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摘要：铁路行业是我国经济实力的重要体现，“中国高铁”已成为我国走向世界的新名片。传统铁路建设方法以CAD软件设计为基础，整个勘察设计过程中缺乏系统性，各专业及各部门之间缺乏协同性，设计接口易出纰漏，设计成果缺乏直观性和准确性，往往造成效率低、返工多、成本高等问题。BIM技术在诸多发达国家土木建筑领域的应用已日臻完善，形成了较完整的BIM技术体系。国内曾一度受限于软硬件技术及成本等因素，对BIM技术未有足够重视，应用范围小，发展迟缓。近年来，我国经济技术高速发展，工程建设水平不断提高，BIM技术在国内土木建筑领域得到快速普及，越来越多的建设单位尝试采用BIM技术对项目进行规划、设计，从而提高建设和运营管理的效益，在哈大客专、兰新高铁等工程皆取得了诸多成功经验。铁路站场设计工作专业繁多，分工较细，影响因素复杂，精度要求高，协作性强，对传统CAD设计方法改进的需求愈发迫切。基于我国高铁项目智能化、数字化的要求，以及中国铁路总公司对BIM技术试验和探索的要求，结合铁路站场BIM设计工作实际经验，本文对BIM技术在铁路站场设计中的应用进行了论述和总结。
关键词：BIM技术；铁路站场设计；应用
1铁路站场中BIM技术应用现状
1.1现状分析
BuildingInformationModeling，即BIM（建筑信息建模）于上世纪70年代在美国诞生，是建筑业最先提出的，随后拓展到建筑工程领域。BIM作为一种新型的技术，对建筑工程的发展有很大的推动作用，并且应用范围也从美国扩展到欧洲以及日本等地区。这些地区引进BIM技术，并且在建筑等行业提出相关技术要求，同时建立了相关的使用标准。我国随着经济的发展，建筑领域随之有了较大的发展，也引入了BIM技术。尽管我国BIM技术应用起步比较晚，但是经过十几年努力的探索，BIM技术应用在建筑等行业日趋成熟。但是与建筑行业对比，BIM技术在铁路站场中的应用还不完善，主要还处于设计这一初步阶段。铁路站场包括电力、信号、道岔、各类机车、货物线、到发线、正线、机务段、工务段、调车场、到发场、编组场等多种设施，结构复杂，种类繁多，而只有少数的站房中应用了BIM技术，在整个铁路站场中运用BIM技术还存在着一定的难度。另外，与设计方案相比而言，铁路站场的改进与优化需要依靠图纸，这使整个过程变得异常繁琐庞大。
1.2在铁路站场中应用BIM技术的优势
在铁路站场中运用BIM技术，能够建立一个完整的三维模型图，这其中包括所有在站场内的参数化之后的项目结构功能、几何尺寸和空间关系，并且能够随时进行联动修改。这就使得在规划设计阶段或者施工运营阶段都能够让参与方获得充足的信息，各参与方还能够根据同一个三维模型进行协同工作。
1.3铁路站场中应用BIM技术的特点
（1）完备性。BIM技术能够包括站场中所有项目的结构功能、几何尺寸和空间关系，比如工程造价信息统计的逻辑关系、信号设备的类型、道岔和钢轨等材料原件的性能、站房和线路的位置等。（2）关联性。处于BIM中的各项目之间能够关联与识别，当模型中的一项比如股道发生变化，那么与之相关的项目会对位置进行相关的调整，以达到合理的距离。
2制订铁路站场BIM设计相关标准
2.1铁路站场BIM信息内容分析与编码
目前，国内铁路领域的BIM标准大多在修订中，近年来开展的铁路站场BIM工作多以中国铁路BIM联盟于2014年底发布的铁路工程信息模型分类和编码标准为基础。铁路站场BIM信息内容有不同的表达方式，在设计阶段，经常按照形式特征、功能特征、工作类型特征来进行BIM模型的信息内容分析编码。形式特征编码主要针对一些抽象性概念，如中间站编码为52－051000，编组站编码为52－053000；功能特征编码主要针对具体的工程构件，如站场中的警冲标编码为53－060610，站台编码为53－094500；工作类型编码更多地体现在工程量统计或规定工法，如挖方编码为54－071000，铺轨编码为54－161000。目前，不同标准的铁路并没有进行区别编码，建议增加一位编码以区分不同标准的铁路（可以增加在编码首位，例如350km/h的高速铁路编码为01，则通过编码0153－060610就可以直接反映出铁路等级信息）。
2.2铁路站场BIM模型信息的应用
站场BIM设计中，模型的常用信息多以功能特征来进行定义。通常站场的模型信息主要分三部分：站场路基工程、站场轨道工程及站场设备工程。
（1）路基工程：涉及站场和地质路基专业，主要用横断面的形式控制各处变化，包括路基基本土石方、两侧边坡防护、特殊路基支挡、管沟及其他各种附属工程。
（2）轨道工程：主要指铺轨、铺岔、道床。轨道种类、道岔种类繁多且构成零件复杂，模型建立初期工作量庞大，但后期可复制性强。
（3）站场设备：包含内容较多，如站场道路、各类构筑物、客货设备等。不同附属设备包含的工程量差异巨大，涉及专业也非常复杂。
3铁路站场中BIM的建立
3.1构建站场设备构件
建立站场中的异构族构件是目前建立铁路站场BIM模型的一大难点，不同于墙、柱、梁等常规的类型，站场中所需要的都是信号机、钢轨、轨枕等非常规的构件，这种情况下，BIM建立过程中不能直接打开软件自带的族构件，需要通过编辑器进行自行构建。首先应该选择族样板当做是编辑的模板，在族样板中绘制出所需构件的边界，并且在族样板上添加参照线，按照标准的所需尺寸进行绘制，严格控制其参数的准确性，最后通过放样与融合等功能实现构件的空间构造；钢轨族与轨枕等的建立需要考虑复杂的结构形式，随着线路的需要，应该运用自适应样板族进行构建，并且要在其中添加适合的自适应点，让构件能够根据需要变化成适应的形状；在对警冲标、信号机等进行构建时，因其具有曲面，应该运用体量族样板进行创建，并且反复运用建材和融合对其进行修改，使其满足曲面的需求。
3.2BIM模型的建立
对于铁路站场中中间站等的建立，可以直接使用软件实现。但是对钢轨和轨枕等异构族进行连接时要进行二次开发，通过分析加载原理，在二次开发的函数中查找加载函数，接着用遍历函数找出加载的族构件，通过对族构件的参数访问来进行定线或者定点；钢轨、轨枕等构件要在绘制中心线之后进行放置，并且将自适应点放置到线路中心上，使相应的构件能够适应线路的变化，并且能够通过对间距参数和加载长度进行调整，实现钢轨和轨枕都能按照现实要求进行间距和长度的加载，保证模型的准确性与真实性，最终形成科学准确地三维BIM模型。
4结论
本文通过对BIM技术进行详细的分析，提出了在铁路站场中应用BIM技术的基本思路，能够基本实现站场中三维模型的建立。从目前各方面来看，我国BIM技术在铁路站场中的广泛使用还需要一段时间才能实现，需要铁路各部门的共同努力，但是这种技术是现在铁路站场以及其他建筑工程技术运用发展的一个方向，应该给予重视。
参考文献：
[1]崔玉坤.BIM技术在铁路站场中的应用分析[J].绿色环保建材,2017(11):133.
[2]马弯,易思蓉,杨冬营,张钰.基于BIM技术的铁路中间站三维设计方法研究及实践[J].铁道标准设计,2017,61(10):43-47.
[3]马弯.基于BIM的铁路中间站设计系统研究[D].西南交通大学,2017.
[4]李永德.BIM技术在铁路工程概算编制中的应用[J].铁路工程技术与经济,2017,32(01):44-47.