BIM技术在铁路通信设计中的应用探讨

anotuzuivu

摘 要 通过阐述当前铁路设计BIM技术应用现状，分析BIM技术在铁路设计中的优势，研究基于BIM技术的铁路通信正向设计，提出铁路通信设计应用BIM技术的3个关键点：设计平台选择及开发、二维设计与三维设计结合、设计精度，为今后开展铁路通信BIM正向设计提供借鉴。
关键词 BIM技术;铁路通信;应用;铁路设计
1  概述
建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）是以三维数字为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。BIM技术的两大核心理念：一是BIM工程信息既包含几何和功能属性，又包含项目全生命周期信息，二是能够实现信息共享和不断更新，即能够在各种工程信息之间创建实时的、一致的关联[1]。近年来，随着信息技术的发展，BIM技术已成功应用于多个建筑工程行业，有效地减少了设计变更、提高了施工现场劳动率。
随着BIM技术的不断发展，将其应用于庞大的铁路工程建设系统中，以期提高铁路设计的信息化水平已是大势所趋。在全国交通强国的战略下，利用信息化手段提升铁路勘察设计的质量，成为当前勘察设计企业的新目标。同时，在中国铁路总公司的推动下，多家铁路设计院开展了多項BIM技术在铁路行业的研究，传统的二维设计正逐步向三维设计过渡。
2  铁路行业BIM应用现状
2.1 BIM技术优势
铁路设计领域中各专业通过建立BIM模型将BIM技术引入到铁路设计中，利用模型信息进行分析，及各种干涉检查、规范检查和工程量统计，进一步提高设计水平和设计质量[2]。同时，基于BIM技术的三维设计，使得设计成果更为直观、精细，一定程度上避免了现场人员对图纸理解有误的情况。
传统二维CAD设计中，通信专业图纸上的管线为不易区分的黑色密布线条，无法有效检查管线碰撞问题。将三维BIM技术应用于铁路通信设计中，一方面在管线综合方面具有重大意义，另一方面能够通过可视化设计和施工，有效避免施工错误，且能够提供运维需要的必要信息[3-4]。
2.2 铁路行业BIM发展
2013年12月，中国铁路BIM联盟成立，致力于形成中国铁路BIM技术体系，为中国铁路设计、施工、运营管理全生命周期提供支撑平台[5]。2016年5月，中国铁路BIM联盟在北京组织召开“铁路BIM模型交付精度标准研讨会”，审议了站后四电专业IFC标准征求意见稿。此后，中国铁路BIM联盟多次召开国际铁路IFC标准研讨会。通过研讨，中国铁路BIM标准体系框架、标准编写及标准国际化取得了一定的成就。
铁路BIM技术研究初期，各铁路设计院作为BIM全生命周期的数据源头，仍然处于以翻模为主的研究阶段[6]。中国铁路正逐步向智慧铁路的方向发展，基于BIM技术的正向设计将是今后铁路设计发展的大方向。因此，基于铁路BIM标准体系框架之上，各铁路设计院目前均处于平台验证、专业协同模式研究及BIM辅助设计功能定制开发阶段。
3  铁路通信设计中BIM技术应用关键点
3.1 设计平台选择及二次开发
BIM技术在铁路工程中的应用离不开计算机软件的支持，目前欧特克（Autodesk）、奔特力（Bentley）和达索（Dassault）三家公司的软件产品占据了大部分BIM软件市场份额。铁路通信专业BIM正向设计中，选择适合于本专业的设计平台能够有效地提高设计效率，因此需根据通信专业特点，分析三家公司的解决方案，总结其优点及缺点，选择更适合于铁路通信专业的软件平台进行基于BIM技术的正向设计。
现有的BIM软件多为基础型、通用型软件，缺乏针对铁路通信专业的实用性功能。因此还需借鉴二维辅助设计软件的功能，对现有的设计平台进行二次开发，增加针对铁路通信专业的实用性功能。
3.2 二维设计与三维设计结合
铁路通信工程具有其独特的专业特点，其设计成果包括多种类型的图纸。其中如设备平面布置图等设计成果可以有效地从二维设计转换为基于BIM技术的三维设计，通过更为精细的BIM可视化设计，有效避免施工错误，同时从设计源头增加设备相关数据，为铁路运维提供必要的数据信息。通信设计成果中还存在配线图等表示逻辑关系的二维设计成果，BIM设计能够在一定程度上解决管线碰撞的问题，但无法有效表示配线图等图纸中的内容。因此，铁路通信BIM设计中，需研究如何将二维设计与三维设计相结合，进一步提高铁路通信图纸的设计质量。
3.3 设计精度
基于BIM技术的三维设计由于其数据体量较大，存在一定程度上交付困难的问题。因此设计初期，应明确其设计精度，构件级的设计精度更为精细化，但同时会产生较大的数据，应考虑模型轻量化问题。设备级的设计精度数据体量相对较小，但会出现精细度不够的问题。因此，在铁路通信BIM正向设计中，应根据项目实际情况确定实际设计精度。
4  结束语
本文阐述了BIM技术发展现状及当前国内铁路行业的BIM技术应用现状，通过分析BIM技术在铁路勘察设计中，尤其是铁路通信设计中的巨大优势，浅谈未来铁路通信BIM正向设计的关键点，为今后开展铁路通信BIM正向设计提供借鉴。基于BIM技术的正向设计将是今后铁路设计发展的大方向，研究铁路通信BIM设计是有意义的技术经济探索。
参考文献
[1] 朱江.BIM在铁路设计中的应用初探[J].铁道工程学报，2010，27 （10）：104-108.
[2] 逯宗田.铁路设计应用BIM的思考[J].铁道标准设计，2013，（06）： 140-143.
[3] 王朝存，于凤.BIM技术在铁路四电领域的综合运用探讨[J].铁路技术创新，2014，（02）：22-25.
[4] 王潇.BIM技术在铁路弱电行业的应用[J].铁路通信信号工程技术，2018，15（06）：79-84.
[5] 韩元利.论铁路BIM的认识误区与实施原则[J].铁道工程学报， 2015，32（04）：118-122.
[6] 徐博.基于BIM技术的铁路工程正向设计方法研究[J].铁道标准设计，2018，62（04）：35-40.