基于市域（郊）铁路数字化建设管理应用的BIM建模标准研究

基于市域（郊）铁路数字化建设管理应用的BIM建模标准研究

刘哲

摘要：随着建筑信息模型（Building Information Modeling, BIM）技术在建筑行业的广泛应用，BIM在市域（郊）铁路工程领域也开始得到重视。本文针对重庆永川市郊铁路数字化建管的需求和挑战，提出一套适用于车站、区间（隧道、桥梁、路基）及车辆段等应对市郊铁路各专业模型的BIM建模标准。这些标准旨在通过整合和优化设计、施工和运维管理流程，来提高工程建设质量和运维管理效率。

关键词：市域（郊）铁路、BIM、数字化建管、建模标准

Research on BIM Modeling Standards for Digital Construction and Management of Urban (Suburban) Railways

Liu Zhe

1. Urban Rail Transit pision, China Railway Design Corporation, Tianjin 300142,China;2.National Engineering Research Center for Digital Construction and Evaluation of Urban Rail Transit, Tianjin 300308, China

Abstract: With the widespread application of Building Information Modeling (BIM) technology in the construction industry, BIM has also begun to receive attention in the field of urban (suburban) railway engineering. This article proposes a set of BIM modeling standards applicable to various professional models of suburban railways, including stations, sections (tunnels, bridges, roadbeds), and rolling stock depots, in response to the needs and challenges of digital construction and management of suburban railways in Yongchuan, Chongqing. These standards aim to improve the quality of engineering construction and operational management efficiency by integrating and optimizing design, construction, and operational management processes.

Keywords: urban (suburban) railways, BIM, digital construction and management, modeling standards

引言

市域（郊）铁路作为城市内部及邻近城郊区域间的重要交通方式，其建设和管理的高效性直接影响城市交通的便利性和安全性。随着数字化转型的不断深化，运用BIM技术对市域铁路进行数字化建设管理已成为提高项目效率、确保工程质量的关键手段。重庆永川市域铁路作为重庆市域铁路网络的重要组成部分，其数字化转型尤为重要。因此，制定适合重庆永川市郊铁路的BIM建模标准成为当务之急。

1.项目概况

1.1工程概况

重庆市郊铁路永川线工程西起永川西站，向东经汇龙、体育中心、陈食、科技生态城、重庆新机场、九里村、白市驿后至终点重庆西站，线路全长68.2km，最高运行速度140km/h。全线共设车站15座，其中地下站7座，地面站1座，高架站7座；全线桥梁31座，共28.4km；正线区间路基工点33处，共计7.4km；地下区间全长共计32.4km。市郊铁路永川线与城轨快线15、26号线贯通运营，高效联动解放碑、江北嘴、弹子石CBD、礼嘉智慧园、两江协同创新示范区、江北机场、重庆北站、重庆站等重大功能区域及交通枢纽，未来将建设成为重庆市智创产业发展走廊。

1.2BIM建模标准在市域（郊）铁路数字化建管中的作用

BIM技术能够为设计师、施工人员和运营管理人员提供一个共享的信息平台，实现铁路工程全生命周期的信息管理。通过BIM可以进行高效的设计协同、施工模拟、资源优化配置、以及维保管理等。BIM技术可以在整个项目生命周期中跟踪和管理建筑信息，从设计到施工和运营。在市域铁路数字化建管中，BIM建模标准的作用主要体现在以下几个方面：

协调和合作：BIM建模标准可以提供一种统一的语言和框架，使得不同参与方（如设计师、承包商、工程师等）之间更易于进行合作和沟通。通过建立标准化的BIM建模流程，可以减少信息交流和协作中的错误和冲突，提高整个项目团队的协作效率。

数据集成和共享：BIM建模标准可以提供统一的数据模型和格式，使得在市域铁路数字化建管中产生的各种信息和数据可以被整合和共享。这样可以更好地跟踪和管理项目中的进展，优化资源分配，提高决策的准确性和效率。

运营和维护：BIM建模标准可以为市域铁路的运营和维护提供有价值的信息。通过建立数字化模型和集成的数据库，可以实时跟踪和管理铁路设施的状态和维护需求，提供更好的维修和保养计划，延长设施的寿命，提高系统的可靠性和安全性。

总之，BIM建模标准在市域铁路数字化建管中起着至关重要的作用，它的重要性在于促进建筑行业协同工作、提高项目效率、降低风险并推动行业创新。它不仅仅是一种设计和建造工具，更是整个项目生命周期管理的关键平台。

2.市域（郊）铁路BIM建模标准研究方法

BIM建模标准的研究方法主要包括：文献回顾、案例研究、专家咨询、最后根据市域铁路数字化建管的特性进行适应性修改。通过这些方法，能够对现有的BIM建模标准进行全面的分析和研究，并结合市域铁路永川线的具体情况，提出落地性强的建模标准。

2.1车站BIM模型要求

车站BIM建模标准应涵盖车站建筑、站台、售票厅、候车室等关键区域，包括但不限于准确的几何表示以及结构、设备、材料属性;施工过程模拟与管理；维护和资产管理等后期用于添加信息的关键字段。

图1-部分车站BIM模型成果

2.2区间（隧道、桥梁、路基）BIM模型要求

区间部分是市域铁路的关键组成部分，对其建模标准的研究要涉及：隧道和桥梁的特殊结构与材料属性；地质与地形信息的集成；施工阶段的安全风险评估；设计与施工阶段的信息协同。

2.3车辆段BIM模型要求

针对车辆段的特殊性，需要建立一套：考虑运维需求的模型深度和精细度、涵盖维护设施、库存管理的参数化信息，能够与车辆检测维护系统集成的模型标准。

图2-车辆段BIM模型成果

3.编制构件分类标准、编码标准、建模标准

经过以上分析，我们发现要编制BIM建模标准的前提是要先制定构件分类标准，针对不同专业的不同特性，以及他们运维所需信息侧重点的不同。对于不同类型的模型需要编制不同的建模标准。另外为了实现运维阶段的信息管理，还必须在建模标准中规定相应的编码字段。因此在数字化建设项目中，特别是在采用BIM技术的市域铁路项目中，制定合理的“构件分类标准、编码标准、建模标准”是一套组合拳。

3.1构件分类标准

构件分类标准旨在将项目构件按功能、类型或材质进行分类管理。制定构件分类标准时应考虑的因素包括：

1　项目特性：依据工程项目的特点，如市域铁路的车站、区间（隧道、桥梁、路基）和车辆段不同部分，分类应具体针对性。

2　国际标准：考虑与ISO、BSI等国际标准的兼容性，例如ISO12006-2可以为构件分类提供框架。

3　通用性与特殊性：分类标准既要有通用性，以适应不同项目和阶段的需求，又要注重特殊性，反映项目特定的技术和需求。

编制步骤包括：

① 需求分析：分析项目的技术规范和管理需求。

② 框架设计：确定分类标准的结构框架，如按功能、按材质等。

③ 详细分类：细化每个框架下的构件类型。

④ 标准审查和测试：通过专家审查和实际测试检验标准的有效性和实用性。

永川线初设BIM模型构件分类标准如下：

《永川线围护结构BIM建模技术指导要求》

《永川线车站结构BIM建模技术指导要求》

《永川线区间路基BIM建模技术指导要求》

《永川线区间桥梁BIM建模技术指导要求》

《永川线区间隧道BIM建模技术指导要求》

《永川线车站及区间机电BIM建模技术指导要求》

《永川线车站装修BIM建模技术指导要求》

《永川线交通疏解BIM建模技术指导要求》

《永川线施工场布BIM建模技术指导要求》

2.2构件编码标准

构件编码标准是为每个构件设计一套唯一标识码，便于信息管理和检索。编制构件编码标准时需考虑的因素包括：

① 编码结构：编码应包含反映构件属性的分类代码、顺序号等元素。

② 可扩展性：编码体系需预留空间，以便未来项目扩展或新增构件类型时的适应。

③ 易读性：编码应直观，便于项目团队理解和使用。

编制步骤包括：

① 确定编码框架：基于构件分类标准，设计编码的基本格式和结构。

② 编码规则制定：详细定义每部分编码的含义，制定编码生成的规则。

③ 标准化和文档化：将编码标准文档化，并通过项目团队进行标准化培训。

2.3构件建模标准

构件建模标准涉及构件在BIM模型中的建模方法和精度。制定时需考虑：

① 详细程度(LOD)：根据项目不同阶段的需求，确定不同级别的模型详细程度。

② 建模规则：包括构件的几何形状、尺寸、位置、材质（颜色）属性等规则。

③ 通用性与兼容性：确保模型能够在不同软件和平台间传递且信息不丢失。

编制步骤包括：

① 需求分析：明确模型的使用目的和用户需求。

② 确定LOD水平：根据项目阶段和功能需求，定义不同构件的详细程度。

③ 规则制定：详细制定构件建模的几何、属性、关键信息字段等规则。

④ 其他内容：坐标、基点设置；文件拆分原则；明细表、视图设置、命名原则等。

⑤ 实施与反馈：在项目实践中应用并根据反馈调整优化标准。

永川线初设BIM模型建模标准部分内容如下：

图3-材质、颜色类别构件命名、细表及字段设置要求及构件字段设置要求

整体来看，构件分类标准、构件编码标准和构件建模标准是相互关联、相辅相成的。三者共同构成了BIM项目管理的基础，对于提高项目的效率和质量具有重要意义。在实践中，这些标准的有效编制和实施需要持续的调整和优化，以适应项目实际情况和技术发展的需求。

4.结论

通过对重庆永川市域铁路BIM建模标准的研究，可以明确在设计、施工、运营管理各阶段的信息需求，同时为市域铁路项目的各方参与者提供一个信息共享的平台。该研究能够推动市域铁路的数字化程度，为重庆永川地区的市域铁路数字化建设提供标准化指导和参考。

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〔基金项目〕中国铁路设计集团有限公司科技开发课题（合同编号：2023CJ0601）作者简介：刘哲，1989.12，男，汉族，河北石家庄人，硕士研究生毕业，工程师，研究方向：城市轨道交通工程BIM设计及应用