BIM技術在鐵路接觸網全生命周期的應用探討

張虓

摘要：隨著我國科研事業的深入BIM技術慢慢成熟。其在建筑、工業生產等方面的應用比較廣泛，近年來該項技術逐漸滲透到鐵路建設領域。接觸網作為電能供應的關鍵設備，在鐵路建設中起著非常重要的作用。BIM技術的融入，在延長接觸網使用壽命方面起到很大的促進作用。下面圍繞該項技術展開討論，對其在接觸網中的應用優勢進行介紹，并對其應用目標、技術實施路線加以總結。

關鍵詞：BIM技術；鐵路建設；應用；接觸網

一、價值及優勢

將該項技術運用在鐵路建設當中，尤其是在接觸網的應用當中，起到的作用主要體現在以下兩方面：

應用價值。接觸網設計完成后，可通過相應的三維模擬軟件呈現出來，實現可視化的信息交互，便于設計者修改相關設計內容。通過對模型的分析，接觸網相關參數的精確程度明顯提升，這為后期實現精細管理打下堅實基礎。施工前可將施工方案進行模擬，及時糾正方案中存在的缺陷，減少實際施工時的經濟損失，有效提高工程質量。

應用優勢。施工單位可利用該項技術對工程建設進行預演，進而準確估算工程造價，實現對施工方案的優化。設計單位可通過對三維模型的分析，將網絡結構中各設備保持在相對平衡狀態，保證設備作用充分發揮出來。在此項技術的輔助下，能夠實現對鐵路建設過程的實時監控，避免建設中出現偷工減料等現象。接觸網施工完成后，運營維護單位可通過對歷史數據的查詢，準確制定維護方案，這對接觸網壽命的延長是非常有幫助的[1]。

BIM技術的作用：實現圖紙可視化。平面圖紙可在相關三維軟件的作用下，轉換成建筑模型，直觀性很強；將設計與施工緊密銜接到一起。能夠充分考慮接觸網施工現狀，設計方案能夠被有效實施；實現4D模擬。模擬整個施工過程，針對可能出現的突發事件，制定有效的預防方案；對施工方案進行優化。將施工設備、技術維持在相對平衡狀態；生成的三維模型可以通過打印機直接出圖，為現場技術員提供建設參考。

二、應用目標

此項技術的應用目標，是隨著工程建設進度的變化而變化的，下面將生命周期分為幾個重要階段，對其目標進行詳細闡述。

（一）設計階段

此階段的主要工作內容主要包括以下幾點：完成對接觸網的結構設計，并將二維設計圖紙轉化成可視化的三維模型；將各項參數輸入到模型當中，系統自動對設計結構的性能、施工方案進行分析，分析結果以圖表形式展現出來；相關人員根據分析結果對設計圖紙進行修正；對修正后的二維圖再次進行三維建模，優化模型結構，并打印出三維效果圖；通過審核后方可進行下一步工作。

（二）施工階段

進度管理。在該項技術的輔助下實現對施工進度的實時監督，并完成相應的管理工作；物料管理。基于接觸網組成結構比較復雜的特征，需要做好對零件的分類工作，按照零件功能、型號及廠家將其分類存儲。通常接觸網需要用到的零部件包括支撐、連接、加固等，對于倉庫中的零件要做好出入記錄，防止零件丟失；工藝指導[2]。

（三）運維階段

強大的信息整合功能是BIM技術的顯著特征，在該項技術的輔助下，無論接觸網處于哪一生命周期，BIM模型都能監測到該階段的詳細信息。且搜集到的信息比較全面，與模型對應的系統能夠快速對信息進行分類處理，并上傳到相應的存儲單元。通過對實時監測數據的分析，技術員會根據數據逐漸完善BIM模型，模型的完善和龐大的數據庫可為后期的運維管理提供有力依據。運維階段該項技術的主要作用是：

加強對各項設備的管理。通過參數分析，將接觸網的各零部件精確定位并監測，若零件出現故障技術員能夠及時進行處理。監控設備時用到GPS技術，設備的位置被鎖定，若其出現異常移動，系統會第一時間向工作人員反饋。可對歷史故障信息及維修方法自動記錄，為以后的維修工作提供參考價值較高的維修資料；加強空間管理。隨著該項技術的融入，信息在空間內的傳遞更加順暢，設備抵抗外界電磁波的能力增強，信息失真現象明顯減少；資源配置更加合理[3]。在實時監控下，接觸網的資源配置情況一目了然，根據設備運行狀態，工作人員能夠準確更換老化、壞損的零件。

三、技術實施

與應用目標相似，此技術在鐵路建設中的具體實施也分為幾個重要階段，下面對各階段進行介紹。

（一）設計階段

該階段是由鐵路設計的相關部門完成的，在以往的設計過程中，各部門都是人工對鐵路線路進行測繪。設計人員參考測繪報告，完成相應的設計圖紙。鐵路設計的工作量較大，通常由多個團隊和部門合作完成，成品圖紙呈現的是二維平面圖，不具有直觀性。鑒于此種情況，BIM技術被運用到鐵路建設當中，其作用是將二維圖紙轉換成三維模型，若初始參數齊全，可利用這些參數直接在軟件中生成三維模型。

（二）施工階段

若想保證施工質量，必須在工程開始前做好相應的準備工作。方案設計需要經歷的流程如下：明確施工現場的實際情況，選擇合適的模型組建方式；根據組建方式選擇適當的軟件版本；明確各設計階段的應用目標，并掌握目標所適用的范圍；對設計內容進行歸納總結，確定模型深度；輸入相關參數，完成模型建立過程；對模型結構穩定性、受力情況等進行分析，給出完整的分析報告。

（三）運維階段

將運營管理、設備維護工作結合在一起，是BIM技術的一大優勢，在對設備進行維護的同時，不會對其運行狀態產生干擾[4]。運維工作實施的技術線路如下圖所示。

四、結束語

綜上所述，是對BIM技術的相關介紹，該項技術是在鐵路接觸網建設的大背景下被運用的。本文介紹其在接觸網全生命周期中的應用價值、應用目標以及具體的技術實施線路。從中可以看出該項技術在接觸網施工過程中發揮的重要作用，不僅提高網絡結構的穩定性，且在延長接觸網生命周期上起到明顯的促進作用。現階段我國對此技術和接觸網的融合研究還處于探索階段。

參考文獻：

[1]苑方丞.BIM技術在新建客運專線連鎮鐵路接觸網中的研究與應用[J].智能城市.

[2]李俊松，董鳳翔，張毅，葉明珠.基于達索平臺的鐵路隧道工程全生命周期BIM技術應用探討[J].鐵路技術創新.

[3]劉占省，王澤強，張桐睿，等.BIM技術全壽命周期一體化應用研究[J].施工技術.

[4]吳守榮，劉倩.地下空間工程全生命周期BIM應用探討[J].建筑經濟.

（作者單位：中鐵電氣化局集團三公司第一項目分公司）