BIM技术在铁路通信施工中的应用探讨
来源:用户上传
作者:
摘 要：通过分析铁路通信施工现状及存在的各种突出问题，采用BIM技术实现通信工程施工阶段的各项应用。主要包括信息集成、碰撞检查、虚拟施工、优化重难点施工方案、成本控制及工厂化预制。重点结合通信施工特点，解决通信施工难题，改进施工工艺，提高施工质量，缩短施工时间。
关键词：BIM技术;铁路;通信;施工;应用
一、概述
近年来，随着铁路建设速度的加快，铁路通信作为铁路互联互通的信息“命脉”，其重要性及地位不言而喻。目前，铁路通信设备种类日趋繁多，精细化、集成度越来越高，施工周期越来越短，施工工艺要求越来越高，施工难度日益增大。
铁路通信施工目前现状存在“点多、线长、带状分布、交叉施工、接近零工期、高标准、严要求”等特点。这对施工企业在工期、工艺、安全和质量等方面提出更高的标准和要求。近年来，铁路施工企业不断采用新技术、新工艺、新方法，借助BIM、机械手、智能工具等新科技手段，不断改进施工工艺，提高施工质量，缩短施工时间。随着BIM技术在建筑领域的成功，为铁路工程带来了科技创新的曙光。
二、BIM技术简介
BIM，即建筑信息模型（Building Information Modeling， BIM）是以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型。BIM是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。简言之，BIM的核心是虚拟设计、虚拟建造（即可视化设计和施工）。
目前美国等发达国家已经利用BIM进行可视化设计。在我国，BIM技术还是一个新生事物，在大型建筑领域有部分应用案例，但还没有完全普及。近些年，随着BIM技术在施工企业的兴起，铁路施工企业也引入BIM技术，目前还处于应用探索阶段。
三、BIM技术在铁路通信施工中的应用
根据铁路通信施工特点，BIM技术在铁路通信施工阶段的应用主要有以下几个方面。
（一）信息集成
BIM的核心是通过建立虚拟的建筑工程三维模型，利用数字化技术，为这个模型提供完整的、与实际情况一致的建筑工程信息库。该信息库不仅包含描述建筑物构件的几何信息、专业属性及状态信息，还包含了非构件对象（如空间、运动行为）的状态信息。借助这个包含建筑工程信息的三维模型，大大提高了建筑工程的信息集成化程度，从而为建筑工程项目的相关利益方提供了一个工程信息交换和共享的平台。
BIM不仅可以在设计中应用，还可应用于建设工程项目的全寿命周期中;用BIM进行设计属于数字化设计;BIM的数据库是动态变化的，在应用过程中不断在更新、丰富和充实;为项目参与各方提供了协同工作的平台。
（二）碰撞检查
（1）本专业内碰撞检查
传统二维图纸审核时，由于通信系统较多，涉及面相对广泛，考虑不全面或人为失误在所难免，导致工程变更、返工及浪费。如某变电所通信设计图中漏掉电缆引入井的设计，或通信铁塔的地脚螺栓设计尺寸与铁塔规格不符等。采用BIM技术进行模型间碰撞检查，不但能够彻底消除缺项、漏项、硬碰撞、软碰撞，优化工程设计，减少在施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性。
（2）与各专业接口碰撞检查
在通信施工中，往往存在各专业“打架”的情况，比如通信设备箱安装的位置刚好被其他专业设计成了放置空调的位置，这就出现了施工时安装位置的“碰撞”。也存在预留孔洞位置不对应的情况，如房建专业馈线窗的预留位置与馈线缆出线位置位置偏离较大，造成材料浪费及不美观等问题。同时通信专业布线过程中时常与强电专业同径路，如何保证通信线缆和强电线缆间不交叉或保持安全距离也是在通信施工过程中需要经常考虑的问题。
采用BIM技术对施工阶段的构件和管线、建筑与结构、结构与管线等等进行碰撞检查、施工模拟等优化设计，对施工中设备、机械位置、物料摆放进行合理规划，在施工前尽早的发现未来将会面对的问题及矛盾，寻找出施工中不合理的地方及时进行调整，或者商讨出最佳施工方案与解决办法，降低传统2D模式的错、漏、碰、缺等现象的出现，提供施工效率和质量，缩短工期。
（三）虚拟施工
实现虚拟施工是在计算机上执行施工过程，虚拟模型可在实际施工之前对工程项目的功能及可实施性等潜在问题进行预测，包括施工工艺、施工过程模拟及施工方案优化等。在施工时随时随地都可以非常直观快速地知道計划是什么样的，实际进展是怎么样的。这样通过BIM技术结合施工方案、施工模拟和现场监测，大大减少施工质量问题，安全问题，减少返工和整改。
BIM技术可以直观的将理想模型与实际工程对比，考察理论与实际的差距和不合理性。同时，BIM模型的对比可以使业主对施工过程及建成的工程实物相关功能性进行进一步评估，从而提早反应，对可能发生的情况做及时的调整。
（1）可视化安全、技术交底
利用BIM技术的可视化特性，根据通信施工工序制作施工工艺视频，可以让施工人员更直观的了解施工作业部位和对象。基于BIM模型，创建施工作业动画，可以形象地展示施工工艺流程、施工先后顺序、施工工艺细则、操作要点、质量标准及危险源等内容。将文字、图片和动画进行有效结合，实现可视化安全、技术交底，可以增进施工人员对危险源及作业内容的理解，有助于提升施工安全质量和效率。
在施工前期对整个通信系统建模，演示施工流程及注意事项，给作业人员建立直观的视觉印象，使作业人员提高安全意识，规范操作，不留隐患，同时为后期验收一次成优提供保障。如在某车站铁塔安装时期，新入职员工由于首次接触高空作业，对通信铁塔安装天线及调试所存在的危险源尚不明确，存在安全隐患。通过BIM工艺工法视频的制作，将铁塔施工的流程、细节及注意事项，以全方位模拟的形式交底给新员工，使员工脱离纸质版的技术交底，获得更加形象的交底内容，以此达到警示提醒的目的。 （2）4D施工进度模拟建造
将BIM模型与施工进度计划、时间相连接，实现通信专业4D施工进度模拟。随时随地将施工计划与实际进展进行对比，同时进行有效协同，结合施工方案和现场检测可以大大减少施工质量和安全问题，减少返工和整改。同时通过施工模拟可以直观
地体现施工的顺序，并使各专业施工之间的施工协调变得清晰明了。从而检测施工进度计划的可行性，提早发现工程的工序问题。
如在某车站综合楼通信设备安装期间，出现该站点机柜未能及时到货现象，一直未能安装到位，管理者通过BIM模拟进度效果时发现该问题，由于未按计划进行，已造成后期工作滞后，管理者及时调配其他站点相同设备进行安装，保证了在计划节点内车站的顺利开通。
（四）优化重难点施工方案
利用BIM技术将重难点施工方案的复杂部位简单化、透明化，直观的对复杂工序进行分析，提前模拟方案编制后的现场施工状态，对现场可能存在的危险源、安全隐患、消防隐患等提前排查，对专项方案的施工工序进行合理排布，有利于方案的专项性、合理性。项目各方可利用BIM模拟讨论，快速调整方案，最终确定最优施工方案。
（五）成本控制
将BIM模型与成本信息结合，对施工过程中各个阶段的相关需求量进行计算、模拟、优化，指导劳动力、材料和机械计划的建立，提高成本计划的精确性，降低成本。从而实现项目管理及全方位的预测和控制。
（1）工程量快速提取
施工企业精细化管理很难实现的根本原因，在于海量的工程数据，无法快速准确获取以支持資源计划，致使经验主义盛行。而BIM的出现可以让相关管理条线快速准确地获得工程基础数据，施工管理人员可以跟据施工进度（部位）快速统计出需要的工程材料数量，制定出精确材料计划，大大减少了资源、物流和仓储环节的浪费，为实现限额领料、消耗控制提供技术支撑。
（2）成本管控
利用BIM模型，实现了工程量计算与计价的双向数据衔接，当模型改动时能够实时反映工程造价的变化。在BIM模型中已经包含了完备的成本数据，可以快速、精确计算出工程成本。通过合同、计划与实际施工的消耗量、分项单价、分项合价等数据的多算对比，可以有效了解项目运营是盈是亏，消耗量有无超标，物资、劳务分包有无失控等等问题，实现对项目成本风险的有效管控。
（六）工厂化预制
采用BIM设计相对复杂异形构件，先对构件进行分解，在工厂加工好后到现场运到进行组装，精准度高，失误率低。缩短了施工周期，保证了构件加工质量，节约了工程材料成本。
四、BIM技术在铁路通信施工中的优势
BIM技术在铁路通信应用中存在巨大优势，可以将铁路通信的复杂化结构、繁多化接口及零乱的线缆进行统一整合，建立出虚拟的仿真模型，为施工技术人员提高更加精细的推演平台，减少返工现象出现;为施工管理者提供更详细的指挥平台，提高现场工作效率;同时也为现场施工人员提供更加直观的技术交底，使其更容易理解并能高效的指导施工。
结束语：
BIM技术在铁路通信施工中的应用主要针对铁路通信中存在的接口问题、施工复杂性问题及综合布线零乱性问题。BIM技术在铁路行业的深化应用将会极大的提高铁路建设效率，节省人机料的投入，从而提高企业效益。BIM技术的发展将会彻底颠覆传统管理方式，推动铁路建设向智能化、信息化迈进。
参考文献：
[1]王朝存，于凤. BIM 技术在铁路四电领域的综合运用探讨[J].铁路技术创新， 2014（ 2）：22-25.
[2]李享，冀晓霞，等. BIM 技术在施工方案模拟中的应用[J].卷宗， 2017（ 24）：128-128.
[3]张建平，李丁，林佳瑞，等. BIM 在工程施工中的应用[J].施工技术，2012，41（ 16） ： 18-21.
[4]沈亮峰.基于BIM技术的三维管线综合设计在地铁车站中的应用[J].工业建筑，2013，43（ 6） ： 163-166.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15223009.htm
