中国高铁基础建设_ 世界首次！高铁四电建设全部用上BIM技术

12月，一系列新建高铁陆续开通，中国高铁行驶距离达到3.5万公里，居世界首位。 “我国高铁建设技术趋向智能化、信息化。 从12月1日开通的郑(州)万(州)高铁郑州到襄阳段，四电建设首次使用了建筑信息模型( BIM )技术。 中国国家铁路集团(旧铁总，以下简称国铁集团)工程管理中心专家称，这在世界高铁建设中尚属首次。

四电，即电力、电化、信号和通信，是高铁的动力和大脑的中枢，沿线的无数变电站和信号楼相连。

高速铁路的“脑”中枢一直在落后

2015年，随着中国高铁不断建设，国铁集团提出了建设信息化、智能化建议。

高速铁路、在线工程、车站房间等，技术成熟，信息智能化的步伐加大。 “作为高铁的动力和脑工程，四电智能化建设一直处于落后状态，长期以二维平面设计图为主，BIM技术的引进迫在眉睫，”中铁电气化局三家副社长刘冰瑞说。

建筑信息模型( Building Information Modeling )是建筑学、工程和土木工程的新工具，二十多年前起源于欧美。 其核心是通过构建虚拟建筑工程的三维模型，利用数字化技术为该模型提供完整、符合实际的建筑工程信息库。

“BIM技术始于建筑行业，软件操作命令也能满足土建和相关工程，既有地板、梁、柱、屋顶模型命令，建模非常方便，”刘冰瑞说，对于线性结构的建设，BIM建模几乎为零。 高铁四电是典型的线性基础设施，但我国高铁建设要实现智能化、信息化，四电建设必须跟上。 2016年，在国铁集团的支持下，中铁电气化局开发了重大科研计划“BIM技术在规范牵引变电设计、施工中的应用研究”。

三年内创建了2600多个BIM系列库文件

数千公里的高速铁路，平均每50公里要有一个变电站，每3公里有一个基站，一个箱子，一个中继站，为来往车辆提供牵引力和通信信号。

“基础制作、金属零部件组装、设备安装、接地制作、敷设电缆等，每个变电站各种零部件复杂、数量庞大”刘冰瑞认为，这些部件与住宅建设的专业差异太大，为了实现高速铁路四电建设的智能化、信息化，在逐渐应用的过程中，要进行软件的二次开发

“建模面临的首要问题是收集模型，构建庞大的信息族库”，刘冰瑞为了在各个部件上建立随着工程的进展而同步成长的数字模型，团队在夜间持续进入现场，按模型推敲建议，进行比较、交流、虚拟检查， 进行现场反馈，最终确定，馈线模型仅一个就制作了5个版本，从第一个方案到最后一个方案的确定时间长达5个月，贯穿工程前期，馈线模型仅占变电站BIM工程总体的约5%的工作量。

“建成的族库分为电力族库、变电族库和轨道交通变电族库，通信、信号、接触网族库、地铁风水专业也建成了族库，据不完全统计，共有2600多个族文件。 这个数字还在增加。 ”刘冰瑞说。。

经过三年多日兰高铁、昌红高铁、郑州地铁等多条建设路线的实践，在“BIM技术在牵引变电设计、施工中的应用研究”现场的应用方法越来越完善。

补充“数字郑万”建设短板

2018年12月19日，“BIM技术在牵引变电设计、施工中的应用研究”课题通过专家审查，课题的关键技术达到了“引进BIM技术实现牵引变电站可视化交流”的目标，完善了电力变电专业BIM模型、电力标准家族库，完善了电气化工

今年3月30日，利用“BIM技术在牵引变电设计、施工中的应用研究”课题技术建成的首座变电站日兰高速铁路鲁南段竣工。 之后，BIM技术在郑万高铁四电开始大规模应用。

电缆头、格栅、防静电地板、铝合金配线架……变电站内的很多装备令人眼花缭乱。 在郑万高铁南阳南变电站，线路工程部门总技术人员张体鑫回忆道:“以前的设置是二维图纸，技术人员对工人进行了前期训练，重建是常态。” 建设期间，各安装技术的细节形成了二维条码，一线工人用手机扫描条码，根据立体透视图，简单地将变更直接放入BIM建模期间，在现场一次安装，降低建设成本，保证了安装的准确性和后期运维的信息化、标准化。

“BIM技术在牵引变电设计、施工中的应用研究”成果补充了“数字郑万(高铁)”建设的短板，成为今后铁路四电建设的典范。