BIM技術在鐵路電力工程設計中的應用研究

呂晨

摘 要：論文主要研究BIM技術在鐵路電力工程領域的應用，主要包括基于Revit的施工圖三維深化設計、配電所進出線及穿墻孔洞的優化排布、基于Navisworks的三維施工圖交付。通過BIM技術，進行鐵路電力的10 kV配電所設計，可有效解決空間碰撞問題，減少設計返工次數，同時，通過建立相關的模型族庫使其具有了較高的項目可移植性，可滿足鐵路大部分10 kV配電所的施工指導需求。利用Navisworks搭建施工交付平臺，交付的模型僅有讀權限，無法進行改動，實現了技術保護。

關鍵詞：BIM;電力配電所;Revit;施工指導;Navisworks

1 概述

在施工階段，BIM應用平臺為施工單位展現了二維圖紙所不能給予的視覺效果和認知角度。BIM模型中可以加載包括工期和造價等多個維度的信息，能夠同步提供施工所需要的信息，如進度、成本、清單等。施工方能夠在此基礎上對成本做出預測，并合理控制成本。

據了解，現在施工單位在施工前，會對一些工程重要節點進行BIM深化設計，例如，豐臺穿人防門預留電力套管，電力專業施工單位在土建施工單位施工前運用BIM技術對人防門上的預留套管進行排布，檢驗空間是否足夠預留設計要求數量的套管，如果不滿足及時與設計溝通，修改電力電纜徑路。

可研究一種基于BIM的施工質量保障平臺，施工單位在拿到成果后可直接施工，無需二次深化，模型中設備、線纜的設計數據、尺寸、路由走向均可查看，還可通過碰撞測試檢查碰撞情況，指導現場施工，減少返工的工作量。

平臺對二維施工圖中的原則性、指導性或說明等設計內容，利用BIM手段進行深化設計，包括配電所內電纜支架的排布、具體位置，預留孔洞、穿墻的排布等，BIM模型中所有設備、電纜、土建模型可進行參數化屬性管理，實時、直觀查看設計數據。

平臺模型涵蓋了建筑、結構、暖通、給排水等專業內容，做到精細化設計，減少設計工作量。對指導施工單位現場施工具有極強的現實意義，同時具有較高的應用價值和產業化前景。

平臺主要包含10KV配電所BIM模型庫1套，包含磁控電阻器、調壓器、小電阻接地、綜合貫通饋出柜、母聯隔離柜、站饋柜、母互及避雷器、電源引入及計量、所用變饋出、補償控制屏、監控屏、測控屏、充電柜、電池柜、交流屏幕、雙管熒光燈、電力管線等在內的累計200余種BIM模型。

2 適用范圍及應用效果

本成果范例精度較高，通過建立相關的模型族庫使其具有了很好的可拓展性、通用性，可滿足鐵路大部分10 kV配電所的指導施工需求，做到精細化設計，減少設計工作量。

利用本平臺可將原有大批量、重復性手工操作過程全部替代，大幅縮短BIM配電所設計工時近90%，極大的提高BIM設計效率，提升BIM設計的準確性，充分發揮BIM設計優勢，極大程度的縮短了項目設計周期，設計成果非常顯著。

3 創造經濟效益或提高效益情況

利用本平臺能夠同步提供施工所需要的信息，如進度、成本、清單等。施工方能夠在此基礎上對成本做出預測，并合理控制成本。同時，本模型可大幅縮短BIM配電所設計工時，極大的提高BIM設計效率，提升BIM設計的準確性，極大程度的縮短了項目設計周期。

4 電力BIM技術在運維階段的應用

在運維階段，繼承設計及建設期的工程信息模型，作為

運營期設備維護和維修的靜態基礎數據信息，通過疊加或嵌入監測、檢測技術，將設備的實時狀態等信息同步映射在信息模型上，通過仿真分析手段，實現系統的智能維護，主要體現在維護計劃、資產管理、空間管理、防災救援及模型維護等方面。

5 創新點總結

5.1 涵蓋多專業綜合模型，電力設計有效深化

建立涵蓋筑、結構、風水暖多專業的綜合模型，對電力設計，包括電力橋架敷設方式、位置、電纜夾層的電纜走向、穿墻孔洞的排布、電力設備布置及運輸路徑模擬等進行有效可視化深化。

5.2 知識產權保護，拓展盈利周期

本產品利用Navisworks軟件數據轉換，根據不同路局項目要求實現針對性建模交付，購買方僅可特定工程使用，進而拓展我方盈利空間。

5.3 建立電力變配電所BIM標準化設計交付流程

創新性建模設計，為電力變配電所BIM高效設計和標準化量產奠定基礎。

6 未來展望

本平臺可為運營單位提供運營模擬指導服務，利用已有的BIM模型作為基礎資料，開發相應的軟件程序，為運營單位開發一套運營模擬演練程序，包含日常火災疏散、日常運行檢修操作等。

未來發展方向如下：

（1）火災疏散場景模擬演練：基于BIM全景信息可視化條件下的火災應急安全管理技術，利用精細的三維可視化場景，并集成疏散指示、應急照明燈具及智能疏散系統等設備三維模型數據，為鐵路站房應急安全管理提供三維信息數據平臺，實現設備狀況、火災工況信息等在三維平臺中的可視化表達、定位、查詢與分析。模擬各個位置發生火災后應急照明的啟動和疏散指示的疏散方向，協助管理者快速做出科學、準確、有效的疏散策略，是建立鐵路應急指揮中心的重要支撐平臺。

（2）電力隱蔽工程可視化：電力工程大部分屬于隱蔽工程，施工完成之后即不可查看，通過BIM技術可實現隱蔽工程可視化，通過建立隱蔽工程模型，可為運營單位提供準確的既有設備設施和線纜的位置，作為竣工模型留存，為后續改造工程提供準確信息，維護人員通過查詢BIM隱蔽工程模型，可掌握隱蔽工程內部詳細情況，指導檢查和維護工作。

參考文獻：

[1]王文超.淺談BIM技術在鐵路電力工程中的應用[J].百科論壇電子雜志，2019（19）：157.