BIM技术在信号专业中的运用

邓 文，舒 坦

（中铁二局集团电务工程有限公司，四川 成都 610031）

0 引 言

当前，BIM在我国建筑业内广泛运用。起初只是各软件厂商推广使用，现在各单位、行业协会、企业等也开始对BIM技术产生了兴趣。目前，BIM技术在施工企业的应用主要集中在以下方面：碰撞检查，减少返工；模拟施工，有效协同；三维渲染，宣传展示；知识管理，形成知识库。它在铁路（地铁）信号专业方面的应用相对较少。现结合信号专业的实际，就BIM技术在信号专业中的运用进行探析。

1 BIM技术的含义和运用

1.1 BIM技术的含义

BIM技术实际上指的是一种建筑的信息模型，以项目为基础，收集各数据建立起信息化的信息模型。实际上，是在信息技术的条件支持下，制作出一种具有直观式的建筑模式，能对工程项目的每一项流程进行模拟。它的技术具有直观性，能让设计与施工同步进步，并且可在建筑施工中及时发现一些问题的存在并进行优化。

1.2 BIM技术的广泛运用

BIM技术的最大特点在于可以将工程转换成数字化形式，并且运用至各行各业。针对建筑领域而言，它是其他软件无法替代的。BIM技术是在CAD技术发展下优化而来的，属于一种数字化辅助技术。

这项技术的运用可以大大提升建筑工程的质量，能帮助设计人员提升工作效率，更快、更好地开展建筑设计，尤其是室内布线设计。例如，在开展布线设计时，前期需要掌握建筑内结构，掌握其各细节。这些数据的收集工作非常复杂，但通过BIM技术可以快速实现，为设计师展现直观、透视的室内立体图，减少设计时出现的计算意识，节约成本并提升工作效率。同时，它还可以用于室内的卫生间及厨房设计。这两个地方的水管设计非常重要，运用BIM技术可以更好地计算数据，提升设计效率。

2 运用BIM技术解决信号工程施工中的问题

传统技术以二维技术为主，工作人员到实地工作或在图纸上进行计算，以CAD作为作图的软件，将各项数据转换为图面。实际上，这也是一种计算机辅助技术，但运用过程复杂，要求设计师有较强的作图能力。实际运用中效果并不理想且易出错。尤其是在图面展现方面，存在着一些透视不足的情况。这些需要有经验的设计师去解决。但是，对于不同的设计师而言，基于知识的不同和经济的不同，可能会出现不一样的观点，导致在工作中存在较大偏差。特别是设计完成后，施工人员可能会由于无法理解设计图造成工作的误差，或是由于业主不理解设计图而导致误会。再加上作业是多种专业联合开展的，因此制作的二维图常常因为过多的设计环节出现了问题，如设计错误、问题重复出现等。

实际上，通过CAD软件绘制而成的图纸，总体上主要是由图形符号构成的。而在信号工程的施工过程中，由于情况十分复杂，涉及的内容非常多，如信号需要安装的地理装置、信号线缆所要经过的区域、与室内其他线路是否冲突等，在二维设计图中无法被体现。所以，对于信号设备的安装、布线等综合问题本应该是信号工作的特点，但未能使设计者及施工者引起足够的重视。发现情况后，常常会因为专业的设计师在信号工程方面的知识不足，导致设计存在缺陷。多数设计人员是根据设计的规范和自我经济水平开展工程设计，易存在短板，即因专业规范不到位导致质量不过关。在施工、工程交付等过程中还存在较多无法明确的元素，均会对施工质量产生影响，严重的甚至危害人们的安全与健康。

上述问题的最大原因在于二维设计图无法充分展示相关内容，给后续的具体施工带来了诸多影响。

3 BIM技术对于信号工程施工的意义和作用

3.1 设计提交成果直观化

BIM技术最大的优势在于通过计算机的数据化技术，可以将建筑及所有工程细节建立模型，给人们呈现出直观的模型图。信号施工过程中，以信号设备的功能、外观等为基础构建模型，利用三维方式和工程的有关标准完美模型的细节。这样可以帮助信号施工在可视化情况下完成科学合理的布线工作，减少线路的交叉、错误。还可以根据实际需求，随时优化线路。

3.2 节省开支

实际上，设备布线工作是一项极为复杂的工作，尤其是室内布线。通过BIM技术可以很好地处理一些线路施工时存在的重复、交叉等情况，使施工人员通过模型直观看到室内的各种布线需求，根据模型指导完成工作，使得布线合理、科学和美观。例如，优化线路能节约线缆。在室外敷设时，可以利用该设计做好科学配置，节省成本，并解决在施工中遇到的各种问题。

3.3 材料统计、卡控

BIM技术的最大特点是可以将信息变成电子式文档，尤其在信号施工时，可以将复杂的文件用电子方式展现给人们，让人们可以更好地了解有关的信息内容，如工程使用的材料性质、价格、长度等。这样详细的信息能减少工作人员的统计工作量，减少由于二维设计图不直观的缺点带来的错误，从而准确掌握材料信息，做好卡控方面的处理。

4 BIM技术的具体运用

4.1 可视化技术交底与培训

利用BIM技术手段将信号工程的《光电缆敷设、接续、检验、防护》《箱盒安装、配线》《信号机安装、调试》《转辙装置安装、调试》《道岔融雪装置安装、调试》《轨道电路设备安装、调试》《应答器设备安装调试》《室外设备安装调试》《室内设备安装布线》《驼峰信号设备安装、调试》《防雷及接地的连接、检验》《设备单项调试》等12大关键工序的作业指导书可视化，用以进行关键工序的技术交底和技术工人的培训教育。可视化的技术交底将传统的复杂繁琐工程技术文件、大量的控制要点、技术要求、限界数据、量化标准以及施工过程，通过视频方式完整直观展示给信号工，也可以直观了解各种设备和材料，便于信号工实际操作。通过可视化的教育培训，可提高信号工操作的规范性、安全性，预防不安全、不规范的操作对铁路信号工程施工质量的影响。

4.2 光电缆工程

信号设备需采用大量的光、电缆进行室内、室外设备连接。光、电缆的布放过程中，各设备的位置不同，需要光电缆的布放路径、先后顺序均不相同。布放过程中容易出现交叉、重叠现象，影响光电缆工程的施工质量。利用BIM技术可先将光电缆敷设的路径、始终端、先后顺序进行综合考虑。按照BIM的三维图纸进行光电缆敷设，可以有效避免交叉、重叠现象，提高信号光电缆的敷设质量和敷设工艺。尤其在空间狭小的信号电缆间，在电缆间内要完成电缆的预留、电缆的一次成端、二次成端、进入分线柜等大量工序。如何合理分布利用有限的空间，是信号专业施工的一大难题。利用BIM技术对其进行综合布局，提前优化，布局好后再实施，可以很好地解决返工与工艺的问题。

4.3 室内设备安装及布线

信号工程室内设备众多，控制台、电源屏、防雷分线柜、接入柜、计算机柜、移频综合柜、区间移频柜以及组合柜等设备的生产厂家、尺寸、颜色各异，专线方式各不相同。设备安装后，室内的整体效果各不相同。利用BIM技术可以把设备进行预安装，通过三维图纸看设备布置的整体效果。可根据需要对设备生产厂家提出相应的要求，如设备尺寸的统一、油漆颜色订标以及缆线方式的统一等。优化完善后再安装，可使设备安装整齐、美观。

因为室内设备多，室内设备间需要大量的连线，在设备布线过程中交叉、重叠现象多。利用BIM技术，从布线的径路、始终端、出线地点、出线方式以及出线顺序多方面综合考虑，可使室内设备布线整齐、美观、不交叉，对提高信号设备室内布线工艺具有决定性作用。

4.4 成本控制的应用

利用BIM技术进行备、用料计划的编制，可以提高计划编制的准确性，达到成本控制的目的。由于有三维的较为形象的图纸，可以有效避免和减少返工的现象，达到成本控制的目的。利用BIM成果，可以在施工过程中对材料的发放进行过程管控，达到成本控制的目的。

5 结 论

文章先对信号专业二维设计存在的问题进行深入研究、分析，提出在工程设计中的运用BIM技术可以带来更多的运用价值。该技术对系统开展全面的检查与优化，无论是业主还是施工人员，均可以更好地理解设计师的意图，方便三方的沟通交流。同时，施工效率方面可得到极大提升，对材料及人力浪费可做好控制，提升工程质量，并减少工程造价及工期。

BIM技术在信号专业中的交底、培训、光电缆工程、设备安装及布线、计划编制等运用，可使信号工程在项目管理过程中的质量、工艺、成本得到有效控制，是项目管理的一种有效管理工具。从杭州地铁5号线、深圳地铁10号线、银西铁路信号工程等项目的运用效果来看，运行效果良好。