近年来,国家铁路建设规模呈逐年攀升之势,“十二五”末,全国铁路营业里程达到12.1万公里左右,高速铁路里程约1.9万公里,高铁里程居世界第一,占世界高铁里程60%以上。相关资料显示,2015年铁路投资将近6千亿,2015年投产铁路线在8700多公里。
随着国家持续加大对走出去和“一带一路”战略的助推力度,国家发展改革委、交通运输部和中国铁路总公司正式印发《中长期铁路网规划》(以下简称“《规划》”)。根据新《规划》,“四纵四横”高速铁路网将升级为“八纵八横”,到2030年中国铁路版图将基本实现“省会高铁连通、地市快速通达、县域基本覆盖”。
根据新《规划》,到2020年,我国铁路网规模达到15万公里,其中高速铁路3万公里,覆盖80%以上的大城市;到2025年,铁路网规模达到17.5万公里左右,其中高速铁路3.8万公里左右。这意味着,与2015年底相比,仅用十年的时间,我国高铁里程将翻倍。
要完成上述这些任务,就需要寻求新的技术,用新技术更快、更好地对铁路建设工作进行支撑。而BIM技术已经在规划、设计、建设的各阶段都取得了非常好的成就。BIM技术应用将和工程项目产业链贯通,并为工业化建造、精细化和标准化管理提供技术保障。BIM技术是业主主导下项目参建各方的信息共享,共同受益的技术体系,能够节约项目成本,提高项目效率,实现勘察、设计、施工、运营全生命周期的管理。
目前,BIM实施主要有四种模式,包括施工主导模式、设计主导模式、咨询协会服务、业主主导或者是资产管理模式。中国铁路总公司工程管理中心副主任、总工程师盛黎明对记者说到:“中国铁路总公司主要是通过业主主导模式应用BIM技术,实现勘察设计、施工、管理服务,解决施工过程中的差错漏碰等问题,并减少其造成的影响。”
当然,目前中国铁路总公司在BIM应用上也存在一些困惑,盛黎明具体介绍到,一是国内外的BIM标准研究没有涵盖铁路行业,对铁路线路、轨道、路基、桥梁、隧道、站场、信号、机务车辆、电气化等特殊方面的研究相对比较弱。二是目前市场上的软件产品不能完全符合铁路行业的规范要求。铁路工程具有线状工程的特殊性,跟地理信息结合比较紧密,并且区域也比较广泛,所以BIM必须跟GIS结合才能实现铁路工程的BIM应用。而目前还没有一套成熟的软件产品能够支持铁路工程从设计、施工、管理到运维的全生命周期管理,特别是在多平台共同作业的情况下,需要每个平台和平台之间进行交付和存储,但目前这项工作并不成熟。三是铁路专业相对比较多,施工工序较为繁杂,统一工作需要一定的时间,同时,国内外相关软件对铁路工程支持力度也相对比较弱。
基于上述困难,中国铁路总公司在经过一些调研之后,针对目前行业存在的瓶颈,展开了一系列工作。首先,建立了相关标准。中国铁路总公司建立了铁路工程的BIM标准体系,并开展各个专业的BIM技术攻关,引领实施工作。第二,在初步编写相关标准之后,中国铁路总公司选择了一些试点,通过试点验证标准的可行性。第三,组织构件库的开发并积极培养储备人才。中国铁路总公司通过试点项目,坚持以建设单位为主体,以建设项目为依托,以设计协同为主线,以标准编制为基础,在建设过程中以应用探索为延伸,以人才培养为目的,建立健全铁路全专业的BIM构件资源库。第四,应用轻量化的BIM模型形成浏览引擎。第五,建立一个统一的BIM应用管理平台,把所有设计院、施工单位、建设管理单位以及各铁路局的运维单位都集中在一个平台上进行管理。
具体的运维交互工作主要依托编码体系和BIM标准,并在统一平台上进行管理,在项目竣工时按照运维要求,将勘察、设计、技术管理信息、BIM信息等推送到运维单位,从而达到信息无损传递和全生命周期管理的目标。
为了更好地推进BIM技术的应用,中国铁路总公司成立了中国铁路BIM联盟,该联盟包括科研、勘察、设计、施工、运维、高校等多家单位。中国铁路BIM联盟成立之后,将在铁路行业BIM标准、接口研究、平台技术、专业应用等方面开展深入研究,探索并致力于形成中国铁路BIM技术体系,并在行业内进行应用实践,为中国铁路勘察设计、建设施工、运营管理全生命周期管理提供支撑平台,并为铁路BIM技术研究和应用提供组织支撑。
同时,依托联盟各方面的优势资源,中国铁路总公司同联盟成员共同推进铁路方面的BIM标准编制工作。众所周知,BIM起源于建筑领域,现有的BIM标准基本上都是面向民用建筑领域,没有针对铁路的标准,这给BIM在铁路工程领域的全面应用带来不可逾越的障碍。根据铁路工程建设信息化总体方案的部署,BIM是实现铁路工程建设信息化的主要技术发展方向,为此,中国铁路总公司推动了BIM技术在铁路工程上的应用研究,并研究了现有国内外BIM标准,分析现有BIM标准对铁路的适应性,提出中国铁路BIM标准的框架体系的设想,为BIM技术在中国铁路应用奠定基础。
中国铁路的BIM标准体系包括技术标准和实施标准两大部分,目前正刚起步,与建筑业相比差距还比较大。其中技术标准是基础性标准,是制定实施标准和推进BIM深度应用的基础,用于指导和规范铁路BIM软件开发;技术标准分为信息标准、数据存储还有信息传递、协同管理等等。
下一阶段,中国铁路总公司将会继续推进标准的编制,因为标准编制工作既是推动BIM研发的基础,也是工程全生命周期中信息充分共享的支撑。因此,不仅要在技术标准方面建立相关标准,同时也要制定相关实施标准,包括企业级BIM标准、项目实施导责等,从而把全行业的产业链关联起来。
此外,中国铁路总公司也将坚持BIM研发。BIM应用涉及全产业链的分工和工作内容调整,需要改善传统方法,补充完善相关法律法规,加强政策引导,加快研究BIM分配考核机制,充分发挥各方主体的积极作用,并通过工程招标,工程创优、评优等工作,激励铁路企业应用BIM。进一步推进BIM研发应用的试点工作,通过一个、几个、多个项目,以点带面的引导全铁路工程项目采用BIM技术。最终形成铁路BIM构件资源库,建立BIM铁路工程管理平台,实现建设项目的全生命周期管理。
推进BIM在铁路工程全过程的研究应用仍然任重道远,需要走以业主为主导的BIM推进模式,发挥主导作用,进一步加大技术研发,重视人才培养,不断推动铁路创新发展,中国铁路必将迎来以BIM技术为核心的铁路工程建设信息化的新局面。