基于BIM技术的铁路工程建设管理创新与实践

王 同 军

(中国铁路总公司, 北京 100844)

近年来，铁路路网规模不断扩大、质量显著提升，铁路建设创造历史最高水平。“十二五”铁路固定资产投资完成3.58万亿元，新线投产3.05万 km，“十三五”期间将新建线路2.9万 km，至2020年全国铁路营业里程达到15万km左右。大规模铁路工程建设促进铁路建设运营技术不断创新发展。在高速铁路领域，我国已掌握在艰险复杂地质和多种气候环境下，高速铁路建设和运营的成套技术，构建了完备的高速铁路技术体系。根据《中长期铁路网规划》(2016年调整)[1]，在“四纵四横”高速铁路的基础上，形成以“八纵八横”主通道为骨架、区域连接线衔接、城际铁路补充的高速铁路网。

铁路工程建设具有规模大、标准高、建设速度快、管理协调复杂、周期长等特点[2]。在传统的管理模式下，各个组织机构和建设环节之间存在信息壁垒、数据孤岛，造成建设过程中面临数据共享与分析困难、管理手段匮乏等问题[3]。以建筑信息模型(BIM)技术为核心的云计算、大数据、物联网、移动互联等新一代信息技术的发展，对铁路工程建设产生了深刻的影响[4]。依托BIM技术建立的铁路工程信息模型，为铁路工程建设各个环节搭建了一个信息化平台，使铁路工程建设从源头开始，建立数据之间关联关系。随着BIM技术的发展，其应用已逐渐融入企业信息化管理中，这种现代化管理模式需要对组织机构进行优化，对业务流程进行重组，打造新模式下的数据链条，可对工程建设数据在整个生命周期内进行管理，实现数据共享以及全生命周期的服务和闭环管理，为后续运营和维护提供支撑。

1 基于BIM技术的铁路工程建设管理内涵

基于BIM技术的铁路工程建设管理是以面向工程建设对象为核心，与现代管理技术、信息技术、建造技术相结合，通过一体化信息平台，创新管理手段，促进铁路工程建设过程协同、资源配置优化，强化工程质量约束，提升安全管理水平的一套系统管理体系。依托BIM技术建立的铁路工程信息模型，以铁路建设规划和工程设计信息为底层模型，叠加建设阶段的过程信息，形成竣工模型，为运维阶段提供基础设施运行和维护信息基础，从而建立起覆盖各个阶段的完整的数字铁路，推进铁路建造信息化、数字化向智能化发展。

基于BIM技术的铁路工程建设管理通过对数据的真实记录、系统集成和有效组织，从信息维度、过程维度和价值维度为铁路工程建设管理提供创新手段，实现协同管理。

1.1 信息维度

现代工程建设管理，离不开对工程实体信息的掌握和综合。铁路工程数字实体是模型单元组合、排列的具象表达。模型单元是铁路工程信息模型中承载模型信息的实体及其相关属性的集合，是信息输入、交付和管理的基本对象。

从信息粒度角度，按模型单元承载信息等级划分，模型单元分项目级、功能级、构件级和零件级，见表1。

表1 铁路模型单元分类[5]

从信息的类型角度，铁路工程建设所管理的BIM模型单元可分为桥梁、隧道、路基、站场、轨道、通信、信号、接触网、牵引变电等不同专业信息模型。

从信息的特征角度，模型单元通常可以分为几何要素和非几何要素。BIM模型几何要素包括表示铁路构筑物的空间位置及自身形状(如长度、宽度、高度等)的一组参数，通常还包含构筑物之间的空间相互约束关系，如相连、平行、垂直。BIM模型的非几何要素包含铁路构筑物除几何信息以外的其他信息，如材料信息、价格信息及各种专业参数信息等。这些信息是铁路工程建设阶段的BIM模型中重要的数据，也是贯穿于铁路工程建设生命期的核心数据，这些数据在不同阶段被创建和利用，包含了丰富的工程信息，并支撑BIM模型的可视化三维展示。

1.2 过程维度

能够支撑全生命周期应用是BIM技术的突出特点，这为铁路工程建设全过程管理提供了技术手段。依托BIM技术，建立以工程实体为对象的信息模型，并在各个阶段对模型附加各类信息。通过对项目信息进行高效地采集、存储、传输、检索、处理、计算等，提高项目管理效率，从而为铁路工程建设全过程内的进度、质量、安全、成本、合同、环境等管理提供服务。

建设阶段的工作是依据设计阶段交付的设计文件进行施工的过程。在铁路项目建设施工阶段需要附加工程实体的建造信息，包括实体信息、设备信息、现场管理信息、合同管理信息、模拟施工信息、材料价格信息、机械管理信息、施工工艺信息等，还包括深化设计、施工计划、加工、安装等信息，同时还需要对进度、质量、安全和成本等信息进行扩展，最终形成建设阶段铁路BIM模型，并交付给运维阶段。在建设阶段还可基于铁路BIM模型进行测量放样、施工模拟、数字化加工、3D控制与规划等应用。

1.3 价值维度

基于BIM技术的铁路工程建设管理通过创建和共享BIM模型信息，实现铁路工程建设管理手段的优化，其价值主要通过直观的信息表达、统一的信息标准和一致的信息传递三个方面体现。

(1) 铁路工程BIM模型是客观世界的数字化直观表达。BIM技术的引入，使铁路工程建设活动更直观形象，同时前置了建造过程和成果，将可能发生的冲突、问题提前预演，避免了在实际工程建设过程中可能发生的疏漏或错误。

(2) 铁路工程BIM模型是依据完整统一的信息标准构建，可将铁路工程项目建设过程中产生的规模庞大、种类较多、格式不一的复杂数据进行统一有效地信息描述，实现信息交换，同时有助于加快各类软件对信息的兼容和利用，为信息共享集成管理奠定基础。

(3) 铁路工程BIM模型能够实现建设管理中一致的信息传递，以工程为对象、以模型为载体将各类信息附加到BIM模型上，各参与方通过统一平台针对最新模型进行办公，保证建设阶段各过程之间的信息流转以及全过程信息共享，重点解决铁路工程建设过程中信息传递受阻、各类信息不兼容等管理难点，极大地减少了中间环节的沟通和协调时间，使各方能够方便获取权限内的各类信息。

2 基于BIM技术的铁路工程建设管理总体框架

基于BIM技术的铁路工程建设管理是一种创新的工程管理理念，也是高效、互动的系统管理体系。与传统管理模式不同，这种管理模式依托BIM技术,以协同管理为核心，打通建设管理全过程，提高工程建设品质。

2.1 总体框架

基于BIM技术的铁路工程建设管理模式延伸了其应用领域，从设计至施工、运维涵盖全生命周期，这种管理模式以建设单位为主导，施工单位为主体，开展多环境、多角色的协同应用实施，其核心是通过在工程建设全生命期中引入BIM技术，在标准统一、管控制约、技术工具的支撑下构建对各项目的全阶段、全专业、全任务协同管理模型，创新铁路工程建设业务应用组织管理手段，为铁路工程建设项目的建设和使用增益。铁路工程建设协同管理体系框架见图1。

2.2 协同管理体系

铁路工程是一个复杂系统，应在明确其外部环境和内部构成的基础上，各参与方协同合作[6]，协同管理体系是铁路工程建设管理框架的核心环节，将BIM技术与铁路工程建设管理深度融合，打通各干系人在铁路工程建设过程中协作、输入、提取、更新或者修改BIM信息的交互环节[7]。协同管理是一个多层级的立面管理，将传统的以组织管理为主体的管理模式更新为以数据流为主体的多方协同管理模式，并通过交互反馈推动整个价值链的提升。

铁路工程建设协同管理模型以系统学和协同学为理论基础，在组织、阶段、资源(包括信息、资本、物资、装备、人员等)参量的相互作用下，以实现目标最优化为目的，以BIM技术为实现的核心关键技术，由小及大，由纵向到横向，构建项目、阶段、专业、任务的协同管理概念模型，并运行基于BIM信息闭环流的系统分析、决策与运行、控制与反馈的协同机制，从而实现铁路工程建设协同管理。铁路工程建设协同管理模型见图2。

根据协同管理模型从宏观和微观两个层面对铁路工程建设协同管理模型进行分析可知，宏观层面包括项目协同和阶段协同，微观层面包括任务协同和专业协同；宏观协同由微观协同组成，微观协同则逐级由宏观协同实现。

(1) 项目协同

项目协同是一种宏观横向协同，主要针对一个建设单位管理多个项目的情况，通过组织建设单位内各部门或人员，整合组织内部的各类资源，协调组织内部各系统，使其目标明确、协调一致，并保证多个项目整体效益最大化。

项目协同模型通过对BIM信息的追踪，强调管理的整体性与一体化，分析过程、组织、资源参量的协同方式，对各项目的资源环境、建设施工、人员组织、过程推进等方面整体把握调配，从工程调度、区域化督导、资源配置等方面产生协同效应。

(2) 阶段协同

阶段协同是一种宏观纵向协同，主要是基于BIM模型实现勘察、设计、施工、运维四个阶段间的信息流通与传递，使传统的蓝图和文档传递模式转化为以工程对象为核心的BIM信息传递方式，从而解决阶段之间的资源、信息、任务调配，实现设计向施工交付、施工向运维交付，以完成同一个项目不同阶段的协同管理。

阶段协同模型是基于BIM信息流的闭合，将各个阶段的资源、组织统筹起来，消除每个阶段内的冗余和非增值活动，协调阶段交叉中存在的工作交叉与重叠，信息不对称等问题，从而使各阶段紧密、准确搭接，有效改善上下游参与方的沟通状况，避免过程分割产生的各种问题。

(3) 任务协同

任务协同是一种微观的协同，是指在铁路工程建设过程中多项任务交叉的情况下，基于BIM模型分析各任务之间的关系，进而在管理过程中将其重组整合或进一步细化分解，继而消除子任务之间的交叉耦合关系，提高工作效率，减少管理冲突。

任务协同模式是在分析工程建设各个任务之间关系的基础上，追踪任务与任务间的信息流，根据信息的交流反馈，细化、重组任务与子任务，从而完成任务协同。任务协同模型可以利用BIM技术的建模与仿真技术对施工过程进行改造，在施工前实现全方位数字化的施工环境模拟，优化配置施工工人、施工机械、施工材料等资源。

(4) 专业协同

专业协同是一种微观的横向协同，基于对铁路工程建设过程中路基、桥梁、隧道等多专业的设计及施工流程和特点的充分了解，基于协同学理论，合理分解、分配专业任务，实现专业间有序作业，互不冲突。

专业协同模型通过BIM模型将铁路工程建设中分散的专业按统一标准集合至模型中，强化专业间的信息互通与协作，辅助信息流转与共享，其协同模型充分考虑了专业内协同和专业间协同。专业内协同主要是根据一道工序与下一道工序之间的衔接管理进行协同；专业间协同则是根据工程接口来关联各个相关专业，如提供站前工程、房建工程与四电工程的接口。根据双向维度，专业协同模型通过信息模型进行传递，在模型上附加有效信息，整合工艺工法和施工专业的信息和流程，以完成铁路工程建设的成本、进度、质量、安全管理。

以上分析的协同模型是基于BIM信息流的概念模型，为铁路工程建设管理提供一个模型参考和理论支撑。协同模型的应用将会在项目、阶段、任务专业的建设施工活动中产生深刻的协同效应，将最大程度的降低管理成本，提供管理效益，产生协同资本。基于BIM信息的协同管理将是未来铁路工程建设管理的重要方向。

2.3 技术支撑体系

技术体系是总体框架的底层支撑。在需充分考虑业务范围和技术发展的情况下，从空间、数据、应用三个维度构建技术体系。空间维度即基础设施维度，基于“云”概念，广泛采用社会资源，建立统一的通信、计算、存储基础设施，满足移动互联、在线应用的随时随地访问与信息处理需求；数据维度，以BIM技术为核心，融合云计算、大数据、物联网、互联网等新一代信息技术，通过相关设备、软件实现数据存储、访问及分析；应用维度，信息技术与业务技术深度融合，围绕业务，开展技术应用。

技术体系实质是对现有工程管理模式进行以信息化为中心的技术支撑，使工程管理能够充分利用信息技术的高速高效优势。技术体系是基于BIM技术的协同管理体系的实现基础，先进、适用、安全的技术体系是工程建设整体管理水平的保障，可以有效规避信息风险，支撑工程管理模式的转变，使工作效率得到提高，有效压缩了工程建设成本。

2.4 业务应用体系

业务应用体系是铁路工程建设协同管理体系的价值体现。为实现工程建设管理的优化和控制，从应用层次、实施模式和应用领域构建应用体系。应用层次根据BIM等技术的应用程度划分，代表技术应用的成熟度，信息技术与建设管理融合越深入，应用层次越高；实施模式是解决工程建设产业链各方由谁主导信息化应用等问题，推动数据流各阶段的流转和贯通，主要包含设计单位主导模式、建设单位主导模式、施工单位反向推动模式、咨询单位协助服务模式；应用领域包括设计阶段应用、建设管理应用、施工管理应用和工程技术应用等方面，以BIM技术为核心的应用本质是基于“从设计交付—施工交付—反馈设计”的闭环应用。

业务应用体系体现“集合而成”的特质，具有综合性、协同性、创新性等优点，强调效率与效果并重，是BIM技术的具体实现，是对传统管理方式改进的落地应用。业务应用体系是一个开放的体系，为铁路工程建设多边群体提供互动机制，利用多样化的供应满足多样化的需求，构建具有成长潜力、多方共赢的生态体系，转变铁路工程建设信息化发展模式。

2.5 标准规范体系

标准体系是铁路工程建设管理框架的基础和依据，其制定目标则是实现铁路工程建设的标准化管理。工程建设管理标准规范体系是一个多元维度的体系结构，其维度划分见图3。

多维度的标准体系涵盖铁路工程建设各方面，不同维度的标准通过标准接口体系对接，从而构成完整的中国铁路工程建设标准体系。标准体系的构建为整合铁路全产业链资源，对产业链各个环节精准把控，促进铁路产业整体提升，发挥铁路产业优势，保障各个阶段间信息的高效流转和利用提供了标准依据，有力推动铁路工程建设进入标准化建造和管理新阶段。

2.6 管控保障体系

管控体系是铁路工程建设管理框架的顶层制度，服务于铁路BIM建设战略规划。管控保障体系主要有4大要素：组织结构保障、管理制度保障、激励机制保障、人才队伍保障。组织结构保障是运行载体，管理制度保障是前提，激励机制保障是助力，人才队伍保障是源泉。

管控保障体系是对传统组织方式、管理模式和工程建设过程的革新，是BIM技术在铁路工程建设应用的重要保障。为适应基于BIM技术的工程建设管理模式，建立了开放的数据接口体系,制定了一系列的专业管理办法和机制,明确了信息化管理条件下的职责、岗位设置、专业管理要求、人才制度、信息流转机制等,在基于标准化管理的基础上，结合BIM技术的发展，为铁路工程建设管理提供保障。

3 基于BIM技术的铁路工程建设管理实践

BIM技术在铁路工程建设实践中担当约来越重要的角色，且存在巨大的发展需求，具备成长潜力。在基于BIM技术的铁路工程建设管理总体框架下，经过多年的探索与实践，铁路工程建设管理取得了显著成效。

3.1 项目群协同管理

当前铁路工程项目不再是简单的单项目，而是由多个项目组成的项目群。项目群管理需要涵盖工程对象、目标、流程、技术等全要素，在多维度上对质量、安全、进度、资金等进行整合式管理，应用BIM技术将相互关联的项目构成一个整体，实现多参与方、全阶段、多要素的系统协同管理，对高质量地建设好铁路工程项目至关重要[8]，从而达到工程项目的全局优化提升项目整体水平，见图4。

(1) 实现多项目集中工程调度和多维度决策分析

通过建立总公司、建设单位、指挥部和标段四级调度系统，将铁路工程建设过程中工作层关注的零散碎片化信息进行遴选，并且利用统一的数字化交班与决策支持系统等手段，整合出建设管理层最为关注的工程进度、质量安全、作业总览、红线预警、投资完成等信息提取，便于管理层在海量数据中获取关键信息，满足最短时间内掌握最关键信息的愿望，实现指令、信息、统计、报告等的电子化上传下达和应急事件信息的及时传递。

(2) 自由组合灵活调整的区域化督导管理

区域化督导管理把参建单位的不良行为、标准化管理和信息化应用考核等三项内容进行综合集成，对各项目部的施工日志填报率、数据实时上传兑现率、质量安全风险问题处置率等数据自动抓取并量化，通过建立全路联网的面向个人和企业的违规行为扣分机制，建立统一完备的从业人员履历库和信用库。强化现场上岗人员资质管理，杜绝无资质人员违规进场，及时发现参建人员的历史从业污点，实现随时调阅信用评价全过程的分数和相关记录。数据真实可靠，不可更改，避免信用评价暗箱操作和人为干预，实现了阳光操作，公正透明，一定程度上预防了腐败问题的发生。

(3) 网络化资源调配

网络化资源配置应用互联网+BIM技术，以指导性施工组织、实施性施工组织为统领构建两级资源配置体系，推动单位生产力调优和提升。网络化资源配置结合电子施工日志和图形化周报，对重难点项目(控制性工程)开展施工组织红线管理及预警体系分析，构建全路集中统一的施工组织跟踪与分析体系。

通过指导性施工组织将各专业施工节点计划与自动抓取电子施工日志的进度信息进行比对，推演全线各专业工程总量、开累完成量、完成百分比及剩余工程，采用形象进度图、计划甘特图展示工期预警，及时督促施工单位加强资源调配，严格落实施工组织节点工期，实现从全线总体到各标段详细的进度评估并进行红黄灯预警。利用全路共享的信息平台建立大型机械装备、专业队伍以及物资材料的闲置及租用信息，根据工程施工路径和工期安排，确定工程重点难点，有效提升资源配置效率，及时调整资源配置和工作部署，使得进度管理更加敏锐化、形象化、智能化。在铺轨阶段和联调联试阶段，通过对项目群的统筹，综合考虑各项目的工程特点、工期要求、线路长短等，利用总公司统一的资源配置能力，开展全路资源网络的调配,统一长轨运输、机车运用等情况。

3.2 单项目云化建管

综合利用BIM+云计算、物联网、大数据、移动互联网等技术，统筹协调项目各参与方，建立覆盖全国的多层级开放式云平台。平台涵盖建设过程中数据采集、存储、加工、分析等全过程，能够打破信息壁垒、消除信息孤岛，解决项目各参与方沟通不畅、变更频繁、信息不一致等问题。通过“平台+应用”的方式，构建基于移动互联的线网管理、以进度质量安全相互校核数据治理、各干系人共同决策共同负责的现场管控，实现建设信息资源高度共享和应用，以及对建设管理目标全过程、全要素、全专业的全生命周期精细化管控。单项目云化建管体系见图5。

(1) 基于移动互联的线网管理

铁路工程是线性工程，线路长、施工作业面多、范围广、彼此间距离远，难以利用局域网进行现场生产管理。基于移动互联的线网管理通过移动互联网络将工程建设各参与方互联成网，其设备易于携带和随时随地使用，以使现场数据能够传输及时。现场施工和项目管理者只需随身携带一部移动设备并连上网络，任意时间、地点就能获取项目基础数据和相关现场数据，扁平了项目管理，可减少各单位沟通协调时间，提高沟通效率，极大释放建设、监理、施工管理者时间和精力，使专业管理和组织管理逐步走向协同一致，使各干系人同心同向，专注现场管理确保工程安全质量。

(2) 实现以进度质量安全相互校核的数据治理

以进度数据为主线，质量安全业务数据为核心，开展各业务数据融合贯通及校核分析，使管理者面上管理和点上施工逐步一致，简化管理层级，提高决策效率，使管理者直面现场，让作业者更加专注作业要点。

安全管理从风险识别和研判入手，监测风险发生的时间、位置和级别，通过平台不同维度综合分析，进行风险分析、预警分发、问题处置和事后追溯。同时对按时监测进行有效监督，以强大的分析统计功能，快速定位风险源，实现对安全风险宏观全面的掌控。基于云化建设管理将现场各类数据进行集中存储管理，依托于严格的数据治理，通过云计算资源进行高效、快速关联计算分析，从横向、纵向等多角度进行贯通分析，进行数据之间的关联校核，从而实现基于多数据源的安全风险分析与识别。

质量管理以现场监测软件设备为手段，以闭环管理为抓手，依托信息化平台开展进度数据与质量数据融合对比，及时提醒、发现质量问题的薄弱点，及时发现现场应做未做的情况，实现问题发现、传递、提醒和闭环处置。通过多角度、多维度统计分析功能，总体把控问题导向，实现全面有重点的质量监督管理。

以隧道安全数据为例，通过和进度数据关联，掌握隧道开挖、仰拱、二衬的最新进度，结合围岩量测、超前地质预报和隧道步距等模块数据，实现围岩量测应测与实测对比、超前地质预报的应报与实报对比、步距超限对比，同时通过单作业安全风险多因素叠加分析，及时了解隧道风险综合预警，而非单项指标预警，为建设施工管理提供更加准确的信息，让管理者和作业者统筹掌握隧道前后各方的风险情况，提前采取相关处置措施，降低隧道施工的风险。

(3) 形成各干系人共同决策共同负责的现场管控机制

以一线施工数据为发端，形成现场作业者第一时间掌握、处置，各级管理者联防协查，分级负责的工作机制，将全路各级管理干部和专业技术人员的知识和智慧集中在一个平台之上，形成互相学习、相互提高的专业化管理氛围，强化了现场管理水平。

以隧道围岩量测报警问题为例，采用变形总量和变形速率对隧道安全进行等级管理。在变形总量方面，根据隧道围岩变形量将预警等级分为两级，即红色和黄色预警。当Ⅲ级围岩变形量超过80 mm，Ⅳ级围岩变形量超过100 mm，Ⅴ，Ⅵ级围岩变形量超过150 mm将出现红色预警，此时将会暂停施工，增设横、竖支撑进行抢险，再进行后续施工时，将加强支护，调整施工工法；当Ⅲ级围岩变形量在40～80 mm，Ⅳ级围岩变形量在50～100 mm，Ⅴ，Ⅵ级围岩变形量在75～150 mm时，将会出现黄色预警，此时需加强监测，必要时采用网喷混凝土等措施进行补强。在变形速率方面，测点位移速率大于等于5 mm/d，由监理工程师组织施工现场分析原因并采取措施；当速率连续2 d大于10 mm/d时，由监理单位组织施工单位进行原因分析和制定措施并上报建设单位批准；当速率大于15 mm/d时由建设单位组织设计、监理和施工单位进行原因分析并制定措施。通过围岩量测变形报警数据，形成各干系人共同、分级负责，通过利用信息化平台将全路的隧道监控量测信息进行统一分析管理，形成工程建设问题和解决问题方案专家知识库。这些信息为现场施工、管理人员所共享利用，从而提高参建单位人员专业知识和现场管理水平。

3.3 单元化数字建造

应用BIM技术、工程分解技术，从专业领域和业务活动角度对建造项目进行划分，优化传统的工作模式和管理流程，推进以构件、零件、组合件为核心的建造模式。铁路工程实体的单元划分，线下工程按工序、站房工程按流水段、四电工程按系统的单元划分，通过建立建造单元的编码体系和表达规范，实现工程实体和设备的单元化、规范化管理，见图6。

(1) 基于BIM技术的数字化施工

采用基于BIM技术的数字化施工技术，形成铁路包括路基、桥梁、隧道工程建设过程中设计、施工、检测各个环节的所有过程数据传递、存储和共享，实现对施工现场的实时掌控，以及历史数据的回溯，确保施工质量。利用高精数据传感器自动获取关键质量过程数据和重要质量参数，如连续压实值、路基沉降量；利用北斗定位系统在铁路工程建设中开展人员、机械精确定位，开展原材料运输的路径跟踪分析，开展铺轨期站前、站后施工交叉作业的安全提醒；利用高精测量等技术实现对施工成品构件的快速检测及实现施工过程的数字化；利用BIM仿真模拟技术开展关键工序的方案优化与完善；利用三维激光扫描技术开展隧道的断面质量检测、超欠挖分析与围岩监测等工作。基于BIM的数字化施工将施工期间的全过程的数字信息集成，逐步丰富和完善铁路数字孪生系统。

(2) 可视化外业管理

BIM、GIS、无人机摄影、三维激光扫描、二维码等技术为可视化外业管理提供了技术支撑。通过大范围多角度立体观测对数据进行交互处理，建立三维铁路虚拟环境，将数据转换成图形或图像的形式进行可视化、单体化管理，实现对进度、环水保、征地拆迁、隐蔽工程等外业的实时精准管理与控制。

利用倾斜摄影技术实现桥梁、路基、大临、轨道、四电等设备、设施的实景建模，与铁路实景BIM模型单体分离、构筑物实体对照等，实现物理实体与信息虚体的比对分析演算。对于隧道、站房等封闭空间利用三维激光扫描技术，直接得到真实物体表面的空间采样点，即点云数据，利用点云数据重构三维物体表面，通过在多个方向和角度对同一物体扫描，实现对多视点云的拼接，从而完成三维物体数据整合。

(3) 正向的内业管理

铁路建造内业管理过程需要满足各种复杂组织方式和施工环境等场景要求，通过建立基于BIM模型的编码体系、可信认证、竣工档案电子化要求内业管理模式，实现成检表、施工日志等的正向输出，基于建造过程中内业的编制、传递、版本管理，形成建造过程的精细化管控，真实记录和管理建造过程的安全、质量、进度、投资等情况，避免人为造假竣工资料，脱离建造实际。

构建基于二维图和基于BIM技术的数字化成果交付、审查和存档等的内业管理模式，完善工程竣工备案模式，为建设、施工、监理、设计等参建单位提供文档创建、流转、归档和个性化服务。改进铁路建造信息资源的获取和表达方式，探索知识管理和发展模式，推进数字档案建设，完善知识库，实现知识的共享，充分挖掘和利用知识的价值，强化铁路建造知识管理，支撑铁路智能建造。

3.4 全寿命数字管理

遵循全寿命周期管理理念，通过建立超高模拟度的产品、资源、数据和建造工序流程等虚拟仿真模型，将全要素、全过程虚实映像进行融合，推行三阶段两交付模式，以BIM模型协同设计为源头，开展二三维一体化设计交付、数字化施工、竣工交付，实现贯穿由设计到交付、运维的全生命周期数据传递，达到全过程持续迭代优化。

(1) 基于施工图的设计交付

传统的设计资料交付采用纸质文档和光盘结合的线下交付模式，文件交付后归档困难，设计数据信息利用率低。采用松耦合的Web服务技术，实现与基于BIM技术的应用系统集成，实现与管理门户系统集成以及设计交付系统与BIM模型应用的数据同步。利用基于BIM技术的二三维一体化设计交付模式，将传统的二维施工图纸、文档、表格交付与三维的BIM信息数据交付相结合，并以设计单元为单位进行资料归档管理，建立BIM模型、图纸和文档的关联关系，使设计单位提交的数据资料能够被有效的管理和利用。

(2) 基于建维一体化的竣工交付

在竣工验收阶段，将铁路建设过程中形成的设计资料、过程资料、竣工验收资料、BIM模型等数据统一集成，竣工验收的竣工文件由建设管理平台生成并存储，按照运维管理的需求，生成运维管理数据库，实现建设管理向运维管理的转化，形成铁路建设全过程的数字化产品。通过建设阶段的数字化移交和体系转换，将BIM模型承载的建设管理过程信息无缝转移到基于BIM技术的运维管理平台，完成建设模型向运维模型的转化，为基础设施运维提供基础。

4 结论与展望

基于BIM技术的铁路工程建设管理打通了智能建造领域的信息传递路径，奠定了智能化建造的基础。本文以实现工程管理的宏观把控和精益协调为目标，提出基于BIM技术的铁路工程建设管理内涵，系统构建协同管理理论框架，深入开展应用实践，为铁路工程建设现代化管理提供了一套完整的解决方案。

(1) 深度融合以BIM技术为核心的新一代信息技术，创新铁路工程建设管理理念。利用BIM技术对工程实体信息的多层次表达和集成优势，在工程建设各阶段分别叠加对应过程信息，通过一体化信息平台承载铁路工程建设管理全生命周期信息模型，实现对客观世界的数字化直观表达。

(2) 明确基于BIM技术的铁路工程建设管理框架，突出协同管理核心价值。中国铁路工程建设管理充分吸收现代管理理念，突破传统的以组织管理为主体的管理模式，建立以信息流为主体的多方协同管理框架。在标准统一、管控制约、技术工具的支撑下充分发挥工程建设中的组织、阶段、资源因素的相互作用，实现项目协同、阶段协同、专业协同、任务协同，优化工程项目管理。

(3) 落地铁路工程建设现场管理应用，实证基于BIM技术的铁路工程建设管理架构。将铁路工程建设协同管理方法应用于实际工程项目中，针对项目群协同、全体系管控、数字化施工等多个层面进行丰富实践，凸显了其在中国铁路工程建设管理中的重要价值。

基于BIM技术的铁路工程建设管理体系在技术发展中不断完善，必将与铁路工程实践深入结合，向纵深发展，将覆盖铁路勘察、设计、施工、运维全过程，涵盖桥梁、隧道、路基、站房、四电等全专业，涉及设计、施工、建设管理、运营维修等全体人员。BIM技术的广泛应用和深入发展，引发了铁路工程建设的一场革命，有力地推动了中国铁路建设朝着智能建造方向迈进。