分析BIM技术在某铁路站场设计中的应用

分析BIM技术在某铁路站场设计中的应用

李婧

四川川铁工程设计咨询有限责任公司  四川成都  610000

摘要：目前在我国经济发展中，铁路行业占据重要地位，传统铁路建设主要采取CAD软件设计，勘察设计系统性不足，各专业及部门间也缺乏协同性，这就极易导致设计问题的发生，也是引发返工、增加成本的重要因素，故寻求一种新型技术应用于铁路设计中就显得尤为必要。本文主要围绕BIM技术在某铁路站场设计中的应用进行了研究、分析，以供参考。

关键词：BIM技术；铁路站场；设计；应用

针对BIM技术而言，主要是基于数字模型的前提下，对项目展开设计、施工、运营的过程，其信息包括几何、物理、性能等，项目不同参与方可于项目各阶段利用同一模型展开信息协同工作。但值得注意的是，相较于建筑、水电等行业，由于铁路工程专业接口繁杂,导致BIM技术运用更加复杂,技术难度更大,目前还没有一套成熟的铁路BIM标准体系。基于铁路站场的前提下来说，包含了编组场、到发场、调车场等部分，涉及的设施设备较多，结构具备较高的复杂性，应用BIM技术需结合实际情况，以充分发挥该技术的效能。

1、工程项目概况

该工程项目位于某市某区，为省级地方铁路，管理模式采用建设单位运营自管、维修委托的模式。正线建筑长度为33.545m，全线车站4座，本线只开行货物列车（直达列车、摘挂列车混合运行），利用交接站编组，尽量组织整列到发。该线接轨站为国铁中间站，业务涉及办理旅客列车到发、通过及旅客乘降等。接轨站既有到发线5条（含正线），旅客站台2座，有效长850m。本线接入后新增2条到发线，BIM设计范围包含站场、轨道、接触网、信号设施。

2、铁路站场BIM技术应用思路

站场设计需要实际设计中对接诸多专业，如线路、桥涵、轨道、房建、给排水 、通信信息 、信号 、电力等。基于BIM技术的前提下来说，其应用核心主要为项目全生命周期的模型信息及其共享与更新，此核心由传统意义上一般房屋建筑的整体构想衍生而言。具体如下：从整体到局部分阶段、分层次的展开规划设计，由宏观角度到细节逐步的增加信息，从而满足该技术应用于项目各阶段的理念。在此背景下，阶段化相关信息也不具独立性，是一个信息关联化、集成化的有机体整体，这就直接规避了数据信息传递错误情况的发生，也为信息管理提供了方便［1］。

2.1前期阶段

在设计前的整体布局中，设计人员需要收集站场既有规模，结合相关数据合理划分、布置站场区域，涉及站房位置、规模、股道等空间的位置，并确定好改扩建情况，在传统站场规模的前提下完成比例的选择，为创建三维BIM模型作好数据准备。

2.2设计阶段

在构建三维BIM模型时，我们需要对站场的股道、线路的具体位置以及轨道结构的几何形位进行详细的确认，以充分体现站场内各对象的信息化、参数化和具体化特点。在这个阶段，我们将相关信息添加到模型中，并展开设计分析，以确保设计的准确性和可行性。

值得注意的是，站场平纵断面通常具备独立性特点，但仍然有调整可能，为方便更变设计，可使用可适配的部件装配路基。例如，站场轨道的设计由轨道专业设计人员负责，站场提供平纵数据；站场房屋的设计由房屋专业设计人员负责；场坪土方的综合调配由站场负责；站场范围内的路基标准有路基专业明确，而断面的设计由站场负责，并做好边坡防护等设计工作［2］。

2.3施工阶段

在施工阶段，我们利用三维BIM模型，实现站场的动态模拟施工，以便及时发现并排除潜在的安全隐患。通过输出所需的施工图纸，并结合BIM模型进行具体施工指导，确保了施工作业的顺利进行和信息的准确反馈。这种应用模型信息的方式，不仅提高了施工效率，还降低了错误率，有效避免了潜在隐患的发生。

3、铁路站场BIM模型设计流程

设计完整的铁路车站，往往会涉及较多的专业，需基于工作流程的前提下，对专业责任进行划分，包括站前、站后，站场专业一般归纳在了站前专业。但值得注意的是，在实际的设计中，站场专业往往会涉及所有专业。该项目在某一设计阶段的BIM模型建立，大致分为以下4个阶段：

3.1几何模型绘制

基于线路正线模型的前提下，将轨顶高层作为控制因素，应用Powercivil实现站线线位平纵面模型的绘制，道岔设计需应用Railtrack软件。基于航遥专业、地质专业的前提下来说，主要负责提供地形、地质模型，通过对Powercivil软件的应用，完成车站路基模型的建立。另外，受设计阶段不同的影响，横向坡度、排水设备等标准也不尽相同，其基本模型组件，包括表层、底层等可采取建立相对标准模板库的方法，促进土木模型制作效率的提高。对于路基、地形，各附属设备的几何模型应用MicroStation逐步的进行添加。

3.2属性信息赋予

本项目BIM技术应用于铁路站场设计中，主要是以Bentley软件平台为基础，通过该平台V8系列软件的应用，发现属性添加功能支持较差，需在绘制几何模型后，于MicroStationCONNECT版中完成非几何属性的添加工作。

3.3多专业模型协同拼装

建立各专业模型后，需展开模型拼装及碰撞检查，该过程需多次进行修改，并反复的予以完善处理，与传统设计方法相比，BIM技术的应用对各专业设计的精度也提出了更高地要求。基于拼装检查的前提下，可最大化促进设计可行性、合理性的提高，这对于进一步控制工程项目的成本起着积极的意义［3］。

3.4工程数量统计

现阶段，在铁路工程领域中，Bentley软件平台的应用较为薄弱，主要体现于工程数量计算及统计方面，可基于PowerCivil的前提下生成路基工程数量，钢结构数量则由ProStructure实现，余下主要利用手工查看计算。在此背景下，就需重视二次开发，并与其他软件有效结合，以促进理想效果的提高。

4、铁路站场设计BIM技术应用特点

将BIM技术应用于铁路站场设计中，可建立一个可修改的三维模型，包括站场项目几何尺寸、结构功能等，有利于参与方根据自身需要针对性的展开相关信息的提取，利用同一三维信息模型展开协同工作。站场是一个综合型的专业，组建类型较多，包括结构类、土建类、设备类等，这也就在一定程度上增加了建模的复杂性，组合较为费力，故往往需应用多款软件。同时，站场专业是一个多接口的专业，在设计时需与多专业关联，包括线路、轨道、房建等，BIM模型的整合就需对坐标、单位进行统一，最大化的方便工作。在整合模型的过程中，也需做到轻量化处理，以避免硬件无法承受大量数据。在实际的设计过程中，受时间变化，设计深度变化的影响，设计方案往往会有所变动，故就需形成参数化驱动建模部件，与相关部件呈相互关联状态，这对于减少或避免修改起着积极的意义［4］。

5、铁路BIM技术未来展望

近些年来，我国铁路行业呈迅速发展趋势，但勘察设计手段则未有明显改变，利用三维手段尝试解决铁路的成熟案例较少，且完全利用BIM技术展开设计的铁路项目还有待进一步认证。BIM软件的基础框架较为成熟，但铁路工程设计的专业较多，极易受到各种因素的干扰，故就需重视各类软件的二次开发，旨在能够全方位满足我国铁路BIM设计工作的需求。以铁路站场设计为例，BIM技术的应用可从以下方面展开推广：（1）开发适用于本专业特点的插件、构件库，满足道岔计算、路基特殊处理等设计要求；（2）强化新型勘察技术，BIM软件也需与新型勘察技术有机结合，以推动勘察设计方法的革新。

6、结语

综上，我国铁路建设呈快速发展趋势，设计领域的新技术、新产品也在随之在增加，但BIM技术应用于铁路设计领域中尚处于探索阶段。铁路站场是铁路工程的重要构成部分，设计的合理性与整体项目质量及建设效率有着直接的关联。BIM技术是一种新兴技术的革新，合理应用于铁路站场设计中，可促进设计方案的改善，确保各方形成协同局面，减少或避免了设计变更问题，推动了项目进度。

参考文献

［1］刘晓东.bim技术在连镇铁路站场设计中的应用［J］.高速铁路技术，2020（S01）：68-71.

［2］孟晓健.铁路车站bim设计实施标准研究及应用［J］.铁道标准设计，2018（6）：120-125.

［3］王林帅，孙鹏．Civil3D在铁路站场BIM设计中的应用［J］．铁道建筑技术，2016(S1):338－339．

［4］孙军先，杨文成．基于BIM技术的铁路站场设计应用与研究［J］．铁道勘察，2018，196(2):93－96．