BIM技术在铁路电力设计中的应用

BIM技术在铁路电力设计中的应用
摘要：建筑信息模型（简称BIM）是一种基于三维数字技术的工程数据模型，综合各种建设项目相关信息，给出建设项目相关信息的详细数字表示。

BIM不仅仅
是一种技术，也是一种方法，更是一个过程。

BIM的实施将从根本上解决规划、
设计、施工、运维等各个阶段的信息故障问题，在项目的整个生命周期中有效地
使用和管理技术信息。

关键词：BIM；铁路电力；应用
在许多情况下，电力工程的临时工程似乎只是工程项目的一小部分，但实际
建设是困难的，复杂的，有风险的，需要不成比例的工作量和投资。

使用BIM模
型可以模拟施工前的各个过程，发现各种隐藏的问题，事先证明施工计划的可行
性和合理性，及时改进和优化设计和施工计划。

一、BIM简介
1.直观。

可以直接观察真实或虚拟的建筑被建造的几何形状、空间大小、地
形等结构。

BIM的主要贡献是将二维平面图转换为三维实图。

由于它是一个基于
三个平面视图的复合图，所以它是直观的，没有像差。

因此，BIM克服了用轮廓
表示高度偏差和用普通三维图形表示深度的不明显弱点。

BIM模型中看到的所有
线段都有相关数据的描述和支持，且带有一定的视觉错觉。

2.数据的并行性。

可以在BIM周围并行添加各种数据。

技术数据、时间数据、建筑材料数据、建筑数据、管理数据、维护数据等。

在相关的情况下，所有数据
都可以与BIM并行添加。

我们不仅可以根据需求扩展尺寸，还可以根据需求描述
任意点、线、面、体的实际情况。

3.生命周期管理。

数据与BIM的使用为扩展创造了无限的空间。

这些信息通
过三个阶段（设计、施工、管理和运营）不断补充和细化，形成了关于整个建筑
原始外观的所有信息。

这些信息将在建筑构件的开发和管理中发挥宝贵的作用和
意义。

二、电力族的制作
族是Revit软件中非常重要的元素。

它是一个包含一组公共属性和相关图形表示的元组。

正是因为引入了族的概念，才能实现参数化设计，这是本项目的基础。

对于电力行业来说，族可以理解为原始的二维设计块，但与块不同的是，族是一
个带有参数和分类的三维信息模型，更加丰富。

Revit系列软件中包含的发电部分是按照美国标准制作的，不符合目前国内电气图纸标准。

此外，发电类型较少，
难以支持大型工程项目。

因此，在项目启动前，有必要根据项目的需要，制作用
电族文件。

创建的族不仅要符合图纸标准国家标准的二维平面地图，也应符合设
备的实际大小和形状的三维模型，并被赋予一系列属性等参数类型、模型和性能。

电力专业有大量的科类，科类中包含的属性参数也关系到后续的电气计算、系统
创建和模型效果。

所以，建立电力族库是BIM软件在电气设计中应用的一项必不
可少的工作。

只有建立起一套完整的电力族库，才能体现BIM设计的优势，开展
下一步的设计工作。

电缆桥架图。

在电缆桥架的拉拔过程中，需要更好地了解桥架的各种连接装置，如水平弯管、垂直上下弯管、水平三通和三通，包括尺寸、外观和连接方式。

否则在拉拔过程中无法生成相应的电缆连接器族并连接相应的桥架。

对于电力桥架，仅在平面视图上绘图，无法准确表达桥架的准确位置以及与其他管线的关系，这就需要Revit的剖面功能。

Revit可以选择平面上的任意位置进行剖分，并且可
以方便的在剖分中调整电缆桥架的位置。

由于空间高度无法在二维CAD设计图中
体现，设计师往往忽略了电桥框架的铺设要求。

在绘制电缆桥架时，应遵循电力
桥架的敷设规范。

当多组电缆桥架在同一高度平行敷设时，应考虑相邻电缆桥架
之间的维修距离和维修距离。

当电缆桥架与其它各种管道平行或交叉时，也要求
并规定最小净距。

管线碰撞检查。

电力、暖通、给排水设计是建筑设计的重要组成部分。

但是，由于这三个专业的设计相互独立，管线设计所占比例较大，管线碰撞往往以二维
设计的形式出现。

对于大型铁路站房，各专业系统较多，布局复杂，空间位置狭窄，综合管线误差泄漏问题更加突出。

综合管线存在的问题不仅给施工带来了麻烦，影响了工程的进度，而且还会造成返工和资源的浪费，给安全带来隐患。

基
于BIM技术的综合管线二次优化设计是解决这一问题的重要技术创新方向。

通过
碰撞检测，可以在建筑模型中检测到电力专业内部或电力专业与其他专业之间的
设计冲突。

对于大型项目，三维模型较大，管线较多，系统复杂。

可以使用特殊
的BIM模型和集成的管线碰撞检测软件。

三、案例分析BIM系统软件应用
1.以PLS-CADD和PLS-POLE为例进行架空线路的设计：目前架空线路的设计主要是基于人工测量，对线路的地形、地貌、建筑物和植被的了解并不全面。

冰、风、气温对架空线路张力和垂度的影响，导致线路与地面、跨越物、周围物之间
的电气安全距离实时变化。

运维人员不能通过人工检查随时掌握变化，为线路的
安全稳定运行埋下隐患。

现场各种情况的数据收集尤其重要。

PLS-CADD采用激光、全球定位系统和传统导航系统相结合的数据采集方法，并结合极点对各种气象条
件下的数据进行处理和分类，为CADD三维模型的建立做了充分的准备。

根据线
类型、截面、规格、重量、张力、弹性系数和膨胀系数等物理特征，建立不同的
线模型，实际的输入参数，它可以模拟导线的实际状况，通过分析工程CADD强
大的计算能力的各类危险点在智能检测和分析的情况下，通过对结果的分析，指
导作业人员对潜在的危险点进行针对性的现场监督，使其能够大大降低工作难度
和工作量。

CADD与AutoCAD软件兼容，使2D到3D的转换更加流畅。

线路三维
模型包括所有的结构、地形、绝缘体、以及所有的电缆等，要建立模型需要非常
大量的数据，各种初始数据的采集、录入等。

工作很辛苦，但一旦建立了一个线
模型，生成或确认设计通常需要完成所有的工程计算，可以通过鼠标点击来完成。

PLS-CADD大大提高了所有专业人员的工作效率。

这也是一个很好的教学工具，培
训新员工和一个清晰的设计概念的理解。

2.变电所设计。

以a公司的软件为例：变电站的设计需要多专业的合作，以
避免在紧凑的综合楼中产生冲突。

采用三维数字设计方案进行多领域的整体规划
设计，大大提高了设计质量和精度。

优化电缆布局，确保变电站稳定运行。

同时
对周边建筑进行建模，实现变电站选址的合理化，减少对环境的影响。

公司采用
参数化模型创建技术，大大方便了模型的创建和修改，提高了工作效率。

综合建
模功能可以模拟地质条件，准确计算工程设计和材料用量，分析复杂管网，提供
施工前的技术解决方案。

它的ProjectWise软件可以作为共享和管理信息的公共平台，同时使用移动应用程序帮助指导现场操作。

简化协调，缩短施工时间。

在三
维设计和工程模型设计检查、碰撞检查和施工安装的详细模拟过程中，为管理者
和项目团队成员提供了一个协同工作的平台，他们可以在不修改原设计模型的情
况下添加自己的评论和注释信息。

还可以进行碰撞检查，让项目参与方在前期施
工中进行施工模拟，尽早发现施工过程中的不当之处，避免重复劳动，优化施工
进度。

在虚拟环境中检查项目设计和施工的合理性。

运用BIM技术可以不断优化方案，缩短工期，减少设计和施工过程中不必要的重复和额外的费用，降低整体施工成本，提高企业的经济效益和社会效益。

从社会发展的总体趋势来看：精度和效率是主旋律，相信BIM技术会在铁路建设项目中发挥更大的作用。

参考文献：
[1]刘海洋.浅谈BIM技术在铁路电力设计中的应用.2018.
[2]何相彬.基于SPSS的电力工程造价BIM技术应用影响因素分析.2019.。