鐵路信號與安全系統(tǒng)規(guī)劃BIM技術應用

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摘要：以鐵路信號與安全系統(tǒng)規(guī)劃為主要研究對象，詳細討論bim技術在該項工程中的具體應用，期望可以在BIM技術的輔助下強化鐵路安全系統(tǒng)管理工作，保障鐵路安全系統(tǒng)設計優(yōu)化。

關鍵詞：鐵路信號安全系統(tǒng)BIM技術運用

引言

隨著國民經濟的高速發(fā)展，綜合實力的不斷上升，城市的私人汽車擁有量也在不斷上升增加，隨之而來的交通堵塞和交通工具違章等狀況也愈發(fā)嚴重。目前解決交通問題的有效方法之一就是建設軌道交通，對于建設軌道交通，鐵路安全系統(tǒng)在建設的過程中尤為重要。我國從20世紀末就開始研究BIM技術，經過這么多年的發(fā)展，BIM技術逐步在國內得到認可。2017年，德國聯(lián)邦運輸和數(shù)字基礎設施部發(fā)起13個試點項目，德國鐵路股份有限公司將BIM技術運用到鐵路安全系統(tǒng)規(guī)劃當中，認為該種技術將成為鐵路行業(yè)未來工作方法設計的主要輔助技術。自此，BIM技術成為鐵路行業(yè)基礎項目建設規(guī)劃的核心技術之一，專家學者認為可以在BIM技術的作用下構建更加科學規(guī)范的鐵路信號與安全系統(tǒng)規(guī)劃可行性措施。本文將詳細討論BIM技術在鐵路信號與安全系統(tǒng)規(guī)劃中的具體應用。

1ProSig軟件系統(tǒng)概述

ProSig軟件研發(fā)團隊是WSPInfrastructureEngi-neeringGmbH公司的研發(fā)團隊之一，根據(jù)BIM技術在鐵路安全方面所呈現(xiàn)出的應用優(yōu)勢，團隊提出三個核心問題：一是如何通過業(yè)務規(guī)劃或者是流程規(guī)劃達到系統(tǒng)既定要求？二是利用哪些軟件系統(tǒng)作為專家數(shù)據(jù)生成的支持系統(tǒng)？三是利用哪種接口格式實現(xiàn)跨公司、跨領域接收數(shù)據(jù)流的目的？按照上述疑問，ProSig軟件研發(fā)團隊提出解決方案。如圖1所示為ProSig軟件研發(fā)團隊借助BIM技術提出的鐵路信號和安全系統(tǒng)規(guī)劃流程，該圖是整個ProSig軟件系統(tǒng)的基本架構。從圖中信息可以了解到，整個架構被劃分為兩個部分，一部分屬于對象提供器，主要負責向軟件系統(tǒng)提供專業(yè)對象的數(shù)據(jù)，支持一些專業(yè)性的規(guī)劃工作[1]。另一部分是對象收集器，主要在3D空間內轉化專業(yè)對象，完成專業(yè)對象描述，為后續(xù)系統(tǒng)規(guī)劃提供數(shù)據(jù)源。該種數(shù)據(jù)源屬于跨專業(yè)的數(shù)據(jù)源，能夠重新規(guī)劃基礎設施項目結構，做好跨專業(yè)對象的時間及數(shù)量評估。BIM技術可以在于該軟件系統(tǒng)結合以后，模擬出完整且真實的圖像。鐵路信號及安全系統(tǒng)屬于跨專業(yè)對象，歸屬于對象收集器，在BIM技術的作用下，鐵路信號及安全系統(tǒng)的完整圖像被刻畫出來。

22D技術到3D技術的發(fā)展與運用

按照上述方案規(guī)劃，ProSig軟件研發(fā)團隊又繼續(xù)提出被命名為“LST2BIM”的應用程序，該程序可以將原本的2D對象經過轉化形成處于虛擬空間的3D形象。將該軟件運用到鐵路信號與安全系統(tǒng)規(guī)劃當中以后，ProSig選擇一種相對靈活的方式來調整程序中的數(shù)據(jù)流[2]，具體如上圖1所示。首先，團隊在進行項目規(guī)劃期間，直接將鐵路信號和安全系統(tǒng)劃分為兩種格式不同的數(shù)據(jù)流，分別是使用PlanPro數(shù)據(jù)接口的數(shù)據(jù)以及使用3D交換格式的對象結構數(shù)據(jù)，兩種數(shù)據(jù)在內容上不完全與鐵路信號和安全技術有直接關系。其次，在劃分數(shù)據(jù)流以后，需要對數(shù)據(jù)流進行鏈接或整合，以此來滿足目標系統(tǒng)在不同信息方面的需求[3]。先將數(shù)據(jù)從ProSig軟件中導出，形成兩個數(shù)據(jù)集，此時數(shù)據(jù)集中的IFC文件將借助唯一編碼被PlanPro數(shù)據(jù)所引用。最后，將數(shù)據(jù)流導入到目標系統(tǒng)當中，在系統(tǒng)中借助BIM技術進行可視化處理，嚴格遵從信息需求，展現(xiàn)出不同應用場景下的鐵路信號和安全系統(tǒng)規(guī)劃3D形象。

3以ProSig軟件數(shù)據(jù)為基礎的BIM規(guī)劃

上文分析中ProSig軟件將數(shù)據(jù)劃分為兩個格式類別，原始數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出的關聯(lián)性并不強，但經過數(shù)據(jù)流整合以后，能夠借助BIM技術展現(xiàn)出3D形象。然而，在ProSig軟件當中，原始數(shù)據(jù)是否可靠直接關系到BIM技術支持下的鐵路信號和安全系統(tǒng)規(guī)劃效果[4]。如果原始數(shù)據(jù)本身不夠精確，BIM技術缺乏精確的地形信息作為基礎，此時所形成的3D形象無法呈現(xiàn)出鐵路基礎設施的完整性，更加無法達到科學合理的效果。在規(guī)劃鐵路信號和安全系統(tǒng)期間，需要借助BIM技術先準確獲悉軌道位置，了解線路數(shù)據(jù)情況，明確坡度、軸線、里程數(shù)以及超高等數(shù)據(jù)參數(shù)，如此才能創(chuàng)建更加準確的效果圖，具體如圖2所示。BIM技術成為鐵路信號和安全系統(tǒng)規(guī)劃的重要基礎，再獲取準確數(shù)據(jù)信息以后，將2D信息轉化為3D影像，此時置于虛擬空間中準確模擬鐵路信號的位置，精確鐵路信號的范圍。鑒于上述情況，在利用BIM技術模擬3D圖形過程中，除了將獲取的2D信息進行優(yōu)化以外，也需要保證3D信息的準確性。先借助激光掃描設備進行數(shù)據(jù)記錄，保證數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，如此所形成的3D虛擬圖形更具參考價值[5]?？偠灾?，BIM技術在鐵路信號與安全系統(tǒng)規(guī)劃中的應用需要遵從下述流程：一是借助PriSig軟件獲取3D點云中創(chuàng)建線路的具體位置，形成位置圖，必要時需要在圖形中標記所有的對象位置。二是根據(jù)獲取的位置信息，在軟件中利用BIM技術創(chuàng)建3D模擬現(xiàn)狀圖。三是根據(jù)現(xiàn)有鐵路基礎項目施工條件，進行線路設施規(guī)劃。四是利用LST2BIM獲取軟件當中的對象信息，將信息導出以后，顯示到3D點云中，完成規(guī)劃檢查工作。

4結語

將BIM技術用于鐵路基礎設施規(guī)劃還處于起步階段，但已取得不少成果。究竟BIM技術最終將發(fā)展到何種程度，是僅局限于個別解決方案，還是成為包羅萬象的行動框架，這取決于德國鐵路行業(yè)愿意且允許做出多大程度的改變。但無論如何，這種標準化舉措都帶來了創(chuàng)新的壓力，這對傳統(tǒng)工程師的工作產生了明顯影響。ProSig軟件系統(tǒng)在這種改變中得到了發(fā)展和完善。目前，DB已經引入了新版本“ProSig7EPU”。與傳統(tǒng)的“繪圖驅動”版本相比，這種最新版本可以為有針對性的“數(shù)據(jù)驅動”流程提供更多支持。

參考文獻

[1]蘇靖棋.BIM技術在鐵路信號和安全系統(tǒng)規(guī)劃中的應用[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2020（3）：3.

[2]劉洪.BIM技術在鐵路信號和安全系統(tǒng)規(guī)劃中的應用研究[J].數(shù)字化用戶，2019（37）：194.

[3]李澤鍇.BIM技術在鐵路安全系統(tǒng)規(guī)劃中的應用[J].輕工科技，2021（9）：2.

[4]李茂蛟.BIM技術在鐵路信號工程設計中的應用研究[J].鐵道勘察，2020，46（1）：6.

[5]楊斌，何霄.鐵路信號設備數(shù)據(jù)管理中BIM技術的應用研究[J].科學與信息化，2019（35）：2.

作者:杜杰 單位:晉能控股山西煤業(yè)股份有限公司塔山鐵路分公司