杨青
中铁一局集团电务工程有限公司 陕西省西安市 710025
摘要：在我国的经济飞速发展之下，我国城市轨道交通行业的发展也越来越迅猛，因此BIM（Building Information Modeling）技术也被广泛的运用到地铁轨道行业当中。对于现今我国北上广深等发达城市当中的地铁建设项目基本都已极大程度的运用了BIM技术，该技术有效的融入到了日常的施工管理中，但是较多都是以机电安装以及土建主要结构等专业进行应用。地铁供电系统具有一定的特殊性，如何将BIM建模技术有效地与地铁供电系统工程建设进行结合，合理应用BIM建模技术，需要进行全方面的研究并且进行高效的实施探索，以尽快在我国城市轨道交通供电系统应用BIM建模技术，最大程度的提升施工设计方案的科学性以及准确性，避免施工建设当中的风险，促进我国城市轨道交通的发展。
关键词：地铁供电系统；BIM建模技术；优化方案
当今我国城市化建设的发展日新月异，城市轨道交通的建设也取得了飞速发展， BIM的建筑信息模型的技术应用，可以推进我国建筑行业的革命性改变。目前该技术已广泛地应用于建筑行业，但是在我国城市轨道交通方面应用较为片面。现今对于地铁轨道建设当中基本应用BIM技术主要为3D模型的展示以及整体综合管线的设计等方面，特别是在地铁供电的系统当中，对于BIM技术的应用仍然处于最初阶段，对于参数化建模，各专业协同以及信息整合等方面存在一些问题。故此对于地铁供电施工设计方案当中，全方面的对BIM技术进行合理的应用及开发，从而可以促使施工方案的编制更加高效并且具备科学性，管理更加精细化。
一、BIM建模技术在地铁施工中的合理应用
（一）动态布置施工现场
由于地铁站基本位于城市中人口较为密集的地方，地铁站周边的交通以及建筑物密度较大，就导致了地铁的施工场地面积较小，由于施工现场的布置内容较多。由此，在地铁建设的施工建设准备过程当中，对于施工现场当中布置的内容要与实际情况相结合，可以通过有效使用地图来对施工现场进行合理的规划，从而可以建构更加清晰完整的施工布置模型。因此可以根据建构完成的模型为基础，运用规范结构验算法对于施工建设的各个环节是否具备合理性，对于施工机械设备施工作业进行模拟，从而可以有效规避施工建设过程当中可能发生的问题，并且可以制定出针对可能发生问题的解决方案；对施工的具体内容进行优化并且对于施工现场布置的建模进行有效优化，从而可以实现施工现场中动态模拟场景的布置，最大程度的满足施工建设各个阶段中的需求。
（二）优化施工方案
由于地铁站的施工建设工作量较大，施工内容较广泛，施工工艺较为复杂。因此在施工建设过程当中合理采用BIM建模技术可以对多种施工建设方案进行初期的模拟，从而可以选择最为合理合适的施工建设方案，通过BIM建模技术的模拟技术以及可视化，对于工程施工建设的过程进行模拟，使施工建设的方案“动起来”，通过动态化的形式让设计方案更加清晰明确，从而对于施工的工序以及施工的进度方案是否合理进行分析。通过采用BIM建模技术模拟施工建设反馈的信息来对施工的具体方案，施工的安全性，可靠性，施工效率以及施工的质量进行全方面的分析并对其进行优化，也可以以施工工艺技术为出发点，多层次全方位保证施工建设目标有效顺利的完成。
（三）模拟施工进度对其进行优化
地铁施工建设的进度以往都是通过技术人员对于类似工程建设进行参考，通过相关的施工经验来对其进行编排，这样就导致工程的编排方法存在较多的干扰因素，缺乏相应数据的支撑。但是通过应用BIM建模技术将施工的进度与BIM建模技术有效结合，从而利用BIM技术的4D技术来对施工的进度进行模拟。这不仅仅可以更加清晰的展现施工建设的过程，更能方便参与施工的单位对施工建设当中存在的问题进行及时有效的沟通，不仅可以规避了施工建设中可能发生的问题，还可以对发生的问题进行有效的解决。另外施工企业可以根据施工的具体方案以及施工的进度进行有效结合，通过BIM技术进行相应的模拟，来对不同的施工建设方案进行比对，从而选择最为合适合理的施工建设方案，将其合理的安排到实际的施工现场当中，从而最大程度的优化施工进度。
二、地铁供电系统应用BIM技术设计方案
一、电气设计
首先，设计电气主接线图可以有效引导供电系统设计的基本工作。可以建立主接线模型在autocad软件的平台上，模型中的电子元器件的具体参数可以通过知识库中进行调取，并进行相应赋值。对于主接线电子元器件以及参数要尽量丰富与全面，能够直观性的将电气设备之间的关联反映出来。
其次，电气主接线图基本上通过三维的形式将电器设备进行布置工作，并且可以通过合理应用revit软件进行布置工作。在通过电气设备建造模型时，可以通过应用工艺编码以及系统主接线进行自动关联，可以有效实现模型和系统之间物理表达与逻辑表达统一化，将二维与三维有效实现联动设计。另外在布置电器设备时，满足设计方案要求的同时，要实施碰撞检测，尽可能的避免其他实体与电气设备发生交叉碰撞或者其他对象与电气设备之间的空间达不到要求。
再次，设计电缆的敷设工作，可以运用电缆联系表中的逻辑信息，规则性的对电缆进行敷设，从而对电缆敷设进行优化工作。在实际操作上，主要根据模型的具体环境，自动布置电缆的吊，支，桥架以及电缆沟，依次为基础进行拓扑链接，从而将电缆敷设工作完成。与此同时，软件可以自动精准的将电缆的长度进行统计，可以通过多维度多视角来对电缆的敷设以及分布的情况进行直观的展示。需要注意的是，在敷设电缆时要将通信信号以及低压配电等进行联合设计，特别对于变电之外的电缆敷设，务必通过实践中具体的路径以及管线进行碰撞检测，从而可以更加合理的将三维状态之下的设计进行优化。
最后，接地设计的设备将综合接地网进行动态形式的绘制，并且可以自动将接地电阻，接触电势以及跨步电压等等进行计算，同时可以校验相关的参数，可以有效的完成地铁站接地的综合系统设计。在变电所接地中要布置接地母排以及接地支线干线进行动态绘制工作，从而可以将系统的接地设计有效完成。
二、信息联动以及数据管理
首先要进行数据的有效管理，知识库当中主要涵盖组库，备库以及图库等等，并且包括制图的规范样式以及规程等内容。在管理知识库时，主要展现知识库汇总的数据结构的分类，参数匹配以及数据集成，样式及模型等管理，另外由于知识库对外提供了开放式的接口。因此更加方便导入数据的编辑工作，可以根据需求进行自定义等。其次，可以通过相应的软件将二维和三维进行数据交互，将数据驱动作为主要核心，使电气设备模型与主接线之间产生关联，促进二维与三维的统一性。从而可以真真正正的做到修改一图时，随着都与之进行改变，让两者之间产生联动关系，从而最大程度减少重复操作，将设计的质量以及效率有效的提升。再次，由于传统式的设计基本采取的都是二维设计，每个专业在约定的节点当中互提资料从而完成相互之间的配合工作。即使这种形式比较成熟，但是依然存在信息之间互动不够健全或者数据交换不够充分等问题发生。相对表达形式更加复杂信息量更加大的三维设计来言，需要每个专业之间有着极高的配合度。故此，每个专业之间不单单是相互配合，也是相互协同，也就是在设计当中可以保持同步，协调，并且可以同时相互配合更加精准以及信息共享。最后对于后期程序的处理当中，要检查电气网络的匹配，可以通过电气设备中布置的三维模型与电气的主接线之间的关联，用电气主接线对设备之间的连线与设备布置的正确性进行检查，对于电气设备之间电路的逻辑管理进行检查，从而可以直观的将电气设备之间的关联充分反映出来。对于碰撞绝缘进行检查，由于三维模型具备精准的属性以及坐标，从而可以对机械安装方面产生的冲突进行自动检查，并且将接地体与带电体之间绝缘需要的间距惊醒检查，最大程度的规避在电气工程设计当中“缺漏碰”的现象发生，从而可以实现0差错，高精准的设计。另外也可以将BIM建模的三维技术在前期可以通过navisworks团建对其管线布置以及构筑物进行碰撞检验，从而可以最大程度的减少实际施工过程当中可能存在的错误风险，以及导致返工的情况发生。以下是对于铁芯接地电流的监测情况如下表1
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另外要统计工程数量，可以通过统计主接线当中的设备并列出电气设备的清单，核实设备材料册中的的设备数量。同时系统可以将平面的布置图剖面图立体图等进行自动生成，让该设计图纸可以与三维模型产生联动关系，可以随着三维模型的改动而改动。可以将施工中各个专业之间相应的设计数据实现可视化视觉化的共享，自动更新系统中的数据，从而可以最大程度的保证唯一性且实时性的成果。尽可能的规避以往传统设计当中在各个专业之间互提资料以及对问题进行沟通时使前后数据不一样，从而可以高效实现设计流程的管理实现的正确性。对于数据软件接口时，使牵引变电所三维模型容纳工程的全部数据，可以经过数据的接口极为便捷的将设计参数导入进相应的软件系统当中，从而可以有效的对其进行分析并且计算，比如可以将数据导入cdegs software软件当中，并且对于防雷保护以及接地进行相应的反震计算，从而可以直接展现电气设备，跨步电势以及导线有无位于避雷装置所对应的保护范围当中，从而最大程度的提升施工设计的可信性以及准确性。
结论
对于目前我国的地铁供电施工企业当中应用BIM建模技术依然处在初级阶段当中，在软件平台不断的完善以及推广当中，对于在未来的制造以及管理当中，对于工程设计要进行进一步的优化与完善。现今BIM建模的技术应用的成果在不断的提升，已经可以将局部升级到整体的4D，5D的施工现场进行动态化的模拟，从而有效实现管理模式的现代化，精细化以及可视化。另外对于BIM建模技术不单单需要对其软件进行安装使用，更是需要地铁供电建设企业对于企业整体的管理以及流程进行全方面的优化以及改革，未来BIM建模技术的不断提升对于各个建筑领域当中都会具备一定的创造价值。通过将BIM技术融入到地铁的供电系统当中，从而有效实现地铁供电企业的施工项目得以更加精准化的管理。
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