铁路BIM及信息化技术应用与实践.docx

1、铁路BIM及信息化技术应用与实践铁路BIM及信息化技术应用与实践铁路建设管理信息化体系架构近年来，随着BIM、云计算、大数据、物联网、人工智能等技术发展和应用，为铁路工程建设管理信息化提供了新思路。新技术的发展综合运用这些新技术，围绕人员、机械、物料、方法、环境等关键要素，实现以信息智能采集、管理高效协同、数据科学分析、过程智慧预测等为主要内容的工程建设信息化，达到提高工程建设效率，降低工程建设成本，保障工程建设安全，提升工程建设质量，形成有效的新方式和手段，实现工程建设全生命周期管理的新模式。铁路建设管理信息化体系架构在中国铁路总公司（简称总公司）的统一组织下，以铁路工程设计、建设、运营全生

2、命周期管理为目标，以标准化管理为抓手，BIM技术、云计算、大数据、物联网等技术为基础、建设项目为载体，构建铁路工程管理平台。形成一门户三平台的体系结构：工作平台、服务平台和知识平台。平台门户工作平台形成了综合管理、进度管理、材料管理、质量管理、安全管理和投资管理六大应用体系。工作平台应用体系京张高铁BIM及信息化应用实践总体规划按照总公司“精品工程、智能京张”要求，在充分继承既有信息化建设成果基础上，确立京张高铁信息化平台建设目标：建设以BIM技术为核心的三维铁路工程管理平台，实现虚拟建造，提升安全质量，严控工程投资，服务“精品工程、智能京张”建设。在BIM技术的应用上，开展了以三站三隧（清河

3、站、八达岭长城站、张家口南站，清华园隧道、新八达岭隧道、正盘台隧道）为重点的应用。综合管理方面通过OA办公、调度指挥、即时通讯实现“一云三端”的工程管理在线协同和工程信息实时分享。进度管理方面通过填报电子施工日志，生成格式化进度报表和形象进度，并对指导性施工组织和控制工程的进度进行实时推演和跟踪预警。质量管理方面以现场监测软件为源头，对线下、线上工程和梁、板、枕等厂制品生产制造过程，利用信息化手段进行自动作业、采集和主动上传，实现施工环节质量全过程监控和可追溯。安全管理方面通过隧道围岩监控量测、超前地质预报、既有线施工监测、视频监控和人员定位信息系统，对安全管理关键风险点实时监控，提升施工安全

4、防范能力。投资管理方面通过验工计价、设计变更管理系统，提高管理效率、强化投资管理。材料管理体系通过对拌和站、试验室、物料进场验收等环节进行管理，对原材进出场、库存进行可视化、数字化管控，加强源头控制。隧道BIM深化应用在京张清华园隧道、八达岭隧道和正盘台隧道，研发站前隧道工程BIM建设管理和施工管理系统，实现隧道工程进度、安全、质量等信息的三维可视化、精细化、数字化管理和共享。清华园隧道通过清华园隧道BIM应用，实现基于BIM的盾构隧道工程管片生产拼装质量、盾构远程监控、基坑及周边环境风险监控、隧道质量病害管理、隧道进度管理等。进度管理：集成盾构机远程监控实时数据，实现清华园隧道工程计划进度模

5、拟推演、实际进度动态跟踪以及形象化进度分析。质量管理：实现清华园隧道管片拼装质量信息、管片椭圆度、管片病害以及成环隧道轴线偏差等质量数据可视化分析。盾构机监控：实现盾构机各系统工作状态及数据信息同步展示，帮助管理人员掌握盾构机姿态信息。风险监控：隧道盾构掘进和竖井开挖，实时采集安全风险监测数据、动态专业分析、风险提醒与报警、风险形象化三维展示，实现对盾构掘进过程中深基坑、周边环境风险源动态监控预警。管片生产管理：管片生产管理系统PC管理端及移动端Android、Apple版本APP研发，管片生产管理二维码标签，实现管片生产各工序物资信息、试验问题、生产进度、成品把控、产能分析、管片生产台账、检

6、验批生成等信息综合分析管理，全面掌握盾构管片生产进度、质量和工效。深基坑风险监控预警：构建基坑及测点BIM模型，搭建基坑BIM风险管理平台，融合多种监测数据，实现实时感知风险、快速预报风险、形象展现风险、有效控制风险。清华园隧道BIM协同管理平台八达岭隧道通过八达岭隧道BIM应用，实现单个工作面工序循环、分包商的精细管理和三维算量及5D模拟。工序循环：利用架子队管理移动端对现场工序循环进行记录，在web端实时查看工序进度情况，并对工序完成时间进行与计划时间自动计算节超时间分包商精细管理：利用材料管理系统对现场材料的全过程进行管理，并对材各料供应商供应的材料进行可追溯管理，对分包商及进场材料进行

7、精细化管理。分包商精细管理5D模拟：通过对施工进度计划录入并与模型关联，做到5D施工进度模拟，并能够对时间轴的调整查看不同时期的工程进度情况。5D模拟正盘台隧道通过正盘台隧道BIM应用，实现基于三维扫描的隧道断面质量分析、关键工序作业优化和隧道围岩量测监控。三维扫描断面质量检测：利用三维激光扫描仪对现场施工的实际情况进行采集，包括开挖、初支和二衬各阶段，可以立体的查看实际完工情况，包括开挖轮廓、初支轮廓和二衬轮廓等，并基于点云数据进行超欠挖分析、变形分析、净空分析和平整度分析等。三维扫描断面质量检测施工关键工序优化管理：（1）基于信息化自动采集软件APP，自动获取记录开挖、初支、喷混等各个工序

8、的作业时间，根据记录的时间提供报警机制，并合理调整施工设备的作业时间和工作流程。（2）利用施工模拟专业软件，对正盘台隧道的4种围岩、7种断面类型的施工过程进行工序写实，实现对关键工序可视化三维交底和动态调优的目标。站房BIM深化应用依托京张“三站”，以清河站为主，研发站房工程BIM建管系统施工管理系统，围绕站房工程BIM深化应用、施工组织管理、安全风险监控、质量问题追溯、现场采集APP等形成精品工程、智能管理、过程管理、综合管理5大板块40多个应用模块等信息的管理和共享。站房工程WBS示范规范制定站房工程EBS和WBS分解示范规程，并和检验批、工程资料、工程进度进行关联，实现基于结构树模型数据

9、关联互动。站房工程进度管理基于站房工程WBS分解，实现基于BIM的工程进度计划编制、实际进度移动端采集上报、进度实时分析对比、形象进度总览和进度动态调整等。站房工程进度管理站房工程安全风险管理基于BIM实现对站房工程深基坑、高支模、塔吊、钢结构等超过一定规模的重大危险源实时动态监测，并实时预警提醒，避免安全隐患和风险发生。站房工程质量管理制定站房工程质量检验批模板，并与WBS结构树和模型关联，实现基于BIM模型的检验批、质量追溯、隐蔽工程和试验室等管理。站房工程智能环保监测基于BIM实现站房工程环保温度、风速、湿度、PM2.5和PM10等参数实时监测，并联动自动喷淋系统进行防尘处理，实现对环境

10、动态控制。铁路BIM及信息化发展展望BIM应用向纵深发展BIM应用将覆盖勘察、设计、施工、运维全过程，涵盖站前、站后等全专业，涉及设计、施工、建设管理、运营维修等全体人员。向纵深发展BIM与智能技术结合发展BIM与智能技术结合发展，使得智能决策更精准。基于海量历史数据，对多元信息进行智能综合检索、多维分析深度学习，获取更加精确的决策信息，辅助工程建设施工。与智能技术结合产业生态环境更加人性化、社会化产业生态环境更加人性化、社会化，更具和谐性。通过建设多方参与的协同共享、合作共赢的开放平台，形成一个和谐共生的产业生态环境，使复杂的建造过程透明化，从而实现建造过程的智能化、集成化、互联化。产业生态环境