智能建造技术在铁路工程建设中的研究与应用

智能建造技术在铁路工程建设中的研究与应用

发表时间：2020-02-03T13:45:13.617Z 来源：《基层建设》2019年第28期作者：杨宇

[导读] 摘要：中国铁路上海局集团有限公司积极响应我国政府和中国铁路总公司的号召，致力于探索智能建造技术与铁路建设管理的融合，构建以建设单位为主导的智能建造管理体系，建立以BIM技术为基础的智能建造技术体系，并将其应用于铁路工程建设与管理中，实现对铁路工程全生命周期的智能管控，提升铁路建设管理水平，实现对项目全过程的精益管理和技术创新，为智能建造技术应用提供了新的思路和参考。

中铁十二局第二工程有限公司 030000

摘要：中国铁路上海局集团有限公司积极响应我国政府和中国铁路总公司的号召，致力于探索智能建造技术与铁路建设管理的融合，构建以建设单位为主导的智能建造管理体系，建立以BIM技术为基础的智能建造技术体系，并将其应用于铁路工程建设与管理中，实现对铁路工程全生命周期的智能管控，提升铁路建设管理水平，实现对项目全过程的精益管理和技术创新，为智能建造技术应用提供了新的思路和参考。

关键词：智能建造；建设管理；建筑信息模型；铁路工程

引言

智能建造技术是工程建造领域的发展方向，也是新形势下铁路工程建设发展的必然趋势。铁路作为国民经济的大动脉，在国民经济发展起着举足轻重的地位。截止2018年年底，我国已建成的高铁里程超过2.9万公里，居世界第一，是世界其他国家高铁总里程的2倍。在新一轮科技革命背景及铁路建设、运营迫切需求下，高铁行业孕育着重大的技术创新发展机遇，智能铁路概念正加速走向落地。经过数十年的不懈努力，中国高铁发展取得显著成就，与人工智能技术持续融合，在智能建造、智能装备、智能运营等方面不断推进，形成了具有中国特色、全面拥有自主知识产权的高铁成套技术装备和技术体系，为高铁建设发展提供了强有力的技术支撑。智能技术的发展已经进入了具有深度学习、跨界融合、人机协同、群智开发及自主操控等特性的新阶段，以“BIM+GIS”为核心，广泛利用物联网、大数据、人工智能等新技术，以科技创新为源动力，构建勘察、设计、施工、验收、安质、监督全寿命可追溯的闭环体系，将先进技术应用在高铁各专业领域，在摸索与实践中形成了智能建造六大应用场景，即工程设计及仿真、工厂化加工、精密测控、自动化安装、动态监测、信息化管理，打造更加安全可靠、经济高效、温馨舒适、方便快捷、节能环保的智能高铁系统，从而开启铁路的智能时代。

1我国发展应用现状

我国发展应用现状主要是：随着高速铁路的快速发展，铁路工程建设取得了显著成绩，我国高铁总体技术水平已进入世界先进行列，部分技术达到世界领先水平，形成了具有中国特色、全面拥有自主知识产权的高铁建设方面成套技术装备和技术体系。我国高铁积极推进铁路建设系统改革，将新一代人工智能制造系统逐步引入到铁路工程建设领域，制定印发《中国铁路总公司关于调整铁路建设系统管理体制和运行机制的通知》，明确界定中国国家铁路集团有限公司与铁路局集团公司、铁路公司之间的关系，整合优化工程质量监督力量，落实铁路建设主体责任。2013年，在充分调研国内外工程建设领域先进管理理念、信息技术和实践的基础上，确立了铁路工程建设信息化总体技术路线：以铁路工程设计、建设、运营全生命周期管理为目标，以标准化管理为抓手，以BIM技术为核心，建立统一开放的工程信息化平台和应用。当前，“智能京张”重大项目即将完工，川藏铁路势在必行，马东铁路、中老铁路等更是在世界舞台打造了中国名片，随着新技术在铁路领域的推广，智能高铁建造技术将持续升级换代，不断提高施工的自动化水平和工程建造质量。未来将推动智能化技术在工程建造领域的应用，融合运用BIM、CIM等现代化技术，打破设计、建造、管理、使用者之间的沟通壁垒，构建全生命周期一体化的智能高铁建设，实现数据共享以及全生命周期的服务和闭环管理。

2规划设计阶段的辅助决策

首先是拓展验证构件模型标准。根据中国铁路总公司制定的《铁路工程实体结构分解指南》（EBS）、《铁路工程信息模型分类与编码标准》（IFC）、《铁路工程信息模型数据存储标准》（IFD）等铁路BIM技术标准，组织设计单位在沪通、连镇、徐盐等建设项目中对路基、轨道、桥梁等实体结构进行细化分解实践，开展模型分类编码标准及数据存储标准的验证，奠定铁路智能建造的技术基础。其次是搭建协同设计管理平台。在项目建设前期，组织研究搭建高效、开放的协同设计平台，实现各专业间文档和信息的收集、应用、共享，最大限度保障各专业数据信息的安全、完整，提高设计单位的工作效率，尽可能减少接口问题。

3实施阶段的技术支撑

3.1推进BIM技术标准体系建设

当前，研究数字化设计和施工推动智慧铁路建设是大势所趋。但是，依然存在专业数字化施工技术尚未实现全覆盖，标准不统一、不完善；信息平台综合能力不足，各专业兼容性差，数据重复录入效率低下；各种软件功能不强大，数据采集手段有待提高；信息技术对管理的要求与传统组织结构矛盾突出等一系列问题，需高铁建设各方花大气力认真研究解决。以高铁建设BIM技术为例：一是要尽快建立完善中国铁路BIM标准体系，完成IFC、IFD等标准细化，并得到国际标准组织的认可，增强我国铁路技术“走出去”软实力，增加国际铁路市场的话语权；二是要基于IDM标准方法理论，尽快细化BIM协同流程，特别是专业间流程，进一步明确有别于二维设计BIM专业分工，逐渐形成企业级BIM数据标准，以标准为导向，尽快形成企业级数据架构，建立满足于企业需求的各专业应用环境、协同设计环境，真正实现铁路BIM正向协同设计；三是落实设计源头责任，研究不同精度BIM模型的建模、交付，确保工程建设管理、施工管理、运营维护等阶段BIM模型和数据信息平滑传递；四是BIM应用涉及全产业链的分工和工作内容调整，改进传统管理方法，补充完善相关规定和制度，加强政策引导，加快研究基于BIM的产业价值分配考核机制，充分发挥设计、建设、施工、监理、咨询等企业市场主体积极性，并通过工程招投标、工程创优评优等工作激励相关企业的BIM应用；五是软件开发要配套，这是当前的一个短板，必须要建立我国掌握话语权的软件机构。

3.2构建标准化生产的智能工厂

一是“智能工厂”，重点研究智能化生产（设计、施工）系统及过程，以及网络化分布式、并行式生产设施的实现；二是“智能生产”，主要涉及整个建造产业的智能物流管理、人机互动、机器人使用以及3D建造打印技术在建造过程中的应用等。目前，标准化构件生产的工厂化仍不彻底，仍是基于施工理念，而不是基于制造理念，应大力研发基于部品化的、基于现代物流的真正工厂化，把预制安装变为部品、部件采购安装。以高铁桥梁为例，要建立基于BIM的梁场生产追踪协同管理系统，真正实现基于工业智能制造模式下的以梁生产过程