轨道交通BIM方案建议书

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轨道交通行业 BIM 方案建议书 V1.0 目录 1、 概况...........................................................................................................................................3 1.1. BIM 国内外现状...............................................................................................................3 1.1.1. 国外 BIM 现状........................................................................................................3 1.1.2. 国内 BIM 现状........................................................................................................3 1.2. BIM 在轨道交通工程领域的发展概况............................................................................5 1.3. 中铁二院 BIM 发展总体思路的建议...............................................................................5 2、 解决方案总体架构................................................................................................................... 8 2.1. 解决方案应具备的要素....................................................................................................8 2.2. 解决方案整体架构............................................................................................................9 2.3 匹配度分析...............................................................................................................13 3、 设计阶段解决方案 ................................................................................................................20 3.1. 应用环境.......................................................................................................................... 20 3.1.1. 标准.......................................................................................................................20 3.1.2. 资源.......................................................................................................................20 3.2. 工作流程..........................................................................................................................34 3.3. 典型专业举例..................................................................................................................35 3.3.1. 地质勘测与测绘专业...........................................................................................35 3.3.2. 线路、路基专业...................................................................................................37 3.3.3. 场站、结构专业...................................................................................................42 3.3.4. 钢结构详图及三维配筋.......................................................................................77 3.3.5. 接触网...................................................................................................................96 3.4. 协同设计........................................................................................................................100 3.5. 数据接口及扩展性........................................................................................................109 4、 建造阶段解决方案 ...............................................................................................................111 5 、 运维阶段解决方案................................................................................................................116 附录 A: 拉林线试点项目实施大纲.............................................................................................125 1、 概况 1.1.BIM 国内外现状 建筑信息模型 BIM（Building Information Modeling）是本世纪初出现的一 项新技术，正在引发工程建设行业一次史无前例的彻底变革，引领其信息技术 走向更高的层次。自从 2002 年引入工程建设行业，至今已有十多年历程，目前 已经在全球范围内得到业界的广泛认可，被誉为建筑业变革的革命性力量。目 前 BIM 在美国、欧洲、日、韩、新加坡等国家的发展和应用都达到了一定水平。 全球化进程越来越快，了解 BIM 在国内外工程设计中的应用状况，对我国的 BIM 发展有着重要的借鉴意义。 1.1.1. 国外 BIM 现状 BIM 源自美国，逐渐扩展到欧洲、亚洲的日本及新加坡等发达国家。时至 今日美国大多建筑项目都已应用 BIM，且 BIM 应用种类繁多，如 Spatial Validation，Facility Management 等等。同时，在政府的引导推动下，已形成各 种 BIM 协会、BIM 标准。日本、新加坡及我国香港地区的 BIM 发展态势、应用 水平都很不错，但与美国 BIM 的应用层次还有一定差距。国外应用 BIM 技术的 主要特征有两点： 一是 BIM 技术已受到广泛重视，成为设计和施工企业承接项目的必要能力。 同时，BIM 技术咨询公司应运而生，市场活跃，为中小企业应用 BIM 技术提供 了有力的支持。 二是 BIM 技术应用形成了新的工作模式。BIM 技术不仅直接应用于工程的 局部环节，如设计单位进行的各种分析和模拟，且已形成新的工作模式，如实 施 IPD 模式，即业主、设计、总包、分包等参与方在设计阶段就参与到项目中， 通过应用 BIM 技术进行虚拟建造，共同对设计改进，进而分享收益或风险，这 种模式目前已经建立标准合同条款。 1.1.2. 国内 BIM 现状 我国从 2003 年开始引进 BIM 技术，起初主要是在学术领域进行研究。近 来 BIM 在国内建筑业形成一股热潮，除了前期软件厂商的大声呼吁外，政府相 关单位、各行业协会与专家、设计单位、施工企业、科研院校等也开始重视并 推广 BIM，但是还远没有普及。 2010 与 2011 年，中国房地产业协会商业地产专业委员会、中国建筑业协会 工程建设质量管理分会、中国建筑学会工程管理研究分会、中国土木工程学会 计算机应用分会组织并发布了《中国商业地产 BIM 应用研究报告 2010》和《中 国工程建设 BIM 应用研究报告 2011》。根据两届的报告，关于 BIM 的知晓程 度从 2010 年的 60%提升至 2011 年的 87%。2011 年，共有 39%的单位表示已经 使用了 BIM 相关软件，而其中以设计单位居多。 图 1 BIM 在项目中的应用情况 2011 年 5 月，住建部发布的《2011~2015 建筑业信息化发展纲要》中，明 确指出：在施工阶段开展 BIM 技术的研究与应用，推进 BIM 技术从设计阶段向 施工阶段的应用延伸，降低信息传递过程中的衰减；研究基于 BIM 技术的 4D 项目管理信息系统在大型复杂工程施工过程中的应用，实现对建筑工程有效的 可视化管理等。 2012 年 1 月，住建部《关于印发 2012 年工程建设标准规范制订修订计划的 通知》宣告了中国 BIM 标准制定工作的正式启动。2014 年 7 月，住建部在《关 于推进建筑业发展和改革的若干意见》中提出 “推进建筑信息模型（BIM）等信 息技术在工程设计、施工和运行维护全过程的应用，提供综合效益” 。 各地政府也开始推进 BIM 的应用。比如，广东省住建厅在 2014 年 9 月发布 《关于开展建筑信息模型 BIM 技术推广应用工作的通知》，提出“到 2014 年底， 启动 10 项以上 BIM 技术推广项目建设......到 2016 年底，政府投资的 2 万平方米 以上的大型公共建筑，以及申报绿色建筑项目的设计、施工应当采用 BIM 技 术......到 2020 年底，全省建筑面积 2 万平方米及以上的工程普遍应用 BIM 技 术。” 上海市政府在 2014 年 10 月《关于在本市推进建筑信息模型技术应用的指 导意见》中也设定了具体的目标：“到 2017 年，本市规模以上政府投资工程全 部应用 BIM 技术，规模以上社会投资工程普遍应用 BIM 技术”。目前，政府及 行业越来越重视 BIM 的应用价值和意义。国家“十一五” 科技支撑计划和 “十二 五” 建筑信息化发展纲要中都将 BIM 技术纳入研究目标。 1.2. BIM 在轨道交通工程领域的发展概况 纵观国内外的 BIM 实践，无不是制定标准，手册先行，专业 BIM 应用软件 技术跟进支撑，配套技术质量管理制度逐步成形，逐渐磨合形成生产能力。在 产业界，前期主要是设计院、施工单位、咨询单位等对 BIM 进行一些尝试。最 近几年，业主对 BIM 的认知度也在不断提升，并逐渐将 BIM 写入招标合同，或 者将 BIM 作为技术标的重要亮点，运维阶段目前的 BIM 还处于探索研究阶段， 而且目前从我国 BIM 技术的研究和应用都主要集中在建筑设计行业，其他行业， 包括轨道交通行业均处在积极探索阶段。 随着我国加入 WTO 和近年来“一带一路”战略的实施，轨道交通工程设计行 业面临着国内市场挖掘、国际市场的开拓等多重任务。2013 年以来，在铁路总 公司和“中国铁路 BIM 联盟”的带领下，轨道交通尤其是城际轨道交通（铁路） 行业在 BIM 工作中有了长足的进展，先后制定通过了《铁路工程实体结构分解 指南》、《铁路工程信息模型分类与编码标准》及《铁路工程信息模型数据存 储标准》三项标准，初步形成了铁路工程建设行业的 BIM 技术标准体系。 各个铁路设计院也陆续展开了 BIM 工作的探索和试点，试图通过 BIM 技术 提高工程集成化程度，提高工作效率，创造新的效益。 1.3. 中铁二院 BIM 发展总体思路的建议 中铁二院是一家集勘察设计、工程总承包、工程咨询、工程监理等多种业 务为一体的综合型国际化企业，随着大数据、云计算、三维技术等信息技术的 发展，作为业务核心的“工程信息内容管理”开始面临新的机遇和挑战，具体说， 可以分为三个层面： 第一， 从项目管理层面看，轨道交通和铁路项目对工程内容信息的协同效 率提出越来越高的要求。在基于二维图纸和传统沟通方式的工作模 式下，大量的时间被用在图纸校验、信息查找、信息再确认等环节 上，协同的准确性和及时性时刻面临挑战，信息变更管理难度很大； 同时，工程信息的参与方多而复杂，既有创造者、也有使用者、管 理者等，工程信息的传递和沟通要满足安全有效的要求。 第二， 从企业运营层面看，项目中的隐性成本渐渐成为提升效益的“硬骨 头”。从信息化角度看，很大一部分的隐性成本来自工程信息的无序 状态和无效使用。比如，在传统的二维图纸模式中，工程信息往往 是文件级别的管理，各个工程信息要素间的关联关系无法快速有效 地提取和组织，造成了时间和精力的浪费；各个专业间很多是串行 工作关系，一个做完传递给下一个，无法最大限度地通过并行工作 关系来压缩时间。这些都是不易被发觉但实际上是可以通过新技术 进行压缩的“隐形”成本。 第三， 从业务扩展层面看，当前主业务如勘察设计、工程咨询、监理、工 程总承包等业务的重心是“项目交付”，交付完成后，前期的工作留下 了的资料信息缺乏后续的增值空间。随着 BIM 技术的应用，这些工 程信息可以被有效地组织和存储起来，既可以为将来的项目交付做 智能分析和经验支持，又可以为项目业主提供运维资产平台，从而 在铁路行业的高度和范围内拓展业务增值点。 上述机遇和挑战归纳起来，即“如何利用新的信息技术管理庞大的工程 信息内容，从而创造价值/减低成本？” BIM 技术的发展为这一课题提供了 新的思路。 中铁二院可以通过推行 BIM 工作来解决这个课题。 基于此背景，中铁二院的 BIM 工作总体目标可以设立为： 在中国铁路 BIM 标准框架下，构建中铁二院特色的 BIM 工程信息平台和 BIM 团队，以 BIM 协同优化管理、以 BIM 数据降低隐性成本，并创造新的业务价值。 BIM 工作可以采取 “价值点优先” 原则，按照 “小步快跑” 的方式分步骤 推进（见下表）。 阶段 BIM 工作内容 预期结果 工作方式 导 入 期 （ 6 个 月） 拉林线试点（实施大 纲参见附件 A） 1 通过铁总 BIM 标准的验 证，成为样板案例 2.初步确定开发需求 站前各专业人员为主，以 ProjectWise 协 同 平 台 和 Bentley 建模软件为工具， 跨世纪、Bentley 技术辅导 （需要合同支持） 站前专业 BIM 三维 协同设计生产试点 1.BIM 生产效率达到预期目 标； 2.明确 BIM 在生产中的价 值点，确定开发主方向 以专题方式和各专业确定 BIM 生产制度和流程 开 发 试 用期（1 年） BIM 应用开发立项和 实施 1.符合铁总 BIM 工程管理 平台的要求； 2 提高专业人员的工作效 率，明确价值点 自主开发+开发外包（跨世 纪）。Bentley 提供 BND 支 持 （如获批准，可在 dgndb 上做相关技术支持） BIM 标准、流程和制 度编制 实现统一的项目工作环境 设置、细度标准、数据管 理制度等 BIM 团队主导 应 用 优 化期（3 年） BIM 应用方案汇报 获得院领导支持 BIM 团队 BIM 相关专业培训推 广和新专业扩展 BIM 生产占到 50%或更高 各专业单位 BIM 咨询项目 创造 BIM 收益 BIM 团队 2、 解决方案总体架构 1.4. 解决方案应具备的要素 具有良好数据兼容性 轨道交通设计行业涉及的专业广，需要的专业软件多，很难有一个软件厂 商能提供所有的专业产品，设计人员也可能根据实际情况使用不同厂商的软件。 因此，尽量使用数据格式一样的专业软件，并与外部的其他系统、其它数据格 式具有良好的兼容性是整体解决方案必须考虑的因素之一。更重要的是，数据 兼容性是数据互用的前提，数据的重复利用率是提高企业效率的一个关键，也 是有效协同的基础之一。 具有良好专业覆盖性 轨道交通工程涉及众多的参与专业，因此软件解决方案要涵盖轨道交通行 业众多的专业。从专业的角度出发，专业技术人员希望能够拥有用本专业的语 言和自己交互的、高效的专业模块。从三维协同设计的角度出发，这是协同的 前提，首先要解决了个人的工作效率，才能充分发挥协同的作用。如果大量使 用不同软件厂商的产品，专业软件之间的数据格式不统一，专业间的数据交互 还需要转换或者导入\导出，那就很难真正的协同起来。 具有良好协同工作能力 专业三维模块解决了设计人员个人的设计质量和设计效率的问题。在这一 基础上，再要大幅提高“单兵”效率的可能，已经非常有限了。事实上，三维工具 在提高设计质量上的意义也远远大于个人的设计效率；同时也应注意到，通过 三维环境下的协同工作，让三维模型成为设计人员间沟通的载体，能够大幅度 的提高人与人之间、部门与部门之间的工作效率，从而实现整个企业的工作效 率大幅度的提高。其实质在于设计过程中，对参与项目的人、成果、流程、环 境等因素进行控制，因此我们需要一种软件系统架构来固化我们的这些管理思 维，并进行跟踪和控制。 能够融合企业标准的解决方案 在三维环境下，无论是个人设计效率的提高，还是协同工作效率的提高都 受到标准化程度的极大影响。随着三维协同工作的展开，尤其是协同工作的展 开，规范化、标准化的需求会在设计人员间自发的产生。因此，平台具有此方 面的能力对于三维协同的效率和协同工作能够持续