Jiangsu STU Engineering Technology co., LTD
BIM技術(shù)在房屋建筑工程領(lǐng)域應(yīng)用效果良好,在橋梁、隧道、地鐵等領(lǐng)域也有項(xiàng)目嘗試,但鐵路通信信號(hào)設(shè)備管理領(lǐng)域幾乎處于空白狀態(tài)。研究探索BIM技術(shù)在鐵路信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用,可實(shí)現(xiàn)鐵路信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)管理的可視化、智能化與高效化目標(biāo)。
鐵路信號(hào)設(shè)備是保證機(jī)車車輛行車與調(diào)車作業(yè)的重要設(shè)備,隨著鐵路信號(hào)技術(shù)的發(fā)展,鐵路信號(hào)成為提高鐵路區(qū)間和車站通過能力的重要技術(shù)。
信號(hào)是指揮火車的命令,也是告誡安全的警語
早期的鐵路信號(hào)設(shè)備十分簡陋。1825年,世界上第1列列車在英國運(yùn)行時(shí),由人持信號(hào)旗騎馬引導(dǎo)列車前進(jìn)。
1832年,美國紐卡斯?fàn)枴ㄌm西堂鐵路線上開始使用球形固定信號(hào)裝置。
建國后,我國陸續(xù)在各鐵路線上配置自動(dòng)閉塞、集中聯(lián)鎖、調(diào)度集中控制等設(shè)備。上世紀(jì)70年代,北京地鐵成功地裝設(shè)了行車自動(dòng)指揮和列車自動(dòng)控制系統(tǒng)。
北京地鐵自動(dòng)指揮中心
鐵路信號(hào)設(shè)備存在的問題
BIM應(yīng)用意義
設(shè)備顯示可視化
系統(tǒng)化構(gòu)建鐵路信號(hào)設(shè)備BIM模型,可720°無死角查看設(shè)備細(xì)部構(gòu)造,避免安裝位置偏差。
系統(tǒng)化管理設(shè)備履歷信息
全面布設(shè)設(shè)備的廠家、安裝日期、更換頻率等信息,維修人員掃描二維碼即可獲得歷史信息。
檢修計(jì)劃制定自動(dòng)化,維修信息發(fā)布智能化
提前優(yōu)化自動(dòng)安排檢修計(jì)劃,定向?qū)ぷ魅藛T發(fā)短信提醒。
動(dòng)態(tài)跟蹤記錄反饋故障信息
發(fā)現(xiàn)故障迅速記錄并上傳,建立 “病歷”,以便查詢。
鐵路信號(hào)設(shè)備資料管理信息化
設(shè)備資料與BIM模型關(guān)聯(lián)存儲(chǔ),以便后期查看。
BIM系統(tǒng)開發(fā)需求
設(shè)計(jì)企業(yè)
施工企業(yè)
鐵路運(yùn)營管理單位
電務(wù)段調(diào)度中心
電務(wù)段技術(shù)科
檢修車間
檢修工區(qū)
可行性分析
社會(huì)可行性分析
經(jīng)濟(jì)可行性分析
技術(shù)可行性分析
數(shù)據(jù)獲取
激光掃描數(shù)據(jù)
采用機(jī)載、車載及地面激光掃描系統(tǒng)。
這3種方式能很好獲取室外數(shù)據(jù),但對(duì)于室內(nèi)或結(jié)構(gòu)內(nèi)部難以獲取。
影像數(shù)據(jù)
獲取途徑有衛(wèi)星、航測(cè)和航拍。通過遙感影像技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)LOD粗模構(gòu)建。
二維數(shù)據(jù)
從施工圖紙和數(shù)字地圖獲取精準(zhǔn)的信息??芍苯臃=⑷S信息模型或結(jié)合影像數(shù)據(jù)粗模進(jìn)一步細(xì)化。
BIM模型構(gòu)建
地質(zhì)BIM模型構(gòu)建
地質(zhì)模型構(gòu)建時(shí)將處理完畢的不同層級(jí)地質(zhì)模型及該區(qū)域所存在的斷層信息整合為一體,形成地質(zhì)模型。
不同層級(jí)地質(zhì)BIM模型
整體地質(zhì)BIM模型
鐵路線路BIM模型構(gòu)建
鐵路信號(hào)設(shè)備一般安裝在軌枕結(jié)構(gòu)旁,鐵路線路空間線形復(fù)雜,點(diǎn)位變化多。運(yùn)用Catia構(gòu)建異形軌枕結(jié)構(gòu)BIM模型,采用“主線骨架加構(gòu)件安裝”的理念實(shí)現(xiàn)復(fù)雜線形鐵路軌道結(jié)構(gòu)的三維建模。
軌枕結(jié)構(gòu)鋼筋、軌道板及鋼軌BIM模型
軌枕結(jié)構(gòu)整體BIM模型
鐵路信號(hào)設(shè)備BIM模型構(gòu)建
Inventor軟件可采用iPart 技術(shù)生成智能零件庫,生動(dòng)快速地表現(xiàn)鐵路信號(hào)設(shè)備信息模型,極大提高建模效率。結(jié)合Inventor 軟件的特點(diǎn),在鐵路信號(hào)設(shè)備BIM模型構(gòu)建過程中采用Inventor是科學(xué)合理的選擇,采用Inventor建立的鐵路信號(hào)設(shè)備——應(yīng)答器。
應(yīng)答器BIM模型
功能模塊開發(fā)
可視化管理平臺(tái)功能模塊
將不同BIM軟件建立的地質(zhì)模型、軌枕結(jié)構(gòu)模型、信號(hào)設(shè)備模型整合在一個(gè)系統(tǒng)管理平臺(tái)中,進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、調(diào)用與查看。
信號(hào)數(shù)據(jù)可視化管理系統(tǒng)平臺(tái)
距離測(cè)量功能模塊
通過嚴(yán)格定位故障點(diǎn),將點(diǎn)位坐標(biāo)輸入BIM軟件管理系統(tǒng)平臺(tái),根據(jù)已經(jīng)嚴(yán)格按空間位置關(guān)系建立的整體軌道線路BIM模型系統(tǒng),快速定位各維修車間與故障檢修之間的距離,及時(shí)向故障點(diǎn)調(diào)用檢修材料、設(shè)備與人員。且可快速測(cè)量出抵達(dá)檢修點(diǎn)的最短距離。
BIM系統(tǒng)的測(cè)距功能
計(jì)劃與任務(wù)功能模塊
實(shí)現(xiàn)計(jì)劃制定與檢修任務(wù)下達(dá),包括:派工單管理、臨時(shí)任務(wù)下達(dá)、維修項(xiàng)目管理、維修計(jì)劃管理、完成計(jì)劃管理。
臺(tái)賬管理功能模塊
包括設(shè)備、器材字典以及設(shè)備器材臺(tái)賬。設(shè)備、器材字典是指對(duì)鐵路信號(hào)設(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化分類,通過添加、修改與刪除命令進(jìn)行設(shè)備的屬性管理,并直接與車站安裝的信號(hào)設(shè)備屬性關(guān)聯(lián)。
BIM系統(tǒng)計(jì)劃及任務(wù)管理功能
BIM系統(tǒng)計(jì)劃管理界面
統(tǒng)計(jì)查詢功能模塊
輸入設(shè)備信息、工點(diǎn)信息、設(shè)備名稱信息即可查出設(shè)備及故障查詢,并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。該功能模塊具備關(guān)鍵詞索引等快捷智能的查詢功能。
BIM系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)直接定位到所需查詢應(yīng)答器設(shè)備的精準(zhǔn)位置,并可獲取該設(shè)備的詳細(xì)屬性信息。
應(yīng)答器設(shè)備詳細(xì)屬性信息展示界面
數(shù)據(jù)維護(hù)功能模塊
數(shù)據(jù)維護(hù)功能模塊由BIM模型關(guān)聯(lián)、設(shè)備添加以及資料信息子功能模塊構(gòu)成。其中資料信息子功能模塊可以實(shí)現(xiàn)資料瀏覽、上傳與分類管理,也可輸入關(guān)鍵字進(jìn)行索引查詢,以便快速精確查找所需資料。
施工圖資料管理界面
開發(fā)基于BIM技術(shù)的鐵路信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)管理軟件平臺(tái),實(shí)現(xiàn)立體、可視、協(xié)同、高效的信息化管理,可規(guī)范管理流程、提高工作效率、降低成本。
該鐵路信號(hào)設(shè)備BIM系統(tǒng)平臺(tái)研究成果已被成功運(yùn)用到哈爾濱—大連高鐵。下一步將進(jìn)行鐵路信號(hào)設(shè)備施工管理BIM系統(tǒng)與車載信號(hào)BIM系統(tǒng)開發(fā),并考慮增加自動(dòng)報(bào)警功能以及手持終端自動(dòng)錄入功能。