BIM技術(shù)在鐵路接觸網(wǎng)全生命周期的應(yīng)用探討

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摘要：隨著我國科研事業(yè)的深入BIM技術(shù)慢慢成熟。其在建筑、工業(yè)生產(chǎn)等方面的應(yīng)用比較廣泛，近年來該項技術(shù)逐漸滲透到鐵路建設(shè)領(lǐng)域。接觸網(wǎng)作為電能供應(yīng)的關(guān)鍵設(shè)備，在鐵路建設(shè)中起著非常重要的作用。BIM技術(shù)的融入，在延長接觸網(wǎng)使用壽命方面起到很大的促進作用。下面圍繞該項技術(shù)展開討論，對其在接觸網(wǎng)中的應(yīng)用優(yōu)勢進行介紹，并對其應(yīng)用目標(biāo)、技術(shù)實施路線加以總結(jié)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)；鐵路建設(shè)；應(yīng)用；接觸網(wǎng)

一、價值及優(yōu)勢

將該項技術(shù)運用在鐵路建設(shè)當(dāng)中，尤其是在接觸網(wǎng)的應(yīng)用當(dāng)中，起到的作用主要體現(xiàn)在以下兩方面：

應(yīng)用價值。接觸網(wǎng)設(shè)計完成后，可通過相應(yīng)的三維模擬軟件呈現(xiàn)出來，實現(xiàn)可視化的信息交互，便于設(shè)計者修改相關(guān)設(shè)計內(nèi)容。通過對模型的分析，接觸網(wǎng)相關(guān)參數(shù)的精確程度明顯提升，這為后期實現(xiàn)精細管理打下堅實基礎(chǔ)。施工前可將施工方案進行模擬，及時糾正方案中存在的缺陷，減少實際施工時的經(jīng)濟損失，有效提高工程質(zhì)量。

應(yīng)用優(yōu)勢。施工單位可利用該項技術(shù)對工程建設(shè)進行預(yù)演，進而準(zhǔn)確估算工程造價，實現(xiàn)對施工方案的優(yōu)化。設(shè)計單位可通過對三維模型的分析，將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中各設(shè)備保持在相對平衡狀態(tài)，保證設(shè)備作用充分發(fā)揮出來。在此項技術(shù)的輔助下，能夠?qū)崿F(xiàn)對鐵路建設(shè)過程的實時監(jiān)控，避免建設(shè)中出現(xiàn)偷工減料等現(xiàn)象。接觸網(wǎng)施工完成后，運營維護單位可通過對歷史數(shù)據(jù)的查詢，準(zhǔn)確制定維護方案，這對接觸網(wǎng)壽命的延長是非常有幫助的[1]。

BIM技術(shù)的作用：實現(xiàn)圖紙可視化。平面圖紙可在相關(guān)三維軟件的作用下，轉(zhuǎn)換成建筑模型，直觀性很強；將設(shè)計與施工緊密銜接到一起。能夠充分考慮接觸網(wǎng)施工現(xiàn)狀，設(shè)計方案能夠被有效實施；實現(xiàn)4D模擬。模擬整個施工過程，針對可能出現(xiàn)的突發(fā)事件，制定有效的預(yù)防方案；對施工方案進行優(yōu)化。將施工設(shè)備、技術(shù)維持在相對平衡狀態(tài)；生成的三維模型可以通過打印機直接出圖，為現(xiàn)場技術(shù)員提供建設(shè)參考。

二、應(yīng)用目標(biāo)

此項技術(shù)的應(yīng)用目標(biāo)，是隨著工程建設(shè)進度的變化而變化的，下面將生命周期分為幾個重要階段，對其目標(biāo)進行詳細闡述。

（一）設(shè)計階段

此階段的主要工作內(nèi)容主要包括以下幾點：完成對接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，并將二維設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)化成可視化的三維模型；將各項參數(shù)輸入到模型當(dāng)中，系統(tǒng)自動對設(shè)計結(jié)構(gòu)的性能、施工方案進行分析，分析結(jié)果以圖表形式展現(xiàn)出來；相關(guān)人員根據(jù)分析結(jié)果對設(shè)計圖紙進行修正；對修正后的二維圖再次進行三維建模，優(yōu)化模型結(jié)構(gòu)，并打印出三維效果圖；通過審核后方可進行下一步工作。

（二）施工階段

進度管理。在該項技術(shù)的輔助下實現(xiàn)對施工進度的實時監(jiān)督，并完成相應(yīng)的管理工作；物料管理?；诮佑|網(wǎng)組成結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的特征，需要做好對零件的分類工作，按照零件功能、型號及廠家將其分類存儲。通常接觸網(wǎng)需要用到的零部件包括支撐、連接、加固等，對于倉庫中的零件要做好出入記錄，防止零件丟失；工藝指導(dǎo)[2]。

（三）運維階段

強大的信息整合功能是BIM技術(shù)的顯著特征，在該項技術(shù)的輔助下，無論接觸網(wǎng)處于哪一生命周期，BIM模型都能監(jiān)測到該階段的詳細信息。且搜集到的信息比較全面，與模型對應(yīng)的系統(tǒng)能夠快速對信息進行分類處理，并上傳到相應(yīng)的存儲單元。通過對實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，技術(shù)員會根據(jù)數(shù)據(jù)逐漸完善BIM模型，模型的完善和龐大的數(shù)據(jù)庫可為后期的運維管理提供有力依據(jù)。運維階段該項技術(shù)的主要作用是：

加強對各項設(shè)備的管理。通過參數(shù)分析，將接觸網(wǎng)的各零部件精確定位并監(jiān)測，若零件出現(xiàn)故障技術(shù)員能夠及時進行處理。監(jiān)控設(shè)備時用到GPS技術(shù)，設(shè)備的位置被鎖定，若其出現(xiàn)異常移動，系統(tǒng)會第一時間向工作人員反饋。可對歷史故障信息及維修方法自動記錄，為以后的維修工作提供參考價值較高的維修資料；加強空間管理。隨著該項技術(shù)的融入，信息在空間內(nèi)的傳遞更加順暢，設(shè)備抵抗外界電磁波的能力增強，信息失真現(xiàn)象明顯減少；資源配置更加合理[3]。在實時監(jiān)控下，接觸網(wǎng)的資源配置情況一目了然，根據(jù)設(shè)備運行狀態(tài)，工作人員能夠準(zhǔn)確更換老化、壞損的零件。

三、技術(shù)實施

與應(yīng)用目標(biāo)相似，此技術(shù)在鐵路建設(shè)中的具體實施也分為幾個重要階段，下面對各階段進行介紹。

（一）設(shè)計階段

該階段是由鐵路設(shè)計的相關(guān)部門完成的，在以往的設(shè)計過程中，各部門都是人工對鐵路線路進行測繪。設(shè)計人員參考測繪報告，完成相應(yīng)的設(shè)計圖紙。鐵路設(shè)計的工作量較大，通常由多個團隊和部門合作完成，成品圖紙呈現(xiàn)的是二維平面圖，不具有直觀性。鑒于此種情況，BIM技術(shù)被運用到鐵路建設(shè)當(dāng)中，其作用是將二維圖紙轉(zhuǎn)換成三維模型，若初始參數(shù)齊全，可利用這些參數(shù)直接在軟件中生成三維模型。

（二）施工階段

若想保證施工質(zhì)量，必須在工程開始前做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。方案設(shè)計需要經(jīng)歷的流程如下：明確施工現(xiàn)場的實際情況，選擇合適的模型組建方式；根據(jù)組建方式選擇適當(dāng)?shù)能浖姹荆幻鞔_各設(shè)計階段的應(yīng)用目標(biāo)，并掌握目標(biāo)所適用的范圍；對設(shè)計內(nèi)容進行歸納總結(jié)，確定模型深度；輸入相關(guān)參數(shù)，完成模型建立過程；對模型結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、受力情況等進行分析，給出完整的分析報告。

（三）運維階段

將運營管理、設(shè)備維護工作結(jié)合在一起，是BIM技術(shù)的一大優(yōu)勢，在對設(shè)備進行維護的同時，不會對其運行狀態(tài)產(chǎn)生干擾[4]。運維工作實施的技術(shù)線路如下圖所示。

四、結(jié)束語

綜上所述，是對BIM技術(shù)的相關(guān)介紹，該項技術(shù)是在鐵路接觸網(wǎng)建設(shè)的大背景下被運用的。本文介紹其在接觸網(wǎng)全生命周期中的應(yīng)用價值、應(yīng)用目標(biāo)以及具體的技術(shù)實施線路。從中可以看出該項技術(shù)在接觸網(wǎng)施工過程中發(fā)揮的重要作用，不僅提高網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，且在延長接觸網(wǎng)生命周期上起到明顯的促進作用。現(xiàn)階段我國對此技術(shù)和接觸網(wǎng)的融合研究還處于探索階段。

參考文獻：

[1]苑方丞.BIM技術(shù)在新建客運專線連鎮(zhèn)鐵路接觸網(wǎng)中的研究與應(yīng)用[J].智能城市.

[2]李俊松，董鳳翔，張毅，葉明珠.基于達索平臺的鐵路隧道工程全生命周期BIM技術(shù)應(yīng)用探討[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新.

[3]劉占省，王澤強，張桐睿，等.BIM技術(shù)全壽命周期一體化應(yīng)用研究[J].施工技術(shù).

[4]吳守榮，劉倩.地下空間工程全生命周期BIM應(yīng)用探討[J].建筑經(jīng)濟.

（作者單位：中鐵電氣化局集團三公司第一項目分公司）