BIM技术在铁路信号设计与施工中的应用分析

何乃超

河钢宣钢物流公司 河北张家口 075100

1 BIM 技术概述

BIM技术是一种新型的通过互联网信息技术，建立建筑信息化模型的3D建模技术，这种设计建模技术能有效的通过数据和指令操作构建完善的工程设计模型，这种工程设计模型能包含了设计的各个功能部分，项目设计人员将BIM技术应用到铁路信号设计中，能有效的将铁路信号可视化、立体化，准确的将设计人员的铁路信号设计方案效果全面呈现。立体的铁路信号设计模型，能有效的减少实际施工中设计图纸与施工建设不协调的问题，有利于帮助施工人员加强对铁路信号方案的理解，减少施工的误差，有利于提升铁路建设的施工质量。

2 铁路信号设备组成

现代铁路信号设备主要分为信号机、转辙机和轨道铁路三个部分。信号机通过某一固定的信号形式向人们传递信息，铁路的建设和运营过程会穿梭众多不同的城市或区域，有很多街道交叉点，铁路运营需要建立对应不同区域的防护区，信号设备的使用能有效强化对每个区域的管理，充分发挥防护区的防护作用，进而减少事故的发生。转辙机设备的位置通常都在道岔处，在运营过程中会根据实际情况进行转换，转换到定位处或者相反位置，目的在于准确地反映当下道岔所处的实际位置，这样才方便有关技术人员在出现道岔故障时快速找准故障点展开维修工作。现代铁路信号设备正常运行的基础设备之一就是轨道电路，其能随时检测到列车运行状态正常与否以及某个时间段内列车所在的位置，所有通过检测收集而来的信息都将传送到信号机，再通过对应的信号设备分类将信息传达给铁路工作人员，让工作人员参考这些信息对火车的正常运行进行控制。

3 铁路信号设备中典型继电器

在列车运行中，为了保证铁路系统信号设备安全性，工作人员会选择应用典型继电器，也就是应用安全型继电器。该继电器由无极式继电器结构构成，按照插入情况划分，主要型号有插入式与非插入式。它们两者的区别在于外观上是否配备防尘罩，前者单独使用，后者匝内使用。其中，有机式继电器具有两种不同形态的定位及反位。在继电器的内部结构中，条形永久磁钢作用的发挥受其他铁组织影响，以此形成两种保护断电后继电器安全情况。也就说单号电流通若继电器时，组织结构内固定的磁路与其他磁路之间产生动力。而无极式继电器受电流大小影响较大，为促进工作任务的完成，其改变电磁力的强弱推动其进行拉杆运动，这一特殊之处在各种信号系统中被广泛应用。在无极继电器两个接点之间出现短路或失控等情况，可在基点之间增加隔离装置，避免受耐高温与耐高压影响，保证了该继电器系统内的安全性。在该继电器使用中可安装隔弧片，当发现有大额度电流进入继电器后，飞隔短路情况突显，而为避免接点组件问题可运用隔弧片。对于整流式继电器，其与无极式继电器的应用存在相似之处，但又不一样。该继电器中安装二极管，通过二极管可将存在电流转化为半波或全波整流电流，在此电流工作处理过程中可直流电源是由交流电源直接转变的，其可在线圈中合理输入。

4 BIM 技术在铁路信号的应用

4.1 在可视化设计中的应用

在对铁路信号系统进行设计时，设计人员需要将对铁路工程中的布置情况进行细致化划分，以此来保证铁路信号系统在布置过程中的独立性。通常情况下，铁路信号系统在设计时往往会影响到多个区域，如果在设计过程中对铁路工程的设计方案进行局部调整，就有可能同时对多个方面造成影响，提升设计人员的设计及难度。若在铁路信号设计过程中采用的是传统CAD建模，其在修改设计方案时虽然可以完成对局部细节的修改，但是由于CAD模型结构特点，往往需要设计人员在多幅设计图纸中进行细节修正，这会导致工程难度以及工作量的大幅度提升，还有可能影响到铁路信号系统设计完成后的总体质量。而BIM技术则不同，在铁路信号设计过程中可以通过可视化的方式来表达出设计内容，通过三维建模能够让数据信息以及给排水工程效果更加直观地表现出来，而且在三维模型构建完毕之后，设计人员还可以通过互动的方式对设计方案的细节部位进行放大以及细微调整，调整过后的设计方案其造成的影响也会在三维模型中实时反映出来，从而提升设计人员的设计质量。

4.2 在协同设计中的应用

铁路信号工程的协同设计指的是将所有设计环节相互协调配合之后进行的设计，这种设计方式能够降低因设计人员沟通交流不顺、信息数据不对称等情况而出现的铁路信号设计缺陷，从而显著提升铁路工程的设计合理性。通常情况下，若采用CAD的方式进行协同设计，则会因为信息导入问题而导致设计任务难以完成。各个环节的设计人员同时围绕同一个BIM模型来完成设计操作，这也能更加直观地了解到其他项目设计人员的修改方案，保证协同设计质量。

4.3 在参数化设计中的应用

在参数化设计中，BIM系统的配套软件Autodesk Revit可以将铁路信号工程设计时所用的三维建模、平面图纸等通过数据化的形式展现出来。

4.4 在仿真设计中的应用

通过在BIM中加入时间维度，则可以构建出安装时间表，在保证安装进度合理的同时能够增加铁路信号工程的设计协调性，提升设计质量。

5 结语

综上所述，铁道信号施工质量直接关系着列车能否安全运行，因此，需要加强对铁道信号施工以及配合施工关键环节的管控，明确当前铁道信号施工过程中存在的质量问题和风险因素，并采取针对性的措施进行防范，做好施工前的准备工作以及施工过程中的监管工作，消除施工过程中的安全隐患，保证铁道信号施工与设计可以安全顺利地进行，提高铁道信号施工质量和施工效率。