BIM技術(shù)在鐵路站場(chǎng)中的應(yīng)用分析

崔玉坤

中鐵三局集團(tuán)第二工程有限公司

BIM技術(shù)在鐵路站場(chǎng)中的應(yīng)用分析

崔玉坤

中鐵三局集團(tuán)第二工程有限公司

BIM技術(shù)，通過(guò)數(shù)字信息仿真來(lái)模擬鐵路站場(chǎng)的實(shí)際信息，在國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始廣泛的使用，目前我國(guó)鐵路站場(chǎng)中也引入了BIM技術(shù)，本文主要是通過(guò)闡述鐵路站場(chǎng)中BIM的應(yīng)用現(xiàn)狀，針對(duì)BIM的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行優(yōu)勢(shì)分析，提出鐵路站場(chǎng)各個(gè)建設(shè)階段BIM技術(shù)的應(yīng)用構(gòu)建。

BIM技術(shù)；鐵路站場(chǎng)；應(yīng)用分析

1 引言

近些年，我國(guó)鐵路建設(shè)有了很大的發(fā)展，尤其是高速鐵路方面，有了矚目的成就，在這種發(fā)展趨勢(shì)下，我國(guó)鐵路技術(shù)會(huì)逐步走向國(guó)際市場(chǎng)，對(duì)鐵路建設(shè)尤其是鐵路站場(chǎng)的建設(shè)要求會(huì)越來(lái)越高，我們應(yīng)該投入更高的技術(shù)來(lái)進(jìn)行建設(shè)，在與傳統(tǒng)技術(shù)相比較之下，BIM技術(shù)在鐵路站場(chǎng)建設(shè)中具有很明顯的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)鐵路站場(chǎng)建設(shè)實(shí)現(xiàn)全周期壽命管理。目前BIM技術(shù)已經(jīng)在日本及歐美等一些國(guó)家工程應(yīng)用中取得了一些成果，國(guó)內(nèi)的鐵路建設(shè)也開(kāi)始思考將BIM技術(shù)引入到站場(chǎng)建設(shè)中，來(lái)提升整體的建設(shè)水平，本文正是在這樣的背景下展開(kāi)分析。

2 鐵路站場(chǎng)中BIM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 現(xiàn)狀分析

Building Information Modeling，即BIM（信息建筑模型）于上世紀(jì)70年代在美國(guó)誕生，是建筑業(yè)最先提出的，隨后拓展到建筑工程領(lǐng)域，作為一種新型的技術(shù)，對(duì)建筑工程的發(fā)展有很大的推動(dòng)作用，并且應(yīng)用范圍也從美國(guó)擴(kuò)展到歐洲以及日本等地區(qū)，這些地區(qū)引進(jìn)BIM技術(shù)，并且在建筑等行業(yè)提出相關(guān)技術(shù)要求，同時(shí)建立了相關(guān)的使用標(biāo)準(zhǔn)[1]。我國(guó)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑領(lǐng)域隨之有了較大的發(fā)展，也引入了BIM技術(shù)，盡管我國(guó)BIM技術(shù)應(yīng)用起步比較晚，但是經(jīng)過(guò)十幾年努力的探索，BIM技術(shù)應(yīng)用在建筑等行業(yè)日趨成熟。但是與建筑行業(yè)對(duì)比，BIM技術(shù)在鐵路站場(chǎng)中的應(yīng)用還不完善，主要還處于設(shè)計(jì)這一初步階段。鐵路站場(chǎng)包括電力、信號(hào)、道岔、各類(lèi)機(jī)車(chē)、貨物線、到發(fā)線、正線、機(jī)務(wù)段、工務(wù)段、調(diào)車(chē)場(chǎng)、到發(fā)場(chǎng)、編組場(chǎng)等多種設(shè)施，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類(lèi)繁多，因而只有少數(shù)的站房中應(yīng)用了BIM技術(shù)，而在整個(gè)鐵路戰(zhàn)場(chǎng)中運(yùn)用BIM技術(shù)還存在著一定的難度，另外，與設(shè)計(jì)方案相比而言，戰(zhàn)場(chǎng)的改進(jìn)與優(yōu)化需要依靠圖紙，這使整個(gè)過(guò)程繁瑣龐大[2]。

2.2 在鐵路戰(zhàn)場(chǎng)中應(yīng)用BIM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

在鐵路站場(chǎng)中運(yùn)用BIM技術(shù)，能夠建立一個(gè)完整的三維模型圖，這其中包括所有在戰(zhàn)場(chǎng)內(nèi)的參數(shù)化之后的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)功能、幾何尺寸和空間關(guān)系，并且能夠隨時(shí)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)修改，在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段或者施工運(yùn)營(yíng)階段都能夠讓參與方獲得充足的信息，各參與方還能夠根據(jù)同一個(gè)三維模型進(jìn)行協(xié)同工作。

2.3 鐵路站場(chǎng)中應(yīng)用BIM技術(shù)的特點(diǎn)

2.3.1 完備性

BIM技術(shù)能夠包括戰(zhàn)場(chǎng)中所有項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)功能、幾何尺寸和空間關(guān)系，比如工程造價(jià)信息統(tǒng)計(jì)的邏輯關(guān)系、信號(hào)設(shè)備的類(lèi)型、道岔和鋼軌等材料原件的性能、站房和線路的位置等。

2.3.2 關(guān)聯(lián)性

處于BIM中的各項(xiàng)目之間能夠關(guān)聯(lián)與識(shí)別，當(dāng)模型中的一項(xiàng)比如股道發(fā)生變化，那么與之相關(guān)的項(xiàng)目會(huì)對(duì)位置進(jìn)行相關(guān)的調(diào)整，達(dá)到合理的距離。

2.3.3 一致性

在項(xiàng)目周期的不同階段中，模型信息是始終一致的，針對(duì)不同的要求，只需要在原模型上進(jìn)行參數(shù)的修改和擴(kuò)充即可，這極大地省時(shí)省力，并且不用重新建模，有效避免了不同階段所建模型不同的情況。

從上述分析來(lái)看，運(yùn)用BIM技術(shù)，在鐵路站場(chǎng)中建立信息模型，能夠讓站場(chǎng)更加信息化、直觀化和科學(xué)化，這種打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念的新技術(shù)，在觀念和方式上都取得了很大的進(jìn)步，我們應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行研究和使用。

3 鐵路站場(chǎng)中BIM的建立

3.1 構(gòu)建站場(chǎng)設(shè)備構(gòu)件

建立戰(zhàn)場(chǎng)中的異構(gòu)族構(gòu)件是目前建立鐵路站場(chǎng)BIM模型的一大難點(diǎn)，不同于墻、柱、梁等常規(guī)的類(lèi)型，戰(zhàn)場(chǎng)中所需要的都是信號(hào)機(jī)、鋼軌、軌枕等非常規(guī)的構(gòu)件，這種情況下，BIM建立過(guò)程中不能直接打開(kāi)軟件自帶的族構(gòu)件，需要通過(guò)編輯器進(jìn)行自行構(gòu)建。首先應(yīng)該選擇族樣板當(dāng)做是編輯的模板，在族樣板中繪制出所需構(gòu)件的邊界，并且在族樣板上添加參照線，按照標(biāo)準(zhǔn)的所需尺寸進(jìn)行繪制，嚴(yán)格控制其參數(shù)的準(zhǔn)確性，最后通過(guò)放樣與融合等功能實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的空間構(gòu)造；鋼軌族與軌枕等的建立需要考慮復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式，隨著線路的需要，應(yīng)該運(yùn)用自適應(yīng)樣板族進(jìn)行構(gòu)建，并且要在其中添加適合的自適應(yīng)點(diǎn)，讓構(gòu)件能夠根據(jù)適應(yīng)變化的形狀；在對(duì)警沖標(biāo)、信號(hào)機(jī)等進(jìn)行構(gòu)建時(shí)，因其具有曲面，應(yīng)該運(yùn)用體量族樣板進(jìn)行創(chuàng)建，并且反復(fù)運(yùn)用建材和融合對(duì)其進(jìn)行修改，使其滿(mǎn)足曲面的需求[3]。

3.2 BIM模型的建立

對(duì)于鐵路站場(chǎng)中中間站等的建立，可以直接使用軟件實(shí)現(xiàn)，但是對(duì)于鋼軌和軌枕等異構(gòu)族進(jìn)行連接時(shí)要進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，通過(guò)分析加載原理，在二次開(kāi)發(fā)的函數(shù)中查找加載函數(shù)，接著用遍歷函數(shù)找出加載的族構(gòu)件，通過(guò)對(duì)族構(gòu)件的參數(shù)訪問(wèn)來(lái)進(jìn)行定線或者定點(diǎn)；鋼軌、軌枕等構(gòu)件要在繪制中心線之后進(jìn)行放置，并且將自適應(yīng)點(diǎn)放置到線路中心上，使相應(yīng)的構(gòu)件能夠適應(yīng)線路的變化，并且能夠通過(guò)對(duì)間距參數(shù)和加載長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)鋼軌和軌枕都能夠按照現(xiàn)實(shí)要求進(jìn)行間距和長(zhǎng)度的加載，保證模型的準(zhǔn)確性與真實(shí)性，最終形成科學(xué)準(zhǔn)確地三維BIM模型[4]。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，提出在鐵路站場(chǎng)中應(yīng)用BIM技術(shù)的基本思路，能夠基本實(shí)現(xiàn)站場(chǎng)中三維模型的建立。從目前各方面來(lái)看，我國(guó)BIM技術(shù)在鐵路站場(chǎng)中的廣泛使用還需要一段時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)，需要鐵路各部門(mén)的共同努力，但是這種技術(shù)是現(xiàn)在我們鐵路站場(chǎng)以及其他建筑工程技術(shù)運(yùn)用發(fā)展的一個(gè)方向，應(yīng)該給予重視。

[1] 王明生,彭興東.BIM技術(shù)在鐵路站場(chǎng)中的應(yīng)用探討[J].鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì),2015,9(10):29～32.

[2] 盧祝清.BIM在鐵路建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用分析[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),2011,10(8):4～7.

[3] 石耀勇,蘭婷.淺析BIM技術(shù)在鐵路建設(shè)中的應(yīng)用[J].鐵路工程造價(jià)管理,2014,3(6):65～67.

[4] 吳彬,高輝.BIM技術(shù)在大型鐵路站房綜合管線中的實(shí)踐應(yīng)用分析[A].中國(guó)勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)建筑環(huán)境與設(shè)備分會(huì)·鐵道系統(tǒng)委員會(huì)、中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)工程分會(huì)暖通空調(diào)專(zhuān)業(yè)委員會(huì).2014鐵路暖通年會(huì)論文集[C].中國(guó)勘察設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)建筑環(huán)境與設(shè)備分會(huì)·鐵道系統(tǒng)委員會(huì)、中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)工程分會(huì)暖通空調(diào)專(zhuān)業(yè)委員會(huì),2014:6.

崔玉坤，男，安徽蚌埠人，工程師，研究方向：鐵道工程

10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.118