中铁三局集团西北工程有限公司 陕西省西安市长安区 710100
摘要：铁路工程地质勘察是工程建设的基础工程，由于勘察不到位导致的问题时常发生。为有效解决这些问题，初步探索采用BIM技术对铁路工程地质环境进行分析，为设计、施工提供较为直观的信息技术模型。本文主要分析铁路工程地质BIM技术的应用，体现了BIM技术在该工程地质勘察阶段的具体实践情况，而且将处理后的信息成果模型应用到工程项目的设计和施工中，大大提升了工程地质勘察的效果。
关键词：铁路工程；工程地质；BIM技术；应用研究
引言
虽然如今有了多种多样的交通方式，但铁路建设依然占据着十分重要的地位，在铁路交通线中，铁路是重要的组成部分，然而其往往均位于偏远的深山峡谷中，施工环境较为恶劣，且施工中容易受到其他因素的影响，此方面施工又具有一定的危险性。从而导致出现了管理难度大、风险因素多等问题，如何更好的解决此方面问题成为了首要任务。如今已经进入信息技术社会，信息技术的应用可以很好的解决相应问题，尤其是BIM技术的应用取得了较好的成果。
1BIM技术介绍
随着我国建筑工程勘察质量要求的不断提高，以及伴随建筑行业信息化的跨越式发展对地质勘察的可视化、信息化的迫切需求，行业内逐步开展了“建筑信息模型”技术的探索和研究。建筑信息模型技术主要是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真、模拟建筑物所具有的真实信息。在我国铁路工程地质勘察中，BIM技术可以对地质分析的数据进行采集和回收，它是一种面向勘探对象的CAD技术，通过三维数字化技术模型对铁路工程地质勘察的地质状况信息进行合理描述，从而在铁路地质勘察中展开具体实践。BIM技术的可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点大致体现如下：实现信息模型的集成，解决了项目参与方信息沟通不畅和信息断层等问题；模型参数驱动实现了设计自动化和智能化；开放的数据网络接口可以实现多种软件的信息互访；综合协同的多维仿真平台实现了项目参建各方的协同工作；BIM是一个三维管理系统，即三维实体的生命周期管理系统，它是在开放的工业标准下对设施的物理和功能特性以及相关的生命周期信息进行数字化形式表现，从而在地质勘察中为决策者提供科学的信息。
2传统二维设计存在的问题
CAD绘图软件是目前进行铁路工程设计时主要运用的手段，而设计完工后交付的成果则基本上都是以二维模式呈现，主要的就是平面图纸及相关说明文件。为了提升设计效率并降低人为操作的失误率，在设计过程中会运用以CAD二次开发为核心的计算机辅助软件并按照规定严格地使用统一的绘图标准和注释说明。但这种模式下的产生的最后设计成还是只能通过以下抽象信息呈现出来：有图标、图块、颜色、线型及解释说明文字等等。而人与人之间思维理解和判断的能力及各方面的不同，在信息相同时，在设计方、业主方、施工方三方以及设计人员彼此之间都会出现理解上的差异，从而造成在设计、施工、运维等各个过程之间的脱节，“错、漏、碰、缺”等问题也一次会频繁出现。在图纸上设计计划方案的过程中，设计人员往往以个人经验和诸如设计规范和站场图的简要轮廓等方面的理论表面知识进行设计，这样会造成实际施工过程中可能会产生严重问题的诸多不确定因素出现，而这些问题对铁路运行过程中的安全会产生极大的影响，而现今的二维图纸做不到形象直观地呈现这些方面，那么如果施工中一旦出现问题，整个过程就需要停下来加以调整，不得不进行设计返工。
3BIM技术在铁路工程中的应用分析
3.1设计BIM建模
铁路项目的建模工作相对较为繁琐，这主要是因为其线性特征明显，另外，我国地大物博地区众多，且各个地区之间有着较大的差异，尤其在地形和地质等方面，而此类因素也会对施工带来不同程度的影响。鉴于此，在建模时应分为两个方面：一，地形地质模型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该模型支持虚拟场景的布置、设计优化；二，建筑模型。此模型主要是为了更好的进行施工管理、过程模拟。在完成建模后，需要相关人员对该线路的相应数据进行分析，如里程、地理坐标等，在确定关系后将该模型置于地理空间中进行模型整合。如此一来就可以完成虚拟施工环境的设计了，而建立两个模型的原因是，地质信息十分繁杂，如果只有一个模型其会在处理信息方面有困难，而分别建模则不会存在此问题。
3.2基于二维CAD进行接触网设计，工程量统计是
通过人工读图、逐项计算的体力工作，需要大量人员和时间，且准确性很难保证。应用BIM技术，创建接触网BIM模型相当于在计算机中进行了一次模拟建造，接触网的各种零部件、设备的数量均能与实际吻合。计算软件从BIM模型中快速、准确地提取数据，迅速生成工程数量清单。模型修改后，能够自动更新数据，大大减少了工作量。
3.3建立控制参数及草图设计
控制参数基于结构基本属性进行建立，只有建立合理的参数模型才能实现模型的参数化。同时，结合相关设计规范，对净空以及限界和时速等相关要求，采用CATIA草图设计功能绘制轮廓草图。在此基础上，采用公式编辑器将建立好的参数模型与尺寸进行约束链接，配套修改参数便可实现草图尺寸和位置的协同变化，同时定义用户特征，最终运用CATIA知识工程阵列生成整个结构模型。
3.4接触网BIM应用
接触网BIM设计首先应创建接触网三维模型，模型不仅要从几何层面上描述接触网设备、设施，还应将接触网系统工程的设计参数、设计过程、设计规则，以及专业知识进行封装。在三维模型中，实现模型参数化和数字化。结合接触网专业特点和设计需求，需要创建接触网专业设备、设施的BIM模型和非接触网专业（如路基、桥梁、等）的BIM模型。其中，接触网专业的BIM建模精度应当达到LOD300级别，即精确几何形态要求，非接触网专业则只需要示意和保留部分参数，达到LOD200级别。
3.54D虚拟施工及优化
在此方面三维模型的应用是较为基本的，需要将其与进度计划进行关联，而要达到这一目的则需要导入Project进度计划，以便于能够形成施工信息模型。只有达到这一层面，才可以更好的开展接下来的工作，如实现可视化模拟、展示施工工序、对工程进行动态管理等，在此种情况下进行工程管理能够将施工方案进行合理优化，也可以针对重要的工序、工法等方面进行模拟和优化，能够在更大程度上提升设计、施工质量。
3.6对铁路信号工程碰撞、遮挡综合检查
对于铁路工程来说，碰撞、遮挡的情况非常危险，所以一定要重视设备的遮挡、碰撞检查工作。包括：显示设备的遮挡检查、专业内部、专业之间的设备的碰撞检查、电气设备所处位置的安全净距离检查等等。显示设备的遮挡检查集中于信号机设备；专业内部碰撞检查针对的是自身设备，查看其位置是否重叠，或者空间不足等问题；专业之间就是看信号设备与其他专业设备的运行干扰情况；信号专业电气设备安全净距离检查针对的的是位置之间的安全近距离。BIM技术可以有效解决以上问题，减小故障的发生概率，给施工进行正确的指导。
结语
综上所述，研究关于BIM技术在铁路项目施工中的应用方面的内容具有十分重要的意义，其不仅关系到BIM技术的应用与优化，也关系到铁路项目施工质量的提升。铁路运输一直在社会发展中起着十分重要的作用，此方面建设也一直备受关注，BIM技术的应用可以有效改善传统技术中存在的弊端，其所具有的多项技术优势也十分明显，可以有效提升项目的风险管控能力，然而不可否认的是在应用过程中也会暴露出新的问题，因此相关机构和人员应加强此方面的研究。
参考文献：
[1]李丽，马婷婷，袁竹.BIM技术在铁路设计中的应用[J].铁路技术创新，2014（5）：45～48.
[2]戴林发宝，王春梅，邓朝辉，王亚飞.BIM技术在新鼓山复杂段设计中的应用[J].铁路技术创新，2015（6）：77～79.
[3]裴作君.铁路工程中BIM技术的应用[J].中国铁路，2014，11：70~73.
[4]陈兵，张燕，张莹.BIM技术在铁路地质勘察中的应用[J].高速铁路技术，2015，01：77~80.
论文作者:刘光玉
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/20
标签：模型论文; 技术论文; 铁路论文; 信息论文; 地质论文; 参数论文; 专业论文; 《基层建设》2017年第35期论文;