BIM技术在铁路四电工程施工中的应用研究

丁琦

摘 要 近年来，随着我国铁路电气化的不断发展，BIM技术作为新一代的计算机辅助施工的基础性技术，在我国工程建设领域的应用越加广泛。本文主要从BIM技术的概念及其在国内外建筑行业的发展状况，在建筑施工阶段BIM技术的应用价值、存在的问题及解决的方式这几方面做了分析研究，为今后在铁路四电工程施工应用BIM技术供了一定的参考。

关键词 BIM;铁路四电工程施工;工程建设信息化

引言

铁路四电工程由铁路接触网、通信、信号、电力供电四个专业构成，交叉作业面多，线缆敷设复杂，有些还会于暖通、给排水、消防管道等发生矛盾，为有效减少施工过程中的设计变更和返工情况，及时优化施工方案，更加科学地进行资源的配置。此外，三维实例对象可承载更多属性信息，如型号、制造商、部件代码，类型标记，即：每个专业在设计过程中就可以查看其他专业的设计成果。同时，当采用跨專业协同设计平台时，由于多方基于同一个数据库， 不会出现一次修改后，相关联的图纸忘记修改的情况。

BIM技术是施工阶段的一个重要应用，它通过把四电工程，特别是通信、信号、牵引供电所内的施工进度用三维模型结合的方式进行施工进度模拟过程。是实现施工4D模拟的关键因素之一。在BIM技术平台下，通过三维可视化的环境将建筑模型构件按照时间顺序依次进行虚拟建筑过程，即施工4D模拟。简言之，BIM信息模型中集成了材料、场地、机械设备、人员甚天气情况等诸多信息，并且以天为单位对建筑工程的施工进度进行模拟。通过4D施工进度模拟，可以直观地反映施工的各项工序，方便项目部协调好各专业的施工顺序、提前组织专业班组进场施工、预埋隐蔽工序、提供下一工序专业场地和周转材料等。并对施工过程中劳务、物质资源、成本等的动态控制。

同时，4D施工进度的模拟也具有很强的直观性，即使是非工程技术出身的业主方，领导也能快速准确地把握工程的进度。依据实际的施工环境数据，进行施工顺序及施工过程的反复模拟，以此对施工顺序进行纠偏、不同施工工种的碰撞检测、施工资源的合理投入、消除安全隐患、改善作业空间不足等问题，提前调整施工方案。通过不断的模拟施工方案，在施工前最大限度的解决实际施工可能遇到的问题，实现施工方法的不断优化，在实际施工中实现“零冲突、零返工”[1]。

可以说，BIM技术路线的改革应该是将各阶段各部门有机结合，为了更有效地建立基础BIM，在设计BIM阶段考虑下游施工BIM和成本BIM的后期延伸，将真正有效实效项目全生命周期一体化BIM的应用。BIM技术在施工阶段的应用障碍分析及解决对策，BIM技术自引入我国建筑业以来，结合我国实际情况遭遇了诸多的应用障碍，具体分析如下：①BIM将成为施工企业下一代主流技术，但应用的大环境还不够成熟。我国现有的铁路建设行业体制不统一，缺乏较完善的BIM应用标准，加之业界对于BIM的法律责任界限不明，导致建筑行业推广BIM应用大环境不够成熟。②项目全寿命周期统筹管理不足，使BIM技术的价值发挥不足。我国建筑业内对BIM技术的应用有明显的分段现象，各阶段各参与方自成一派建立BIM模型，形成了大量的重复工作的浪费以及模型的不统一性使得全寿命统一管理失去可能。③以设计方为主不足以实现BIM的全面应用。施工单位对BIM技术的使用往往流于表面，为了在投标过程施工单位BIM技术路线照图建模autoCAD施工图自动转换（大部分）不易转换施工企业商务成本部门鲁班，广联达等工程算量成本预算深化设计，施工工艺工序计划进度，安全质量模拟等施工企业土建、安装、技术部门ArchiCADRevit等，建模价值主要是充门面中标，而后并不会实际运用BIM技术对施工过程进行管控。也有的情况是：施工单位不重视BIM人才的培养和管理，认为这些耽误时间，纯属虚的，对相关模型的建立和运用BIM进行动态控制的实施因管理理念和人才原因心有余而力不足，实际操作下来效果与期望值相差甚远。

针对上述应用障碍，结合公司施工专业特点和行业发展现状提出下列建议：①针对我国现有的建筑行业体制不统一，缺乏较完善的BIM应用标准的情况：政府和行业应整体推进推广BIM应用工作。BIM是工程项目管理信息化的重要发展方向，实现信息集成与共享，政府应积极提倡并参与制定BIM应用标准，积极完善并统一建筑业行业体制，并实行BIM技术人员注册制。②针对项目全寿命周期统筹管理不足，使BIM技术的价值发挥不足的现象：加强项目全过程各参与方之间的协同工作，推动BIM应用技术路线的一致性改革，减少重复工作，实现全寿命周期的统一的BIM模型应用，进而实现BIM技术的价值的充分发挥。③针对建筑业产业链各参与方对BIM积极性不同的现象，应由政府和行业协会等部门加强BIM技术的应用推广，效仿西方国家确立相关法律法规或者管理条例，实现科学合理的BIM应用体系建设，进而真正实现建筑业BIM应用的最大效益结语目前BIM技术在国内建筑业的发展还处于起步阶段，仍存在着全寿命中后期统一应用不足导致的BIM技术的价值发挥不足的问题，以及各企业BIM技术路线不成熟浪费严重等问题[2]。

1针对 BIM技术在施工阶段从3D实体到4D施工模拟再到5D成本控制的应用方法和效果，并且对BIM技术在施工阶段的应用障碍进行分析并初步探索制定了以下几点措施：

1.1 提供了全新三维状态下可视化的设计方法

BIM技术下的建模设计过程是以三维状态为基础，不同于CAD的基于二维状态下的设计。在常规CAD状态下的设计，绘制四电工程用房、信号、通信、电力供电系统等构件没有构件属性，只有由点、线、面构成的封闭图形。而在BIM技术下绘制的构件本身具有各自的属性，每一个构件在空间中都通过X、Y、Z坐标各自的独立属性。设计过程中设计师构想能够通过电脑屏幕上虚拟出来三维立体图形，达到三维可视化下的设计。同时构建的模型具有各自的属性，如线缆敷设，点击属性可知线缆的位置、尺寸、高度、线径、根数等，这些属性通过软件将数据保存为信息模型（阶段BIM），也可以由其他专业导入数据，提供了协同设计的基础[3]。

1.2 提供各个专业协同设计的数据共享平台

首先，在传统条件下四电专业间的设计数据不能相互导出和导入，使四电工程和站前桥梁、路基等土建专业缺乏相互的协作，即使设计院内部通过大量的技术把关，也只能解决建筑和结构间的构件尺寸统一问题，对于管道预埋、接触网支柱底座预制、线缆爬架、线缆管沟等都只能在施工过程中进行修改。因此各专业图纸间的矛盾众多，导致施工过程中变更加大，施工單位在施工过程中协调难度增加;设计单位不断调整设计变更增加工作量，造成工程成本增加，变更后的四电专业出现大量返工，短时间达不到业主要求。

在BIM技术下的设计，即可将数据保存为BIM信息，导入结构工程师、通信、信号、电力供电工程师专业数据，由结构工程师进行承重构件的设计和结构计算，四电专业工程师同时进行各自专业设计。在站前线路和结构专业都完成后，将包含专业数据的BIM信息导入通信、信号、电力供电专业进行优化[4]。在设计过程中就能够进行各个专业间的有效协调，避免各个专业间的构件矛盾。

1.3 实现设计阶段项目参与各方的协同工作

传统的二维设计条件下，图纸中图元本身没有构件属性，都是一些点、线、面。项目业主、造价咨询单位要从各自角度对设计方案进行经济上的测算和优化，需要造价咨询单位将二维图纸重新建模，建立算量模型，花费大量的时间和人力。同时设计方案修改后，造价单位需要重新按照二维图纸进行模型修改，导致不能及时准确的测算项目成本。

在BIM条件下，设计软件导出BIM数据，造价单位用BIM条件下的三维算量软件平台，按照不同专业导入需要的BIM数据;迅速地实现了建筑模型在算量软件中的建立，及时准确的计算出工程量，并测算出项目成本;设计方案修改后，重新导入BIM数据，直接得出修改后的测算成本[5]。

2结束语

总之，BIM技术在现代建设施工中有着非常重要的作用，将BIM技术充分融合在施工的设计阶段、施工阶段以及运营维护阶段，可以有效保证建筑工程的质量，提高工程的效率，加强对工程的管理和控制，为企业降低成本，使得企业可以获得更好的效益。

参考文献

[1] 寇雪霞.基于BIM技术的工程项目全生命周期造价管理研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2016.

[2] 刘春鹏.BIM在大型建筑工程项目全生命周期管理中的应用研究[D].天津：天津大学，2017.

[3] 李玉娟.BIM技术在住宅建筑设计中的应用研究[D].重庆：重庆大学，2008.

[4] 刘照球，李云贵.建筑信息模型的发展及其在设计中的应用[J].建筑科学，2009，5（1）：96-99.

[5] 丰亮，陆惠民.基于BIM的工程项目管理信息系统设计构想[J].建筑管理现代化，2009（8）：363-364.