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BIM技术在铁路安全系统规划中的应用现状

2021-08-27 226 上传者：管理员

摘要：近年来BIM技术日益成熟,很多领域都运用到了BIM技术,也可将其运用在铁路安全系统中,更加完善铁路安全系统。本文阐述BIM技术在国内外铁路安全系统中的应用现状,结合在设计和规划铁路安全系统现状中遇到的困难与问题和BIM技术对于铁路安全系统设计方面的优势、施工布局方面的优势、运营维护方面的优势,分析BIM技术在铁路安全系统中可实现的应用设计以及方案。

关键词：
BIM技术
优势
运营
铁路安全系统
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随着国民经济的高速发展，综合实力的不断上升，城市的私人汽车拥有量也在不断上升增加，随之而来的交通堵塞和交通工具违章等状况也愈发严重。目前解决交通问题的有效方法之一就是建设轨道交通，对于建设轨道交通，铁路安全系统在建设的过程中尤为重要。我国从上世纪末就开始研究BIM技术，经过这么多年的发展，BIM技术逐步在国内得到认可。BIM全称为Building Information Modeling,国内普遍翻译为建筑信息模型。这是一种全新的建筑设计的手段，与传统的二维的设计图纸不同，BIM是三维的甚至可以是四维的，其能够对一个工程或者建筑进行全方位的设计和模拟试验。BIM技术是对工程信息运用的数字化表示，是电子信息技术对工程设计的直接运用，代表了电子信息技术对于工程项目运用的一个新的方向。早在2018年，我国就发布推广了《城市轨道交通工程BIM应用指南》，大力推广BIM技术应用在城市轨道交通工程方面，一些一线城市已经开始在铁路领域运用BIM技术，但从应用的程度来看还只是停留在展示和设计等方面，没有形成整体的应用。因此BIM技术在轨道交通行业的应用还处于起步阶段，在铁路信号设计与施工中的应用领域几乎处于空白。

1、BIM技术在铁路安全系统规划中的应用现状

1.1国内现状

近年来，随着经济的不断发展，人口的不断上升，交通方面的问题日益严峻。国内目前解决此类问题的有效方法之一为加快建设城市轨道交通。因此，国内的轨道交通建设计划呈现出计划性的发展浪潮。2017年3月印发《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》，其中指出交通运输发展到2020年，要求基本建成安全、便捷、高效、绿色的现代化综合交通运输体系。与此同时，建筑信息模型（Building Information Modeling,BIM）也在国内被积极推广。2017年2月份我国发布了《关于促进建筑业持续健康发展的意见》，该意见提出“加快推进建筑信息模型技术（BIM技术）在工程实施全过程的集成应用，实现工程项目全方面的数据信息共享和管理，为工程项目方案优化提供依据，促进建筑业的质量和效果”。交通运输部提出《推进智慧交通发展行动计划（20172020年）》在工程建设方面要求：推进建筑信息模型（BIM）技术在交通领域基础设施建设的应用，并提升工程建设的质量和管理水平。国家政策的推动，各个地方也相继出台政策给予推动支持BIM技术：成都市将采用BIM技术作为施工图审查合格与否的强制要求。同时很多地方也将BIM技术运用到实际中：上海地铁9号线，青岛地铁1号线等应用BIM技术规划线路和进行管道改迁；北京地铁10号线，应用BIM技术进行工程全生命周期的管理与规划。但BIM技术对于轨道交通来说还是一项新兴的技术，对于BIM技术应用在轨道交通中的铁路安全系统该方面缺陷仍旧明显，没有形成系统化的应用，还只停留在浅显的表面应用中。因此，BIM技术对于铁路安全系统的应用和试验还有需要更进一步的发展。

1.2国外现状

在一些欧美发达国家，BIM技术的应用逐渐成熟并且广泛应用到城市轨道交通的工程建设之中，而且这些国家对于BIM技术的系统化应用有一定的初步了解。德国铁路股份公司（DB）就引入了建筑信息模型（BIM）技术，作为其标准化战略以及未来的工作和设计方法。英国crossrail项目的各个专业通过运用BIM技术进行设计和分析。美国洛杉矶westside地铁延长线工程以BIM技术为核心规划和管理整个建设的过程。此外法国的TGV、加拿大的spadina、荷兰的arcadis等城市轨道项目对于BIM技术都有系统化的应用和管理。

2、BIM技术在铁路安全系统规划中的应用优势

2.1在设计方面的优势

一般来说，一个轨道交通工程是涉及方方面面各专业的一个系统化的复杂工程。而且城市轨道工程技术含量大，复杂化程度高，干扰因素多，工期时间紧，投入资金巨大。在应用BIM技术后，可将工程进行可视化操作，在设计修改方案方面能将模型以三维立体的形式展示出来，更加直观的看到整个工程的结构框架等。目前的铁路安全系统规划图纸多为二维的，在设计时误差不明显，线路设施等布置不如三维立体直观。传统的二维设计图纸可能存在线路、电缆等设施“交错、重复、侵权”等问题。利用BIM技术通过各个方面多角度的分析，利用软件进行全方位的模拟仿真，优化线路的设计布局，节约成本，减低经济能耗，从而提高工程设计效率，保障工程设计的质量。

2.2在施工布局方面的优势

在轨道交通的施工布局阶段，目前我国大部分采用的还是传统的二维图纸，图纸所包含的信息巨大，需要各个专业进行协调处理。这就会导致各个专业之间存在摩擦和碰撞，例如；信号和通信线路可能会与供电线路等专业产生摩擦和阻碍。这就可以运用BIM技术建立三维立体的实物模型，使各个专业进行协调处理与规划。三维模型有助于工作人员及时发现解决布局施工中存在的设备侵权和碰撞等问题，并且项目在施工布局过程中出现的关键点以及可能出现的安全隐患问题，可通过BIM技术预测和解决。如若出现突发情况，需要更改项目图纸和布局等，BIM技术可进行实施模拟和分析。在施工方面，BIM技术还可以增加时间维度，精确把握工程的进度，从而提高施工效率和质量，在规定时间内完成工程。

2.3在运营维护方面的优势

传统的铁路安全系统运营工作量大，需要的人力资源大，成本高，运营效率低利用BIM技术进行三维建模，将模型数据形成模型库，对铁路信号设备模型进行参数化配置，结合互联网技术，建立三维可视化管理平台，有效方便地进行运维管理。铁路安全系统关系着整个轨道交通工程能否正常安全的运行，基于所构建的BIM三维信息化管理平台，可以对现有设备和能源进行实时监控，可直观的反应各个设备的运行状态并可及时优化来提高效率，从而优化运营维护管理，减少人力成本，提高效率。

3、BIM技术在铁路安全系统规划中的应用

3.1数据获取

原始数据的获取是BIM技术运用的关键，原始数据的可靠性是BIM技术能否规划的依据。因此，有效可靠的数据对于BIM技术是十分必要的。数据获取是一项重要的任务，一般的建筑物数据可利用激光扫描获取。二维的数据一般采用实地勘测获取等，可利用二维图纸建立三维立体模型。一些重要的数据例如：铁路线路、管道线路、车站站场等可通过实地影像拍摄、精密测量等方法获取。为了使BIM三维模型更加逼真，可采用遥感影像、高精度相机拍摄等方式获取数据。

3.2模型构建

有可靠的原始数据为依据后，就可利用BIM技术进行三维模型的构建。建立模型时需要用到专业的建模软件，例如Revit软件、Pro Sig软件等。Revit软件是目前使用的最为广泛的BIM技术软件之一，该软件建模包括多个步骤：加载模型范例、构建模型库、布局模型受力、模型分析等，而且该软件的数据可实现实时共享，大大提高工作人员的协同分工协作效率和质量。设计人员还可通过数据图进行及时修正，还可自动更新生成三维可视图和图纸。

4、总结和展望

BIM技术的日益成熟对于轨道交通来说无疑是个好消息，将打破传统的二维设计进而迈入三维设计。传统的铁路安全系统规划是单纯的二维表现，BIM技术的发展将实现三维立体的信息可视化展示，这是全面信息化模型的集成，使得数据信息更加完善，多专业协调工作更加高效。整体来说，国内大环境下，BIM技术还有很多的发展空间，轨道交通建设与BIM技术的结合必然成为未来的发展趋势。同时还应加快完善BIM建设的标准，提升BIM技术的系统化发展。

参考文献：

[1]胡文科.BIM技术在地铁通信信号工程中的应用[J].智能城市,2019,5(23):154-155.

[2]林昌瑞.BM技术在铁路信号工程施工中的应用[J].工程技术研究,2018,46(12):53-54.

[3]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):76-77.

[4]苏靖棋.BIM技术在铁路信号和安全系统规划中的应用[J].现代城市轨道交通,2020(3):116-118.

文章来源：李泽锴.BIM技术在铁路安全系统规划中的应用[J].轻工科技,2021,37(09):70-71.