BIM技术在铁路信号室内综合布线施工的应用

郭宗昊

（中铁建电气化局集团南方工程有限公司，湖北 武汉 430071）

0 引言

随着信息化技术在铁路基建行业的持续发展，铁路信号工程的信息化施工是必然趋势。在传统的信号工程室内综合布线施工中，利用二维设计图纸，靠经验施工，容易出现“错、漏、碰、缺 ” 等问题[1-2]。为克服传统室内布线施工的缺点，采用BIM技术建立信息化模型库，从二维CAD到三维BIM设计，利用三维可视化特点，可以做到提前分析图纸、提前规划、提前模拟，达到准确施工、布线协调合理、工艺美观的效果。

1 存在的问题

传统的信号室内综合布线设计方法，其最终提供的二维设计成果只能以颜色、线型、图标、图块及说明文字等抽象信息表达[3]。依据二维设计图纸施工可视化差，同时由于施工人员专业素养差异，施工过程中容易出现以下问题。

1.1 设计与施工信息的传递性差

传统的室内信号综合布线工程施工主要依据设计单位提供的二维平面图纸，设计人员的三维设计理念通过二维图纸表达，施工人员经过对二维图纸的解读在脑中构建三维布线施工图施工，信息的传递经历了2次二、三维信息的转换。由于设计与施工信息的传递性差，很容易出现表达和理解上的偏差。

1.2 室内布线施工返工率较高

施工人员依据二维平面设计图纸布线施工，通过图纸中获取的零散信息整合成施工信息，可视化差。施工人员往往依据经验解读施工，布线量大且相对复杂，可能存在设计不足和预规划缺陷，若不及时发现更正，就会经常性地导致返工，延误工期，增加成本。

2 铁路信号室内综合布线施工的BIM应用

2.1 优化原则

铁路信号室内综合布线施工既要符合信号工程施工的技术要求，又要达到工艺美观的效果。利用BIM技术进行建模的综合布线优化需要遵循以下原则：

（1）综合布线线缆间无明显不合理的交叉；

（2）线缆走向敷设，最好是成排、分层敷设布置；

（3）电源线的布放走线应选择最短径路，避免绕行；

（4）电源线、发送线、通用线、接收线分开走线[4]；

（5）载有移频信息条件的配线，布线时与其他线缆分开，单独走线；

（6）可弯曲线缆让不可弯曲线缆、细缆让粗缆；

（7）综合布线发生冲突需要调整时，以不增加工程量为原则；

（8）综合布线整体布局协调合理，整齐美观。

2.2 应用流程

基于BIM技术的铁路信号室内综合布线模型建立、应用流程（见图1）。

（1）图纸分析。施工的前提是熟悉分析图纸，精准掌握布线施工信息。通过图纸审核，确定是否存在设计不足，规避前期数据信息统计错漏。通过设计图纸中设备布置图、电路连接图、端子配线表、文字描述等提取出机柜分布、线缆种类、数量及线径等有效信息。

（2）规划方案。布线规划严格按照上述布线规则要求，根据线缆的种类、线径等信息确定每层布线方案，利用CAD软件绘制单层分层二维布线图（见图2）。整体方案规划完成后，建立三维BIM模型。

（3）建立三维模型。利用设计图纸规划布线方案，基于SolidWorks软件实现三维建模。模型图元表示设备的实际三维几何图形，明确模型分类、尺寸及单位等，构建参数化的模型数据库。

（4）碰撞检测。在布线施工前，对综合布线进行碰撞检查，根据碰撞检测报告，优化布线设计，基本消除由于设计及规划方案错漏碰缺而产生的隐患。

（5）指导施工。模型优化、设计确认后，对技术及施工人员进行可视化施工交底，施工技术人员严格按照三维布线模型指导施工，提高施工工艺质量。

图1 BIM模型建立、应用流程

图2 单层分层二维布线图

3 价值与意义

3.1 优化施工方案

在施工阶段合理运用BIM技术可以实现优化综合布线施工方案的目标。虚拟仿真分析技术在整个工程施工过程中具有重要价值，利用BIM技术实现虚拟仿真施工过程，排查可能存在的错漏碰缺，判断走线规划是否合理，确定最优的施工顺序和施工工艺，评估优化施工过程。做到高精准、高工艺施工。某火车站优化布局后的局部BIM三维模型见图3。

3.2 工程量精准统计

BIM技术在施工过程中的应用有助于实现零库存。在以往的工程项目中，工程量的统计都是依据图纸以手工算量为主。技术物资人员根据二维图纸提供的零散信息利用Excel软件进行工程量统计，需要耗费大量人工整合核实各种数量统计表。按照传统的线缆工程量计算采购物资很难实现零库存的目标。参数化是BIM技术最显著的特征，构建的BIM参数化模型具有完整的信息，可以清楚了解线缆的种类、型号、长度、线径等基础信息，按照优化后的模型，可以清楚掌握每种线缆的采购量以及每根线缆施工使用长度，做到工程量的精确统计，避免线料采购不足、影响工期，同时也避免采购超量和单根线缆长度把控，为实现限额领料、消耗控制提供技术依据，达到节约成本的目的。因此，BIM技术在布线施工中的应用可以提高线料用量统计的准确率。

3.3 施工交底可视化

由于施工人员的专业水平差异，利用抽象化的二维图纸，很难清楚地掌握图纸提供的所有施工信息，这种施工信息传递的偏差，极有可能影响现场施工。在现场实际施工中，结合三维施工图有利于施工人员更好地解读图纸信息，有效避免施工人员对图纸信息解析错误的可能；利用BIM技术三维渲染展示，施工人员可以清晰、直观、真实地了解现场布线施工情况，按规划施工，提高施工效率，如某火车站信号室内综合布线施工利用BIM技术进行可视化施工交底，并取得良好的施工效果。

图3 布线施工BIM三维模型（局部）

4 结束语

传统信号室内综合布线存在许多不足，BIM技术应用在信号综合布线施工中具有重要的价值与意义。利用BIM的三维技术在施工前对线缆布线综合排布，优化布线方案；利用BIM的可视化技术对施工人员进行可视化施工交底，通过施工模拟有效降低布线施工阶段工程返工率；利用BIM参数化技术可以实现限额领料、消耗控制，做到成本有效节约。BIM技术在信号室内综合布线工程中的应用以最切实的方式体现了降本增效、精准施工、工艺美观的理念。