立足于鐵路工程建設項目設計階段，對基于BIM的協(xié)同設計所涉及的工作流程及構件復用問題進行研究
BIM設計在鐵路行業(yè)進行了很多有益嘗試，但是實踐表明，現(xiàn)有軟件功能、資源均不足以支承BIM技術在鐵路行業(yè)的大范圍推廣，相比二維設計，BIM設計的優(yōu)勢并未顯現(xiàn)出來，主要體現(xiàn)在：BIM設計協(xié)同能力差、BIM設計資源難以有效利用和共享。本文對BIM設計中面臨的協(xié)同工作流程及構件資源共享問題進行研究，提出BIM設計協(xié)同方法、BIM模型構件庫等解決方案，將鐵路工程BIM設計方法體系化、標準化，為后續(xù)鐵路BIM設計提供借鑒思路。
協(xié)同設計流程
現(xiàn)行設計流程
鐵路工程建設項目設計過程一般分為項目前期、項目實施、項目投產(chǎn)3大階段，又可細分為11個環(huán)節(jié)：規(guī)劃研究、預可行性研究、初測、可行性研究、定測、初步設計、補定測、施工圖設計、配合施工、竣工驗收、項目建成銷號。
鐵路工程設計是多專業(yè)協(xié)同設計，站前專業(yè)：測繪、地質(zhì)、路基、線路、站場、軌道、橋梁、隧道等；站后專業(yè)：四電、建筑、工經(jīng)、給排水、機輛等。站前、站后各專業(yè)在項目實施階段的定測環(huán)節(jié)到施工圖設計環(huán)節(jié)協(xié)同工作、互為上下序，開展資料互提、審簽和數(shù)據(jù)共享等工作。
目前，鐵路設計工作有任務分解派發(fā)、任務執(zhí)行、提交設計文件等管理流程，多以會議方式在重要時間節(jié)點面對面制定并發(fā)布任務分解和執(zhí)行進度計劃，項目小組使用通信軟件實時在線溝通任務執(zhí)行進度、提交設計文件。這種管理方式在實際管理中容易造成任務分解版本不一致、提交設計文件版本管理工作量大，任務執(zhí)行進度不易實時掌握的問題。
BIM模式下設計工作任務管理
任務流程是由多個單位或人員為實現(xiàn)共同的目標而順序或同時需要完成的一系列規(guī)范化的任務組成。流程管理是為了提高這些流程任務的組織和執(zhí)行效率而使用的系統(tǒng)化方法。BIM模式下設計數(shù)據(jù)和文件存儲在平臺服務器，數(shù)據(jù)與文件通過一個整體的BIM進行組織和關聯(lián)，易于設計文件版本統(tǒng)一管理和控制，各專業(yè)設計人員在平臺上協(xié)同工作，執(zhí)行設計任務。
項目總體負責人在平臺上創(chuàng)建和分配設計任務，設計人員在平臺上查看需要執(zhí)行的任務、在任務上添加平臺中設計文件的鏈接、填報任務執(zhí)行進度。當某個專業(yè)的設計人員更新并提交了本專業(yè)的BIM時，基于同一平臺的其他專業(yè)設計人員可及時接收到最新的模型更新內(nèi)容并做出響應，從而避免由于溝通不暢造成的BIM偏差、錯漏或版本不統(tǒng)一等問題。
設計工作任務管理的分解派發(fā)、任務執(zhí)行、進度填報和設計文件提交，人員管理都在統(tǒng)一的平臺，為設計項目的所有參與人員提供了有效的協(xié)同模式，有助于提高設計工作任務管理效率。
BIM構件庫
實現(xiàn)BIM設計協(xié)同的另一個關鍵問題是BIM資源共享，資源共享的前提建立統(tǒng)一的BIM構件庫。設計單位根據(jù)標準創(chuàng)建一些通用的構件并上傳至構件庫，構件庫對標準構件進行審核、分類、存檔和維護，之后進行發(fā)布并提供給設計單位使用，使BIM設計資源能夠有效地傳播和復用，提升BIM設計標準化水平。為保證設計資源能夠正常流轉(zhuǎn)和使用，BIM構件庫需要建立完善的管理和保障機制。
BIM構件庫特點
BIM構件庫是BIM標準構件的有序集合，它應具備以下特點：
（1）應對BIM構件建立統(tǒng)一的入庫標準，主要是對構件的文件格式以及屬性數(shù)據(jù)進行規(guī)范，并在構件入庫前進行檢查。
（2）鐵路工程BIM構件分為不同專業(yè)，專業(yè)內(nèi)部按照用途又可細分為不同類別，構件庫應對構件進行分類，方便檢索，另外構件庫應盡可能涵蓋各類型的常用構件。
（3）構件中所包含的屬性信息應符合相應的應用場景要求，避免屬性信息不完整影響使用效果。
（4）BIM構件庫應設置數(shù)據(jù)訪問權限，用戶只能訪問其權限范圍內(nèi)的模型構件信息，最大限度的保證數(shù)據(jù)安全。
（5）BIM構件庫應有專門的管理人員進行定期維護，更新或刪除不再適用的BIM構件。
BIM構件庫的意義
BIM構件是寶貴的BIM資源，對BIM構件進行收集、維護和管理能夠發(fā)揮其應有的價值，使資源得到復用，建模效率大幅提高，提升模型創(chuàng)建的標準化水平，其意義體現(xiàn)在以下方面：
（1）通過對構件資源進行整合形成BIM資產(chǎn)，在鐵路工程建設項目全生命周期內(nèi)傳遞和共享，提高BIM設計的效率。
（2）BIM構件資源能夠為BIM擴展應用系統(tǒng)提供有效數(shù)據(jù)源，例如基于BIM的仿真分析、碰撞檢測、運行維護等。
（3）BIM構件庫是BIM標準化工作的重要環(huán)節(jié)，為建立企業(yè)級BIM資源庫提供借鑒思路。
BIM構件庫設計
本研究在分析路外企業(yè)對BIM建模需求的基礎上，結合鐵路行業(yè)工程建設項目特點和專業(yè)設置，將BIM構件庫的功能設置如下：
-
支持BIM構件的上傳、下載、在線瀏覽及批量操作等常規(guī)功能。
-
建立完整的構件分類體系和編碼標準，為構件建立索引。
-
采用傳輸加密、存儲加密以及用戶身份認證等技術手段保護數(shù)據(jù)安全，對構件資源的訪問進行權限控制。
-
為其它BIM 擴展應用提供數(shù)據(jù)接口。
基于以上需求，對BIM構件庫進行架構設計，系統(tǒng)采用B/S模式，前端基于JavaScript、WebGL構建瀏覽器三維顯示引擎，用戶可使用手機端App或PC端瀏覽器查看BIM構件與屬性信息。服務端基于C/C++構建模型參數(shù)生成與Web服務；诿嫦?qū)ο髷?shù)據(jù)庫存儲模型與業(yè)務數(shù)據(jù)。前后端之間的數(shù)據(jù)傳輸采用JSON協(xié)議格式。
BIM構件創(chuàng)建和利用
BIM構件的創(chuàng)建以滿足各階段的BIM應用為原則，構件的創(chuàng)建過程包含三維模型建立、幾何信息添加、非幾何信息添加等，還包括構件的分類、管理、維護等信息的添加，構件的創(chuàng)建內(nèi)容主要包括：
（1）各專業(yè)分別建模，每個專業(yè)根據(jù)約定的交付成果創(chuàng)建構件模型。
（2）各專業(yè)的BIM 構件創(chuàng)建應當以三維模型為基礎，根據(jù)構件信息深度要求添加必要的幾何及非幾何信息，最終形成構件模型。
（3）BIM 構件的創(chuàng)建還包括對構件的持續(xù)性修改、管理、維護和記錄。
在BIM構件的利用方面，依托BIM構件庫系統(tǒng)功能，實現(xiàn)了構件的下載、編輯和上傳構件功能。使現(xiàn)有BIM建模軟件平臺可以連接統(tǒng)一的BIM構件庫，進行多樣化查詢、瀏覽構件的信息和各種屬性信息、同步更新構件，以及將相應的版本的鐵路BIM構件載入到BIM應用軟件中進行編輯、使用與更新。
應用效果
三維BIM模型構件庫在京張高鐵全線的BIM設計和三站三隧的精細化設計中進行了應用驗證，為建立三維BIM設計協(xié)同設計模式和構件級設計資源共享積累了有益經(jīng)驗，具體應用效果如下。
鐵路公共建筑與鐵路其它專業(yè)在同一平臺作業(yè)的設計工作并實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一，專業(yè)間可以做到相互調(diào)用，相互參考，及時發(fā)現(xiàn)問題并反饋問題，及時更改。
各專業(yè)的設計信息均呈現(xiàn)在一個平臺上，打破信息壁壘，避免因信息不對稱造成的滯后，專業(yè)設計過程中需要其他專業(yè)的設計參數(shù)可以進行實時抓取，并產(chǎn)生關聯(lián)關系記錄。信息變更提醒功能，某設計信息變化后，與其關聯(lián)的相關設計內(nèi)容均收到變更提醒，避免信息滯后產(chǎn)生的差錯漏碰。
在清河站、張家口南站等站房中利用BIM模型構件庫管理和復用BIM構件，進行三維BIM場景構建，從而在設計過程中最大限度提高資源效率。成果經(jīng)驗可復制到全路高鐵建設項目上，復雜的建造過程透明化、可視化，推動鐵路建設從信息化、數(shù)字化走向智能化。
全專業(yè)在同一工作環(huán)境下開展協(xié)同設計，以三維模型為載體對設計信息進行維護，可實現(xiàn)信息集中管理和共享。依托BIM構件庫，可實現(xiàn)BIM構件資源的整合和復用，為裝配式建模提供數(shù)據(jù)源，從而提高設計工作的效率和標準化水平
承擔因您的行為而導致的法律責任，
本站有權保留或刪除有爭議評論。
參與本評論即表明您已經(jīng)閱讀并接受
上述條款。