摘要：信息时代瞬息万变，铁路勘察设计企业站在时代潮头，要紧紧把握住时代节点——信息化创新。建筑信息模型BIM技术利用先进信息技术平台实现模型构建，可实现设计模型可视化，优化性以及模拟性，是铁路勘察行业发展的必然趋势。文中主要从BIM技术在铁路勘察行业发展现状、普遍问题以及主要应用三个方面做出简要分析，最终得出铁路勘察行业BIM技术的发展必须以完善制度为保障，优化二次开发软件为利器，培养人才与创造优质BIM团队为依托才能达到新的勘察设计高度。
关键字：BIM，铁路，勘察设计，现状，应用，展望
Abstract：The information age is changing rapidly. Survey and design in railway is at the forefront of the times, it is must firmly grasp the era node-information innovation. Building Information Model technology uses advanced information technology platform to realize model construction, which can realize design model visualization, optimization and simulation, which is an inevitable trend of railway survey industry development. This paper mainly analyzes the development status, existing problems and main applications of BIM technology in survey and design in railway. Finally, it is concluded that the development of BIM technology must be based on perfect system and optimize secondary development software as a weapon. Only by cultivating talents and creating high-quality BIM teams can we reach new heights.
引言
21世纪是信息技术迅速发展的时代，信息技术俨然已经成为新的生产力。信息化建设水平也成为衡量一个行业或是企业现代化建设程度的重要标尺。当前我国经济发展速度由高速转变为中速稳健增长，这一变化对各行业提出了新的要求¬——创新。在铁路工程建设领域，创新是铁路建设未来发展的必然手段也是必然趋势，且其管理模式也必须先从粗放型逐步转变为集约化、精细化和可持续化发展的绿色工作模式[1]。铁路企业应结合产业环境与自身实际，探寻发展思路、把握发展要义。
铁路勘察设计行业经历过两次技术革命。20世纪90年代，以计算机CAD出图代替了原有的绘图板手工绘画，大幅度提高了勘察设计企业的工作效率与设计质量。第二次技术革命则为由二维CAD技术逐步演化为三维BIM技术的全方位立体应用[1]。目前，美国建筑行业将近70%都是依靠BIM技术来完成。国内建筑业的BIM技术已日臻完善，北京奥运会鸟巢，上海世博会主场馆等特大型工程建设中，BIM技术参数化、可视化、虚拟化的辅助设计及其施工的全方位应用在工程建设中发挥了重要作用。据研究资料显示，利用BIM技术可缩短50%的设计周期，节省20%的工程材料、大幅度提高勘察设计质量与水平，有效促进企业提升自身核心竞争力[2]。
1 铁路勘察中的BIM应用现状
建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）是利用先进信息技术平台实现模型构建的技术。以三位数字技术为基础，集成建筑工程项目等相关信息的工程数据模型，是数字技术在建筑工程的直接应用。随着技术时代的发展，结构工程设计师只会越来越少，智能化的步伐不断加快，结构设计可通过计算机智能化设计去解决，所以专业设计师要向前端为业主提供咨询或向后端参与施工阶段发展，扩大服务领域和边界才有能扩大影响。
BIM技术现如今被广泛应用于各种建筑工程的建设之中，但是其模型研究的方式以及涵盖的范围在铁路建设中，能够在地质勘察中发挥更加重要的作用，保证工程设计规划能够做出较为合理的决策与部署。BIM在铁路行业局部领域取得了一些成果，主要是与建筑业较接近的车站中应用较多，但仅限于部分工点的应用，没有融入铁路全生命周期过程。目前，铁路行业相继开展“铁路工程建设信息化关键技术研究”等科研项目的研究工作，立足于解决我国铁路工程建设阶段信息化应用的关键核心技术，包含铁路设计、施工、运维BIM关键技术的各个方面，并制定“以铁路工程设计、建设、运营全寿命周期管理为目标，以标准化管理为方向，以BIM技术为核心，建立统一开放的工程信息化平台与应用”的铁路工程建设信息化总体规划及推进计划[3]。
2 BIM应用在铁路勘查中的普遍性问题
铁路勘察设计中BIM设计的成功案例应用少之又少，虽然部分单位已结合自身实际相继开展工作，但是与建筑行业相比人就是处于起步阶段。铁路行业跨专业多，设计范围广，工序繁杂使得BIM技术的发展存在诸多问题。
（1）人员配备尚不完善
勘察设计行业从传统的手画图纸转变为CAD二维设计节省了劳动力并提高工作效率。
二维CAD已在勘察设计行业中转变为主要设计手段，部分设计人员无法适应BIM三维设计。
另外BIM技术提高图纸质量远比目前CAD提升制图效率的目标实现困难。
BIM技术对软硬件要求较高，需对计算机设备进行更新换代，这就需要计算机技术的专业人才，懂得软件操作以及相应设计内容与设计规范。需要接受能力强，具备较强学习能力的新兴力量。这就需要勘察设计单位培养高水准BIM人才，具备勘察设计工作经验与综合能力，形成BIM专业技术团队。
（2）BIM软件尚不成熟
就目前而言，BIM设计所用到的软件均不是基于铁路行业开发的。BIM 技术的代表性软件是Bentley软件，随后Autodesk等相继推出了Revit等一系列应用软件，而这些设计软件模型均是按建筑业的相关规范编写创建，不完全符合中国铁路行业工程设计与建设的规范要求。并且缺乏操作便捷，工作效率高的软件，基于铁路勘察设计的BIM软件尚不成熟。
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（3）BIM缺乏统一标准
BIM技术是IFC、IDM、IFD三者共同支持，且为各应用者之间提供信息流动服务，是BIM全生命管理周期的基础。IFD是为了统一铁路各部分、构件在计算机中的名称，是我们在勘察设计中所需要的工具与材料。IDM（Information Delivery Manual）为信息交付手册，是规定不同关键之间的信息交换规则。IFC则是公开的、结构化的基于对象信息交换格式，是定义工程对象、模型、分类、模式的逻辑关系架构，定义了对象如何组合成为模型。
在铁路行业中由于工程量大，设计专业众多，因此这种信息交换所涉及的项目成员种类多、全生命周期时间跨度大。在这一过程中，如果交互信息不足会造成信息缺失和设计质量低下；如果交互信息过多则会加大工作量导致工作效率降低。并且目前针对铁路勘察行业的IFD标准还尚不明确，成果形式与设计行为都缺乏统一标准与行业规范。
（4）BIM技术发展环境制约
铁路勘察设计企业与施工单位采用不同的BIM 技术平台开展研究，工种配合不完善。导致在设计与施工中仍旧存在无法对接、设计与实地不符等情况，为后续设计施工带来很多不便，导致重复劳动力，降低工作效率。另外自身企业对BIM技术的研究方向相对分散，还未认识到铁路行业BIM技术发展的重要性，仍采用原有勘查技术，导致后期工程建设无法顺利开展。
3 BIM技术在铁路勘察行业的重要应用
根据上节所述BIM技术在铁路勘察设计行业中存在普遍问题，从PDCA循环以人、机、料、法、环五个方面分析了BIM技术所面临的各种挑战。
在铁路施工前，一定要先期开展地质勘察工作，当今的铁路工程中所使用的高新技术和设备层出不穷，发展也极为迅猛，为降低工程建设中的不稳定性和安全风险，要在铁路沿线的各个区域内开展全面细致的地质勘察。
3.1 实现勘察信息共享
针对铁路勘察行业，勘察前期地形复杂，受环境影响大。地质变化情况具有很大不确定性，并且地质勘察工作主要是靠经验丰富的地质专业人员对现场情况的结合经验而展开，判断主观性强，整体局限性较大。但是通过BIM技术可实现所有建筑模型的信息共享，从而解决地质勘察总里程长，勘察点相距比较远的问题。
每个阶段以及每个地质区域的勘察信息通过BIM技术可进行保存并输送至终端的数据集成分析系统，最终进行整合共享，便于设计人员对整个项目的前期勘察动态有更为全面的掌控。
3.2 设计模型多元化
通过建立BIM模型来研究各个路段的具体施工形态，包括方案中各种细节之处的处理和规划，利用BIM技术可见性实现更加精准且全面的地质勘察，面对各区域内地形和地质条件中存在的巨大差异性，三维BIM设计相对于二维CAD设计更具直观性，实现数据共享，因此更便于对所发现问题提出切实可行的解决方案。
由于在不同设计阶段所针对的地质勘察的具体问题有所不同，根据地质条件复杂多变性，BIM设计可实现多种模型的建立，从而实现多种模型的自动转换与自由链接[4]，同时可同步对不同区域的勘查工作进行模拟呈现，将勘查中可能出现的问题与勘察要点全方位的呈现在技术人员面前。
3.3 信息集成实现动态管理
BIM应用就是要在各个路段施工开始之前，将各项勘察工作所涉及到的主要数据和信息，通过建构模型来试验和分析施工方案中每个具体环节的可行性和科学性，还可以预先试验很多不成熟的构想和方案，通过反复的研究和论证，来确定最适合的施工方案。同时为BIM在在隧道，桥梁以及路基等专业的后期设计提供更为可靠的技术支持与理论支撑，为后期勘察工作的开展提供数据支持。在后期铁路管理过程中，利用BIM技术实现对铁路全线的全方位把控，对后期维修，变更等提供强有力的保障。
4 BIM技术于铁道勘察中的展望
（1）完善制度保障
铁路勘察行业中BIM技术发展急迫。急，是行业未雨绸缪的需求；迫，则需积极推进需求。BIM技术高速发展的前提是有一道制度保障的墙，通过出台相关激励政策，激发员工积极性，促使各勘察设计企业研发与运用BIM技术。
（2）加强铁路BIM设计软件二次开发
BIM技术是行业集成创新的具体体现，是行业企业结构调整、升级换代的技术支撑，是市场竞争的要求。各勘察设计企业根据各自BIM技术与软件在铁路勘察设计工作中的适用情况，有针对性开展BIM软件二次开发，逐步适用铁路勘察设计和专业的实际需求，实现软件本土化，降低成本，提高效率。
另外铁路勘察资料最难把控的是其在一定时期内有动态变化的可能，例如土壤成分，土壤湿度等均可能会随外界环境变化而变化，环境的非恒定性使得BIM软件需要更具有勘察适用性与动态模拟性，从而保证地质模型的精度。这就进一步对BIM软件提出了要求。
（3）深入研究、培养人才
BIM在铁路勘察设计行业中属于新兴势力，同时也是大势所趋。企业应该积极开展工作试点，利于积累实战经验，同时提升BIM培训质量，旨在培养广大的人力人才基础，打造优良BIM团队。
5结语
在信息化飞速发展的当代，BIM技术的发展必然会带给铁路勘察设计行业又一次伟大变革。随着应用的深入发展给工程勘察设计带来的现实效益以及造福社会的综合效益也将日益提升。BIM技术的研究与应用是一个循序渐进的过程，目前BIM技术与相关软件已逐渐被接受与应用，企业要始终站在产业链的高度制定措施与发展规划[4]，全面提升BIM技术研发应用水平，使之成为企业技术发展助推力，同时要逐渐将BIM软件国产正版化，掌握住信息时代节点，站在时代潮头。
参考文献
[1]李成. 铁路勘察设计企业BIM技术发展对策研究[J]. 自动化与仪器仪表. 2016,2(150)：105-108.
[2]倪敏,吕悦. BIM和设计院的未来[J]. 工程建设与设计. 2014,62(7)：8-12.
[3]统一思想 加强组织 扎实推进BIM技术在铁路工程建设中的应用——在BIM技术专题讲座电视电话会议上的讲话.
[4]张东雪. BIM技术在铁路地质勘查中的应用分析[J]. 基层建设.2018.9
论文作者:张东宇
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/26
标签：铁路论文; 技术论文; 勘察设计论文; 行业论文; 模型论文; 地质论文; 企业论文; 《基层建设》2019年第3期论文;