BIM技术在铁路接触网全生命周期的应用

发布时间：2017-08-07 01:45 来源：铁路BIM联盟作者：铁科院 QQ群：567366607

摘要：接触网是在电气化铁道中供受电弓取流的高压输电线，担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务，BIM技术可应用于接触网全生命周期的各个环节，具有良好的应用前景。

铁路电气化接触网工程具有直观、模型化强的特点。从支柱组立到悬挂装配、架线都可利用BIM技术进行可视化设计和施工。BIM可在接触网项目的全生命周期发挥作用，大大提高生产效率。

小编：BIM技术可应用在接触网设计规划、建设和运营的各个环节，如业主、策划、设计、施工、供应商、运营商等。

一、应用价值

面向建筑全生命周期的BIM建模实际上是对建筑生命期工程数据的积累、扩展、集成和应用的过程，通过集成各阶段或各应用创建的子模型而形成完整BIM。

模型化价值

体现在接触网设计成果、施工过程、竣工交付及运营维护全部通过三维模型表达，实现基于BIM模型的可视化信息交互。

参数化价值

体现在通过模型的数据关联实现接触网精确的统计和计算，实现接触网工程投资的精细化管理。

模拟化价值

体现在利用BIM的模拟技术实现接触网工程的核心功能模拟，以及施工过程、运维过程的相关模拟工作，提升接触网工程品质。

二、技术优势

建设方

通过应用BIM技术，实现接触网工程规划方案预演和造价估算等以及关键点位置的方案优化。

设计方

通过应用BIM技术，实现可视化设计、方案优化设计、工程量统计等。

施工方

通过应用BIM技术，实现施工进度模拟、物料跟踪、关键工艺的三维模拟培训等。

运营维护方

通过应用BIM技术，实现虚拟现实和漫游、空间等管理和接触网系统性能分析及模拟等。

三、各阶段应用目标

在接触网工程各阶段BIM实施过程中，创建的BIM模型应充分利用所含信息进行协同工作，实现各阶段信息的有效传递。除发现直接碰撞外，在BIM技术碰撞检测中还可发现软性碰撞。

主要设计阶段

1.可研发阶段

· 利用三维可视化对接触网设计方案进行比对和优化

· 利用参数化对接触网结构进行性能分析和方案分析

· 统计和计算接触网设计中各种数据

2.施工图设计阶段

· 通过BIM模型对接触网施工图进行深化

· 通过参数化提高接触网设计出图效率

· 准确统计和计算接触网设计中各种数据

· 通过BIM模型进行三维可视化设计交底

施工阶段

1.施工进度管理

· 通过参数化关联施工进度数据

· 通过模型准确表达施工进度状况

接触网施工进度管理

2.物料跟踪管理

接触网结构复杂，零部件种类众多，主要有支撑零件、悬吊零件、连接零件、锚固零件、补偿零件、电连接零件等。通过对不同类型的接触网零部件进行编码（类型、规格、厂家等），该编码在施工BIM中体现并与施工中实际物资二维码标签相结合，为施工现场的物料配置提供有效信息，方便物资管理和物料跟踪。

3.施工工艺指导

· 通过参数化实现精确定位

· 通过模拟进行施工指导

接触网的结构复杂性，为避免施工人员对施工图的误解，直观地指导施工，依托建立的三维模型，根据施工需求对重点设备或者特殊区段安装施工进行现场模拟，有助于施工预想、发现方案缺漏，熟悉施工流程，提高施工质量。

接触网装配模拟

运营维护阶段

用BIM信息整合的特点，将接触网各阶段各类信息整合到模型中，进行设备材料信息集成，实现信息的快速查询和各类信息统计。利用BIM技术3D可视化的特点，对接触网运行维护状态、设备处置决策等各类状态信息进行可视化表达与展示，BIM模型主要作为设备管理的可视化工具，实现对设备的可视化运维管理。

1.设施管理

· 以参数化实现接触网材料设备精确管理

· 通过可视化实现接触网设备定位

· 利用参数化实现接触网设备维护维修数据管理

2.空间管理

利用可视化辅助支持接触网空间决策。

3.资产管理

· 通过可视化实现接触网资产配置

· 利用参数化实现接触网材料设备的精确统计

四、实施技术路线

设计阶段

当前，参与铁路设计的各专业都有专门的辅助设计软件，但在设计过程中以及最终的设计结果都采用传统的二维平面图形式，这种方式并不符合人类的认知和思维习惯，效率不高。通过采用BIM技术将能够极大地提高设计效率和质量。

设计阶段BIM应用实施技术路线

施工阶段

在接触网施工前，应根据每个项目接触网工程的特点、项目组织方式、项目工期等要求，编制接触网工程施工阶段BIM实施方案。施工阶段建立的BIM模型及工程信息可用于项目运营维护阶段的信息化管理，为实现项目设计、施工和运营管理的数据交换和共享提供支持。

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施工阶段BIM应用实施技术路线

运维阶段

基于BIM的建筑运维管理系统其优势正在逐渐显现。将BIM技术与运营管理相结合，对模拟运行、数据记录、设备调试、故障排除都能发挥积极作用，为建设项目运营维护提供各项技术支持信息。

运维阶段BIM应用实施技术路线

BIM技术以3D技术为基础，集成建筑工程项目各种相关的工程数据模型，是对工程项目相关信息详尽的数字化表达。BIM技术在各行业中的优势与作用愈加明显，其在铁路工程中的应用推广势在必行。在中国铁路总公司大力推动及各单位的大力投入下，通过对铁路BIM技术的探索和研究，BIM技术必将成熟运用于多种专业的铁路工程中。

参考文献：

张平.《BIM技术在铁路接触网全生命周期的应用探讨》.

李卫华.《BIM 在电气化铁路接触网设计和施工中的应用》.

江传东，等.《BIM技术在阳大铁路接触网设计中的应用》.