王亚龙

摘要：接触网系统在高速铁路供电单元中占据核心地位。目前接触网借助CAD软件进行二维设计，在设计效率、展示效果、专业接口功能等方面有一定的提高空间。同时，BIM技术经过多年发展，在节省资源、降低成本、实现可持续发展等方面的优势已得到各界广泛认可。发高速铁路接触网BIM设计系统，将BIM技术应用于接触网设计中，可极大提高设计效率，具有重要的应用价值。

关键词：高速铁路;接触网;BIM;设计;应用

引言

接触网系统是电气化铁路的重要组成部分，列车通过受电弓与接触导线的滑动接触来获取电能。为满足列车受流的要求，接触网设计和安装的各项几何参数需要保证高准确性。BIM技术通过建设项目信息的高度集中，可实现铁路工程接触网系统的标准制定、设计、施工、运营、维护全生命周期信息管理，具有显著优点。研究高速铁路接触网BIM设计重难点，探讨BIM技术在接触网区间及车站快速布置的应用，可为高速铁路接触网工程建设提供强有力的支撑。

1BIM技术的简述

传统的接触网设计一般借助CAD软件，设计过程信息化程度不高、设计效率较低，易引起频繁的设计变更。BIM技术主要被应用于工程设计、施工、管理等方面，属于一种数据化工具，依托项目三维模型的搭建，促使信息在项目设计、施工、运维等所有环节中实现共享，帮助工作人员做出正确合理的决策。基于BIM技术的数据库为动态变化的，在实际的应用过程中相应数据库中的内容也始终处于不断更新、发展的状态，为项目工程参与各方展开交流、协同工作提供平台支持。铁路BIM联盟于2013年12月16日在北京召开预备会，会议通过了《关于联合发起成立铁路BIM联盟的倡议书》《铁路BIM联盟第一届理事会1号决议》，积极推动BIM技术在铁路领域的深入应用。

相比于传统设计技术，BIM技术的优势主要如下：（1）集中管理、同步设计。区间接触网BIM正向设计软件通过人员管理功能，对项目参与人员进行工作分工，由专册对项目进行顶层设计配置后，再交由设计人员同步开展BIM设计，保证一致性。（2）算法可靠、快速设计。根据接触网设计流程及特点，通过专业计算模块和辅助模块，提高接触网自动布置算法的效率和可靠性。（3）数据同源、正向设计。采用同源数据库的方式，以专业成果数字化为核心技术，实现二、三维一体化设计与出图，满足现阶段快速创建信息模型、自动生成二维标准化图纸的工作要求。（4）执行标准、严肃设计。构件单元建模及软件开发过程中严格执行铁路BIM联盟下发的各类标准，保证BIM设计成果满足编码、精度等各项要求。

2接触网BIM设计应用

2.1设计流程

与传统二维设计流程类似，设计人员需依照各项规范标准及导则进行接触网BIM设计，确定项目技术标准，并通过各专业接口进行后续设计。接触网设计工作包含项目负责人（专册）、设计、各级复核3个层面。结合设计工作特点，接触网BIM设计架构分为项目负责人、服务器、设计、各级复核4个层面。项目负责人负责铁路项目信息确认、资料互提、资料上传、设计标准确认、人员安排、各级审核安排、通过管理系统上传各项信息至服务器等工作，上传各项信息至服务器后，项目负责人进行工点配置、任务划分。设计人员根据划分的任务段落，进行区间及车站的接触网BIM设计工作。设计人员通过读取数据库中计算得到的数据和预存的接触网BIM构件，完成接触网BIM装配与设计，修改完善设计成果后，将其发送至各级复核及咨询单位。通过完善接触网BIM设计流程，进而保障设计质量。

2.2软件架构

结合设计工作特点，系统软件架构分为资源层、交互层、表达层、应用层4个层面。软件架构以数据为核心，提高接触网BIM設计的数字化及信息化程度。基于Bentley平台，可采用典型的C/S架构，建立以构件库、标准规范、设计流程等为主的专业资源数据库。交互层可实现信息读取、接触网布置计算、图形可视化等工作;资源层主要包含项目执行标准、各专业协同设计资料、专业接口信息等内容;表达层可实现高速铁路三维形状、设备设施信息、各专业接口配合、设计成果较好的展示性;应用层基于设计成果信息的高度集成，具有较好的拓展性与实际应用价值。

2.3建模步骤

（1）人员权限管理可实现项目负责人对不同项目设计及各级复核人员的人员调配，实现对项目配置的权限管理。（2）单元库管理可实现对接触网构件单元的分类管理，包含增、删、改、替换、属性编辑等功能。（3）项目设置可实现项目负责人对主要设计标准、工点划分及线路分带、安装图号与单元映射的配置。（4）通过软件界面输入线路数据、桥隧工点表等资料，对线路分带、工点表内容进行校验后写入数据库。（5）区间计算基于项目标准及设计原则、站前数据，实现区间接触网支柱里程、接触网及附加导线锚段划分及计算，完成安装图号填充，并写入数据库。（6）快速建模功能通过读取数据库中计算后的接触网BIM三维数据及BIM构件，完成线路三维中心线、接触网基础、支柱、腕臂、下锚补偿装置、附加导线肩架布置，并一键架设接触线、附加导线。

2.4模型整合及应用

系统通过读取数据库中计算得到的接触网BIM信息进行自动布置，同时结合在细部设计中进行手动调整的方式，可实现高速铁路接触网BIM快速设计。在此基础上，通过模型链接的方式实现各专业间BIM模型设计成果整合，实现三维GIS场景下的实时漫游、四维施工模拟、碰撞检查等功能。

3BIM技术应用于高速铁路接触网工程中的注意事项

3.1人员协调

结合前文的分析能够了解到BIM技术的应用可以促使工程数据信息在设计方、施工方等各个参建方之间实现共享，换言之，在BIM软件中获取信息、展开相关操作（如管理、设计等）的人员来自不同项目部甚至分公司，人员工作时间很难保证，协调难度很大。基于这样的情况，应提前设定出BIM负责人并保证其对人员具有完全领导权，并对主干人员的工作时间落实协调，为所有工序的展开提供充足时间与人力支持。

3.2避免和生产脱节

要重点保证在BIM软件上生成的模型、参数等与实际施工情况保持一致，防止BIM技术的应用流于形式。实践中，在项目期间阶段性成果需要及时沟通;重点规避BIM应用和项目施工两条线的问题发生，强化施工管理人员与BIM工程师之间交流互动，提升BIM技术应用的实效性。

结语

综上所述，相比于传统设计技术，BIM技术可以搭建三维立体模型，促使项目信息在设计、施工、运维等所有环节中实现共享，有着更高的应用优势。与目前高速铁路接触网采用CAD设计方式相比，利用BIM技术可显著提高设计效率，而且在展示性、各专业接口配合、信息化等方面具有显著的优势。基于高速铁路接触网BIM设计成果，利用其高度集成的信息化优势，为实现高速铁路工程项目全生命周期信息化打下坚实基础。

参考文献：

[1]吴波.接触网BIM三维建模技术研究[J].建筑技术开发，2019，46（13）：7-8.

[2]刘红良.BIM技术在高速铁路接触网工程中的应用研究[J].铁路计算机应用，2019，28（06）：54-58.

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