的正常运营，若是设计方案不合理，容易造成各专业的施工工期延长及工程成本的增加。而在借助BIM技术后，能够更直观、立体、形象地了解地铁运营轨道、车站等多种交通，从设计阶段就应将通信信号工程和电缆沟槽、设备管线，车站的主体架构和地下的交叉线布局建立统一的数据模型，避免交叉线的反复使用，不但能提高施工的效率还能保证施工的安全。

4.2 BIM技术在施工阶段的应用

4.2.1 BIM技术在施工前准备阶段的应用

第一，因要保证通信信号工程设计的可靠性和科学性，可以根据设计人员提供的整体建筑施工图纸及机电管线图纸，构建通信信号系统BIM模型，并对车站站厅、站台、设备区和各出入口进行专业的建模工作。第二，施工责任人需要随时知道项目设计的实施情况和现场施工进度情况，组织相关技术人员和设计人员到工程现场做实际勘察，并根据勘察结果和前期汇总的线缆型号、线径大小、长度以及起始位置等数据对线缆敷设和绑扎工程的施工工艺做BIM图设计，绘制出一套相对完整的施工设计图，经项目部技术人员对BIM设计图进行审查讨论，确定最终施工方案。第三，施工人员组织和技术交底。组织选用经验丰富的施工人员，并大力展开BIM技术培训交底工作，提高施工技术人员的专业素质和实际操作能力。第四，因施工的各项机械设备较多，地铁通信信号工程必须以BIM技术进行有效的分类和根据出场顺序进行整理，这样不仅能保证施工的效率，还能减少施工过程中各类材料的加工作业量，从一定程度上节省了机械设备的使用成本。

4.2.2 BIM技术在施工中阶段的应用

BIM技术在施工的阶段中因施工环境、管线、桥架等多种因素的变化，所以本身具有特殊性，需要根据相应的变化采取相应的措施。根据BIM技术通信信号工程施工所涉及的工序很多，其中每一项工序都扮演着极其重要的角色，环环相扣，如果前一步工序做得不到位就会直接影响到后续的施工质量。

区间线缆的敷设。线缆开始敷设的时候要对不同型号、规格的线缆做好标牌，以免误用。严格按照BIM图纸设计，对每种型号的线缆进行逐一敷设，采用“粗在内，细在外；长在内，短在外”的放缆原则，穿越人防孔洞时，根据支架高度及人防空洞高度，统一采用“S”弯，保证线缆上翻及穿孔时平滑过渡且整齐美观。如图1所示。

图1

图2

机房爬架，线缆由线槽进爬架及由爬架进地槽时，根据BIM图上的线缆数量，粗细程度，放缆的先后顺序等对线缆在地槽内和爬架的摆放进行提前规划，依据分层情况采用“瀑布式”分别进入各自所属的地槽，并反映到BIM图上；机房地槽，对地槽内所有线缆进行提前统计，并根据线缆的直径大小、数量进行统一规划，分层摆放。采用定制的线缆固线器将线缆进行固定，使原本堆放无序的线缆分层排放，体现出“立交桥”的特点。如图2所示。

在施工的过程中，若出现工程设计方案需要改变的情况下，为了保证设计方案、施工图纸与现场实际相符，必须利用BIM系统模型和数据库进行变更，同时业主对BIM内部系统的设计模型和数据库进行审核和验收。通信信号系统安装为了实现对现场施工质量的控制管理，利用BIM模型建立了有效的数字化管理信息平台，对现场的施工问题进行记录并拍照上传跟踪，和验收之时出现的问题进行对比，及时发现问题。

4.2.3 BIM技术在验收阶段的应用

安装和承包的责任人在相关系统中对资料进行整理，然后从施工设计记档，增加工程施工和记档资料之间的契合度。利用数据库、3D模型技术及二维码等手段实现设备、材料，入库清单、出库清单、现场安装清单、和对应的退库清单和转交清单，并把全部设计中的3D模型转化成电子版，然后在数据库中建立施工和竣工的设计图和查询功能，做到现场、施工图纸、BIM模型数据统一化，提高设计工作的效率和成效。

5 BIM技术在通信信号系统工程设计中的发展方向

BIM技术在通信信号系统工程中的应用有3个阶段；第一阶段，以传统的二维设计相结合，结合BIM技术，在结合的过程中，提供自身的设计成果，和管线布置，从根本上解决接口的衔接问题。第二阶段，结合BIM技术的特点，开发相关的插件，传递彼此的基础信息，完成室外的电缆布置图，以及所有的机柜排列图等，为第三阶段的发展提供了有利的条件。第三阶段，为了更好地完成原理图、配线图、环线图等多种，必须再次深度开发BIM软件，并且可以通过BIM进行三维仿真模拟和查找，提升运营能力和效率，实现真正的全MIT技术出图。

6 结语

目前，BIM技术应该从全局着手，根据其分析设计，施工、管理运维等方面的需求，结合当前项目施工和管理中出现的问题，进一步提升BIM的应用和推广工作。通过BIM技术在地铁通信信号工程的应用中可以看出，BIM技术已经取代了传统的平面设计，不仅在施工的过程中，有效地避免了交叉，地下沟槽等多种冲突减少了施工成本并且提高了施工的质量。若将BIM技术能够有效地运用在地铁通信信号工程中，必然能够提高其设计水平。现如今，BIM技术在项目管理、设计、施工和运维护必将有广阔的发展全景。合理构建BIM技术的集成系统，积极研究及推广，实现在地铁通信信号工程建设全周期中对施工进度、成本、质量、与安全的高效管理。一体化更是在信号工程中带来非常好的经济效益和社会效益，得到更高效的价值回报。