铁路信号工程中BIM技术的运用.pdf

196工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工门团结协作，提升信息交互速度，保证铁路信号工程施工质量。但由于铁路信号工程施工图纸不够规范，部门之间存在信息差异，导致 BIM 三维模型信息收集困难，可视化模型构建存在问题，施工企业管理人员难以从三维模型中得出科学决策数据基础，不利于铁路信号工程稳定发展。2 BIM技术在铁路信号工程设计中应用价值2.1 构建三维立体模型呈现可视化效果当前铁路信号工程设计主要以二维技术为主，构建铁路信号平面设计图，基于标注实现定点。采用传统的二维信号设计方式难以感知铁路信号边线距离，导致设计时出现各式各样的问题。从铁路工程的实际情况看，基于 BIM 技术构建三维可视化模型，收集站场、线路、桥梁、隧道等详细数据信息，基于勘察信息构建专属三维模型，可将铁路信号工程的实际情况展现出来。基于三维模型，观测铁路线路运行位置以及角度，可提前做出优化方案1。三维模型精确定位如图 1 所示。2.2 优化铁路线路布局 传统铁路信号工程设计采用二维模式。二维模式将铁路信号各个线路视为单独个体，将基于个体布置铁路0 引言传统铁路信号设计采用二维技术为基础，不能实现统筹管理铁路工程线路、隧道以及桥梁的目标，导致铁路信号存在问题，严重影响我国铁路工程的健康发展。基于 BIM 技术实现铁路信号工程三维发展，构建三维模型数据库，整合铁路工程资源信息，有助于提升协同管理的效率。将铁路信号工程设计、施工、交付等各个环节有机结合，有助于提升铁路信号工程建设管理质量。1 BIM技术应用现状1.1 开发存在一定不足2013 年，中国铁路集团正式将 BIM 技术投入铁路信号工程建设中。经过十多年的发展，BIM 技术虽然在项目建设中取得不小成绩，但由于应用时间较短，技术人员技术水平不高，导致 BIM 技术在开发方面都存在一定不足，难以满足时代发展需要。1.2 系统信息交互效率低铁路信号工程建设内容较多，需要整合工程项目整体资源信息，才能保证项目稳定开展，信息交互占据着关键地位，高质量信息交互能够保证各个部门，第一时间得到铁路信号工程建设施工信息，为后续工程施工提供数据基础。在此期间，需要铁路信号工程项目各个部铁路信号工程中BIM技术的运用张亚琼摘要：将 BIM 技术应用至铁路信号工程建设中，优化传统二维信号工程建设的弊端，进一步实现可视化以及信息集成化铁路信号工程建设，能够促使技术人员清晰地掌握铁路信号施工情况，降低出现错、漏、交叉等问题的发生。基于BIM 技术构建三维立体模型，结合模型开展铁路信号工程建设，提升施工质量、效率的同时，压缩铁路信号工程施工成本消耗，促进铁路信号工程施工水平提升。以铁路信号工程建设以及 BIM 技术为分析对象，基于实际铁路信号工程案例，构建铁路信号运维管理平台，通过平台共享铁路工程基本信息，提升铁路信号工程建设管理质量。关键词：铁路信号工程；BIM 技术；优势分析；实际应用分析；效果呈现（中铁第五勘察设计院集团有限公司郑州分院，河南郑州450000）CM&M 2023.04197管道线路，由此导致设计方案不能明确标注线路交叉点，集成设计图存在一定问题。按此进行设计，不仅存在电力、通信、隧道遮挡现象，还可能出现铁路管道、线路碰撞等问题2。BIM 技术基于铁路信号工程的实际情况，将工程视为整体，构建三维立体模型，能够及时发现铁路线路布局情况，避免管道、线路遮挡、碰撞现象发生。同时基于 BIM 技术的设计能够提升设计方案质量，降低铁路信号工程后期设计变更的概率。3 BIM技术的实际应用分析3.1 案例分析M 铁路信号改造工程基于 BIM 技术构建三维可视化模型，如图 2 所示。该工程基于 BIM 建模施工标准为施工文件，如铁路工程信息模型分类与编码标准、铁路工程信息模型统一标准 铁路工程信息模型施工阶段实施标准、铁路工程信息模型交付精度标准 等3。3.2 三维模型构建M 铁路信号改造工程不同时期的目标以及研究对象不同，对三维模型的观测的侧重点不同，为了满足施工要求，基于 M 铁路信号工程的实际情况，采用分段式构建BIM三维模型，如表1所示。将M铁路信号划分为站场、桥梁、房建以及信号，重视细节部位设计管理，以将其设计情况真实地展现出来。同时，基于 BIM 技术能够结合工程的外形，保证模型与工程实际相吻合，提升施工管理工作质量4。3.3 模型属性信息添加BIM 三维立体模型中，将信号工程属性信息分为两个阶段，即施工阶段以及竣工运维管理阶段。不同的阶级属性信息内容不同，施工阶段分为 5 种模型信息，竣工阶段分为 3 种模型信息。基于项目不同阶段上传信息至 BIM 系统中，提升信息项目交互速度，为项目稳定发展提供保证5。3.4 构建GIS+BIM模型地理信息系统是我国当前现代化测量技术手段之一，能够将数据采集、储存、数据管理以及分析融为一体。将 GIS 技术与 BIM 技术相结合，能够实现微观与宏观有机结合，促使三维立体模型更加符合实际情况，实现模型空间布置与实际布置相同效果，进而提升项目工程信号设计水平6。3.5 项目台账可视化管理为了满足铁路信号建设台账管理需求，结合 BIM 技术，构建信息化台账管理系统。将系统与BIM模型相结合，基于模型中获取数据参数，能够打造出可视化台账管理模式。可视化台账管理系统包含铁路信号机、轨道运行电源、电容等数据。将台账管理与 BIM 技术结合，台账管理系统能够根据 BIM 模型数据变化而变化，实现数据实时更新，提升台账可视化系统管理作用。为保证台账系统数据安全，开发出数据权限管理功能，员工基于自身权限控制铁路信号设备。在设备维修工作中，针对不同的维修手段，及时将各种设备信息上传至台账系统中，系统自动分类，便于后期数据追踪7。3.6 铁路电缆线可视化管理铁路信号工程建设基于 BIM 三维立体模型，能够可视化观测地下电缆线设计。通过系统可实时掌握现场实际情况，不仅能了解到电缆线分布方向，还能获取电缆图1 三维模型精确定位图2 信号BIM模型创建流程表1 信号BIM模型建模内容专业BIM 建模内容站场轨道、道岔、场坪布置桥梁框架涵模型房建信号机械室房屋模型信号信号机械室内主要化设备以及管线、室外设备以及管线198工程机械与维修CONSUMERS&CONSTRUCTION用户施工线与信号设备之间的关系。基于系统将电缆线统一编号，记录电缆线的基础信息，再将电缆线与信号设备连接，便可实现铁路电缆线可视化管理。可视化管理为电缆线维修人员开展工作提供数据支持，有利于提升电缆线维修的质量以及效率。3.7 构建设备轨道可视化管理系统该系统与 BIM 模型结合，可实现实时定位功能。基于设备可视化系统，技术人员能够快速查询铁路运行的相关信息，实现设备运行故障精准定位，有助于提升铁路工程稳定运行8。3.8 铁路信号工程信息集成系统通过 BIM 技术构建铁路信号设备智能化管理系统，通过集中监测管理的方式，整合数据信息资源，将铁路信号设备维修养护的数据信息集成整理，上传至系统中。集成系统能够实现对信息自动整合分类，通过快捷查询窗口功能，可实现精准化信息管理9。4 BIM技术在铁路信号工程中的应用成果4.1 实现工程竣工交付可视化基于铁路信号设备的特点，将设备与 BIM 技术相连接，构建信息化数据库如图 3 所示。基于数据库能够及时地调取铁路信号工程三维立体模型，能够有效提升铁路工程信号工程设计水平。铁路信号工程设计单位采用BIM 三维立体模型方式，将设计方案转移至施工单位，施工单位基于模型施工要求开展相关工作，可保证铁路信号工程竣工质量与设计吻合。实现铁路信号工程交付可视化，能够及时发现设计方案中存在的问题。及时对问题部位进行优化处理，有助于提升铁路信号工程的施工质量、安全，降低后续返工的概率。另外，通过 BIM 技术构建铁路信号设备智能化管理系统，能够虚拟系统中显示铁路信号设备属性 10。信号机模型库如图 3 所示。4.2 实现碰撞综合检查基于 BIM 技术构建三维立体模型，将铁路信号工程中电气设备以及线路分布情况真实展现出来。铁路信号工程的真实情况展现在设计者面前，有利于设计者发现设计图纸存在的重叠、碰撞问题。设计者运用 BIM 技术手段辅助进行设计，有利于优化铁路信号工程施工设计方案，保证工程项目稳定开展。5 结束语综上所述，智能化发展时代下，铁路信号工程建设发展智能化已经成为必然趋势，基于 BIM 技术手段，打造现代化、智能化、可视化、集成化管理系统，对铁路信号工程建设施工开展全过程管理，有助于提升铁路信号工程设计水平，提升铁路信号工程施工质量以及效率，降低施工中发生信号设备碰撞、遮挡问题。参考文献1 韩旻志,马强,董小兵.基于三层架构的铁路信号 BIM 设计技 术路线研究 J.智能制造,2022(5):90-95.2 杜杰.铁路信号与安全系统规划中 BIM 技术的应用 J.现代 工业经济和信息化,2022,12(4):141-142.3 杜高科.面向全生命周期的 BIM 技术在铁路信号系统中的应 用研究 J.工程建设与设计,2022(1):211-214.4 张凯,宋胜林,肖彦科.BIM 技术在铁路信号工程运维中的应 用研究 J.铁路通信信号工程技术,2021,18(5):15-21.5 周桂强.基于 BIM 技术的铁路信号系统运维信息管理应用研 究 J.电子技术与软件工程,2020(22):172-176.6 陈红霞,邓丽敏.BIM 技术在铁路信号设计与施工中的应用分 析 J.物联网技术,2020,10(10):70-71+75.7 蔡寅.铁路信号专业室内设备布置图设计应用 BIM 技术的研 究 J.城市建设理论研究(电子版),2018(18):179.8 陶岩.BIM 技术在铁路信号设备数据管理中的应用研究 J.城 市建设理论研究(电子版),2018(15):160-161.9 朱超平,白雪,郑云水.BIM 技术在铁路信号运维中的应用探 讨 J.铁道通信信号,2017,53(11):17-19.10 赵文武,曾绍武,赵钦,等.BIM 技术在铁路信号设备数据管 理中的应用研究 J.铁道标准设计,2017,61(1):127-133.图3 信号机模型库