BIM技术在京张高铁通信信号专业的应用

BIM技术在京张高铁通信信号专业的应用

发表时间：2020-04-10T05:21:07.167Z 来源：《建筑细部》2019年第22期作者：曹朝阳

[导读] BIM技术在铁路通信信号专业的实际应用探索，关于模型的建立，施工过程中的引用及对BIM技术与云计算、物联网结合的技术展望。

曹朝阳

通号工程局集团有限公司

摘要：BIM技术在铁路通信信号专业的实际应用探索，关于模型的建立，施工过程中的引用及对BIM技术与云计算、物联网结合的技术展望。

关键词：BIM；BIM模型；虚拟施工；首件定标；云计算；物联网

Abstract：The practical application exploration of BIM Technology in railway communication and signal specialty，the establishment of model，the reference in the construction process and the technical prospect of the combination of BIM Technology with cloud computing and Internet of things

Keyword：BIM；BIM；BIM model；Virtual construction；The first engineering standard；cloud computing；Internet of things

BIM技术已经在世界范围内得到广泛认可和推广，它可以实现工程信息的集成，从工程的设计、施工、运行直至工程全寿命周期的终结，各种信息始终整合于一个三维模型信息数据库中，通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。设计单位、施工单位、设施运营单位和业主等各方人员可以基于BIM进行协同工作，有效提高工作效率、节省资源、降低成本、以实现可持续发展。

一、根据铁路工程验收标准建立BIM模型

模型建立是开展所有BIM应用的基础，为BIM更好的应用在铁路通信信号工程建设，通过郑万、商合杭的BIM应用摸索，在京张高铁项目中我们开创性的根据铁路通信信号专业工程验收标准，对模型进行单位工程、分部工程、分项工程、检验批等对设备和施工材料建立多级类目库分类划分，形成模型与模板，模型作为单元可直接用于工程建模；模板为二维图形或半成品单元，需根据工程实际情况进行一定配置后方可用于工程建模。

按照此原则建成国际国内首套铁路通信信号基础模型库，共建成模型327个，结合各专业特点：通信专业共有模型215个：其中室内模型176个，室外模型39个。信号专业共有模型107个：其中室内设备模型75个，室内施工材料10个，室外设备模型22个。站前及强电共有模型5个。

以通信专业为例，模型库如下图

二、BIM技术在施工过程中的实施应用

BIM技术在京张施工项目中真正实现了正向指导施工，实现了优化施工设计、物料准确提报、工厂化预制加工、虚拟施工、辅助工程实施首件定标。

1、优化施工设计进行虚拟建造

在工程开始之前完成了模型的建立，结合图纸及现场的实际，初步进行设备的摆放，线缆的布放，对每一道工序进行可视化推演，模拟施工全过程，论证及优化施工方案，实现工程虚拟建造。

1）实现线缆碰撞检查。二维图纸不能用于空间表达，使得图纸中存在许多意想不到的碰撞盲区，各专业分工作业，依赖人工协调项目内容与分段，这也导致往往存在着专业间碰撞，甚至本专业碰撞。同时，在设备与管道线路的安装方面还存在着软碰撞的问题（即实际设备、管线间不存在实际的碰撞，但在安装方面会造成安装人员、机具不能到达安装位置的问题）。碰撞检测基于BIM可视化技术，施工技术人员在施工前就可以对项目进行碰撞检查，彻底消除硬碰撞、软碰撞，优化工程设计，减少在施工过程中可能存在的错误与返工的可能性，对设备、缆线、槽架、管道排布方案进行优化。最后技术人员可以利用碰撞优化后的三维方案，进行施工交底、施工模拟，提高施工质量，同时也提高了与业主沟通的便捷。

在京张专业实际施工中，由于各专业暂未合模，线路碰撞检查只能对本专业机房内缆线进行检查，优化线缆路径，避免交叉，以确定线路径向；实现接口检查预警，提高各专业施工的协同效能。

2、物料准确提报，实现精确物资管理

在项目部拿到专业安装施工蓝图后，根据蓝图构建BIM图纸三维模型，形成安装材料BIM模型数据库，把原来分散在各安装图纸的工程信息汇总到一起，形成一个汇总的单位工程基础数据库。安装材料BIM模型数据库的最大优势是包含材料的全部属性信息，由于BIM模型的空间精准可靠，运用BIM模型，根据BIM图纸自动生成线缆、槽架、机柜底架等物料数量及规格型号，结合施工进度，方便施工精准物料提报，防止“长料短用、整料零用”，做到物尽其用，减少浪费及边角料，把材料消耗降到最低限度节约成本。

3、工厂化智能预制加工

BIM模型可以完成构建加工、制作图纸的深化设计，通过软件自带功能将所有加工详图（包括布置图、构件图、零件图等）利用三视图原理进行投影、剖面生成深化图纸，精确呈现在图纸上所有的尺寸。施工需要的支架、槽架、底座、卡件等通过深化设计产生的加工数据清单，直接交付生产厂家或者3D打印设备进行加工，提高预制精度，缩短预制周期。保证了构件加工的精密性及安装精度。

线缆的长度可以在车间根据BIM图纸进行预先切割，进行预制，现场直接布放，避免现场测量切割，缩短工期。

4、进行虚拟施工

1）模拟施工，确定工序

以机房线缆布放顺序为例，要求无交叉。机房线缆众多，往往布线过程中需要不断调整，影响施工进度，增加人工成本。根据BIM虚拟施工过程，生成线缆布放顺序，缩短工期。

2）实现可视化技术交底。结合施工方案、BIM模型、施工模拟进行基于BIM技术的可视化交底。根据BIM可视化效果进行专项施工方案、关键工艺展示、将复杂部位简单化、透明化，对专项方案的工序进行合理排布，能够提前对重要部委的安装进行动态展示，提供施工