吴佳欣 李雅雯 齐超凡 胡彬 陈威 万伟明
上海工程技术大学 上海 201620
摘要：铁道工程所涉及专业复杂，既有在设计过程中仅将各个构件的信息在二维图纸上以线条的形式绘制表达，难以满足高速发展的铁道工程设计与建模需求。建筑信息模型技术提供了可视化的思路，形成三维立体可视化的模型，可对铁路建设项目管理与实践提供指导。
关键词：建筑信息模型；铁路工程；构件；建模
1 研究背景
近年来，我国在铁路工程建设领域取得了巨大的发展，对工程建设、设计与建模等均提出了更高的要求。既有的管理方法存在资料缺失、信息不对称等问题，为了保证铁道工程设施建设的高效准确，高水平设计与管理模式必不可少。
1.1建筑信息模型技术
建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM），是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为基础，建立起三维的建筑模型，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。建设项目所有参与者在项目全生命周期内，能够在模型中获取构件信息，从而从根本上改变传统的依靠二维图纸进行项目建设和运营管理的工作方式，达到提高设计效率，减少管理风险的目的。
1.2 BIM技术特点
1、构件设计可视化：传统意义上的图纸只是将钢轨、轨枕等构件的信息在二维图纸上以线条的形式绘制，而BIM技术提供了可视化的思路，形成三维立体的铁道工程可视化模型，提高了设计质量和施工效率。
2、多专业协调性：铁道工程项目在实施涉及到包含车辆、供电等多种不同专业的不同领域，为避免各专业人员之间沟通交流不到位的情况，可应用BIM技术有效协调与综合管理，实现多专业的科学统筹。
3、不同工况综合模拟：BIM技术不但可以模拟设计出铁道工程的构件模型，还可以模拟在实际所对应的真实工况，如不同构件能效情况、混凝土的热能传导等情况的综合模拟，更丰富了设计内涵。
4、工程综合优化：利用模型提供的各种信息来优化工程的设计与建设，例如根据结构的几何与物理等信息，对可能出现的碰撞等情况提前发现，及时做好工程进度的调整，尤其对于复杂程度高的工程优化，极大降低了工程改建与二次调整的成本。
2 建模方法与族库建立
铁道工程是一个复杂的系统工程，所涉及的专业较多，在前期施工过程中需要充分考虑如何能够在有效的工期内，完成对关键铁道工程构件的建模与科学分类工作，并有效提高建模的效率与同类构件的互用性。
提高建模效率的常规方法是建立合适的族库，即以软件中最小单元构件为基础的信息模型，同类构件组成族库。族库的建立主要包含以下三个方面：
（1）充分结合项目资料，对铁道工程构件合理分类。在建模时根据铁路工程建设的实际情况，参照具体铁路工程相关规范与标准进行专业分类，包括钢轨、扣件与轨枕等构件。
（2）结合工程实际条件，采用合理的命名规则。不同的工程设计与施工特点不同，但主要构件的组成基本相同，因此，可建立了主要构件的族库，参照分类方法进行统一命名。例如：道岔轨枕、混凝土宽枕、60型钢轨等。
（3）利用Revit 软件对铁道工程建设过程所用到的族构件进行创建，可通过应用内建族和可载入族去完成模型的装配，族库的创建步骤如下图1所示。
在不同铁道工程建设项目中，可以根据清晰的构件族名称去调用适当的族类型去进行不同模型的建立，如此可大大提高族在不同项目上的互用性。
3. 建模应用
结合国内某实际铁道工程的设计参数，在建设期间采用BIM技术对工程进行三维建模的应用研究，建立铁路专业族库的三维模型，并根据具体的施工工作分解，建立不同阶段与位置的施工模型。基于BIM技术建立了各种类型的钢轨、轨枕、扣件、道岔等专业族库，如下图分别是部分族库展示，极大丰富了铁道工程的设计与建模工作。
4.结论
采用BIM技术对铁道工程工程进行三维建模的应用研究，建立铁路专业族库的三维模型，实现了BIM技术在铁道工程项目中的独特性与适用性，提高了建模的效率，推动了BIM技术在铁路行业施工中的应用价值，促进了铁路行业的发展。
参考文献：
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作者简介：吴佳欣，18019372862，wjx1998123@126.com，上海工程技术大学城市轨道交通学院，研究方向：铁道工程
资助编号：上海工程技术大学大学生创新训练项目（cx1910001）
论文作者:吴佳欣,李雅雯,齐超凡,胡彬,陈威,万伟明
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第33期
论文发表时间:2019/10/10
标签：构件论文; 铁道论文; 建模论文; 工程论文; 模型论文; 信息论文; 技术论文; 《建筑模拟》2019年第33期论文;