導(dǎo)語(yǔ)：鐵路信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)管理研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：傳統(tǒng)鐵路信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)管理中，存在很多問(wèn)題，如維護(hù)檢修不及時(shí)、信息傳遞滯后等，在一定程度上影響了鐵路事業(yè)的發(fā)展。基于此，結(jié)合BIM技術(shù)的特點(diǎn)，分析了其在鐵路信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)管理中的意義，從數(shù)據(jù)庫(kù)管理模型構(gòu)建以及系統(tǒng)功能模塊開(kāi)發(fā)兩個(gè)方面，就BIM技術(shù)在鐵路信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析和討論，希望能夠推動(dòng)鐵路信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)管理的高效化、協(xié)同化、立體化和可視化。

關(guān)鍵詞：鐵路信號(hào)設(shè)備；數(shù)據(jù)管理；BIM技術(shù)

依照我國(guó)中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃，到2020年，鐵路運(yùn)營(yíng)線路總長(zhǎng)度將會(huì)達(dá)到15萬(wàn)km，形成覆蓋全國(guó)的鐵路網(wǎng)，為人們的出行提供便利。而在鐵路網(wǎng)建設(shè)中，需要重視信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)管理工作，引入信息化技術(shù)，逐步實(shí)現(xiàn)信息化管理。現(xiàn)階段，我國(guó)鐵路信號(hào)設(shè)備在設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)維管理方面存在不少問(wèn)題，影響了其功能的有效發(fā)揮，可以將BIM技術(shù)引入其中，提升鐵路信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)管理效果。

1BIM技術(shù)特點(diǎn)分析

BIM，建筑信息模型（BuildingInformationModeling）其基本原理，是通過(guò)對(duì)建筑工程各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的收集和整理，構(gòu)建三維立體化的建筑模型，以數(shù)據(jù)信息仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于建筑本身特征的仿真模擬。BIM技術(shù)是一種先進(jìn)技術(shù)，一種有效方法，也是一個(gè)科學(xué)過(guò)程，通過(guò)信息收集來(lái)提升建筑行業(yè)的效率和工程質(zhì)量。1.1可視化。與一般的效果圖不同，BIM技術(shù)的可視化，強(qiáng)調(diào)在構(gòu)件之間形成互動(dòng)性和反饋性可視，BIM模型中整個(gè)過(guò)程都是可視化的，其不僅可以生成報(bào)表，展示效果圖，還可以為項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行過(guò)程的討論和決策提供支撐。1.2協(xié)調(diào)性。BIM建筑信息模型能夠在施工安裝建設(shè)初期，協(xié)調(diào)各種專(zhuān)業(yè)的碰撞問(wèn)題，生成相應(yīng)的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以對(duì)很多實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行解決，如道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝與預(yù)留安裝基坑要求的協(xié)調(diào)、車(chē)站電纜敷設(shè)與站內(nèi)支吊架線槽安裝要求及站房預(yù)留孔洞需求的協(xié)調(diào)等。1.3模擬性。設(shè)計(jì)階段，BIM能夠通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，確定一些虛擬性的數(shù)據(jù)信息；施工階段，配合4D模擬，能夠依照施工組織設(shè)計(jì)對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行模擬，確定具體施工方案；運(yùn)營(yíng)階段，BIM能夠?qū)θ粘＞o急情況進(jìn)行模擬，設(shè)置相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，如消防疏散模擬、地震逃生模擬等[1]。

2BIM技術(shù)應(yīng)用在鐵路信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)管理中的意義

鐵路信號(hào)設(shè)備BIM模型，無(wú)論施工人員還是運(yùn)維人員均能夠全范圍對(duì)設(shè)備細(xì)節(jié)構(gòu)造和功能信息進(jìn)行查看，了解線路空間排布情況，也能夠獲取任意點(diǎn)三維空間坐標(biāo)，確保安裝位置準(zhǔn)確；二是能夠?qū)υO(shè)備履歷信息進(jìn)行有效管理，可以將設(shè)備生產(chǎn)商、安裝日期、故障檢修以及更換頻率等信息囊括其中，并對(duì)信息進(jìn)行持續(xù)更新，生成二維碼，通過(guò)掃描二維碼的方式，管理人員能夠輕松獲取設(shè)備歷史信息；三是自動(dòng)制定檢修計(jì)劃，維修信息。BIM技術(shù)能夠自動(dòng)根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，相應(yīng)的檢修計(jì)劃，提前向檢修維護(hù)人員發(fā)送短信提醒及檢修任務(wù)；四是可以統(tǒng)計(jì)并反饋故障信息。工作人員一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，需要及時(shí)記錄故障信息，并將其上傳到BIM系統(tǒng)，對(duì)故障原因、維修過(guò)程和解決措施等進(jìn)行記錄，為后續(xù)查詢(xún)提供便利；五是可以推動(dòng)設(shè)備資料管理信息化，可以將鐵路信號(hào)設(shè)備的配套資料與BIM模型關(guān)聯(lián)在一起，開(kāi)發(fā)更加人性化的操作截面，在相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)資料，方便后勤進(jìn)行施工圖紙、施工方案以及維修記錄等的查閱[2]。

3BIM技術(shù)在鐵路信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用

3.1鐵路信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)管理庫(kù)模型構(gòu)建。BIM模型構(gòu)建需要依照不同的對(duì)象和要求，選擇不同的BIM軟件，保證建模精細(xì)化，然后配合不同插件，實(shí)現(xiàn)不同軟件之間的信息交互。依照獲取的地表數(shù)據(jù)信息以及地質(zhì)勘測(cè)資料，結(jié)合BIM點(diǎn)云技術(shù)，以BentleyMicroStation和GeoStation專(zhuān)業(yè)模塊，進(jìn)行地表與地址模型構(gòu)建。在模型構(gòu)建中，一是地質(zhì)模型構(gòu)建，需要對(duì)已經(jīng)處理完畢的不同層級(jí)的地質(zhì)模型以及區(qū)域存在的斷層信息整合在一起，形成更加全面、更加精細(xì)的地質(zhì)模型；二是線路模型構(gòu)建，鐵路信號(hào)設(shè)備大部分是安裝在軌枕旁邊，而考慮鐵路線路本身的空間線形復(fù)雜，點(diǎn)位變化多，可以采用專(zhuān)用的Catia構(gòu)建異形軌枕BIM模型，通過(guò)主線骨架加上構(gòu)件安裝的方式，能夠完成任意復(fù)雜線形軌道結(jié)構(gòu)的三維建模工作。三是設(shè)備模型構(gòu)建，在進(jìn)行鐵路信號(hào)設(shè)備BIM模型構(gòu)建時(shí)，可以利用基于AutoCAD平臺(tái)的Inventor建模軟件，以iPart技術(shù)生成智能零件庫(kù)，如信號(hào)機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)、信標(biāo)、計(jì)軸、XB箱等常見(jiàn)信號(hào)設(shè)備，從而減輕建模工作量，提高建模效率。3.2鐵路信號(hào)設(shè)備BIM系統(tǒng)的功能模塊開(kāi)發(fā)。3.2.1可視化平臺(tái)操控及功能模塊調(diào)用。可視化管理平臺(tái)能夠?qū)⒉煌珺IM軟件構(gòu)建的模型整合在統(tǒng)一系統(tǒng)管理平臺(tái)，利用插件對(duì)不同格式的文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，方便技術(shù)人員對(duì)BIM模型數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、查看和調(diào)用。為了達(dá)到理想的顯示效果，我們可以調(diào)取掛件中“焦點(diǎn)十字”、“導(dǎo)航圖”、“狀態(tài)欄”、“顯示坐標(biāo)”等相關(guān)功能控件，準(zhǔn)確模擬操控三維場(chǎng)景。在施工項(xiàng)目質(zhì)保期或運(yùn)修維護(hù)階段，對(duì)于突發(fā)設(shè)備故障的信息采集及處理，我們可以調(diào)用平臺(tái)中的“距離測(cè)量模塊”，將故障點(diǎn)坐標(biāo)輸入BIM管理系統(tǒng)，依照已經(jīng)構(gòu)建完成的軌道線路BIM模型，精準(zhǔn)定位并快速測(cè)量應(yīng)急維護(hù)人員與故障點(diǎn)之間的距離，便捷有效的對(duì)備品備件、擬用工器具和檢修人員的調(diào)配提供籌備方案參考，幫助施工維護(hù)人員選擇最佳搶修路線，提高故障處理效率，縮短故障處理時(shí)間。3.2.2故障檢修與計(jì)劃任務(wù)模塊編排。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，我們可以借助相關(guān)模塊進(jìn)行故障篩查，如通過(guò)管理模塊先逐級(jí)確定要檢查的設(shè)備及該設(shè)備所在線路區(qū)間，管理故障信息，而借助查詢(xún)模塊可方便查找設(shè)備的安裝信息、從屬管理單位，進(jìn)一步查看檢修維護(hù)信息。計(jì)劃和任務(wù)功能模塊是BIM系統(tǒng)中非常重要的內(nèi)容，也是故障檢修作業(yè)管理的核心部分，能夠?qū)﹁F路信號(hào)設(shè)備檢修計(jì)劃進(jìn)行制定和下達(dá)，如派工單管理、維修項(xiàng)目管理、維修計(jì)劃管理、臨時(shí)任務(wù)下達(dá)等。通過(guò)計(jì)劃任務(wù)模塊的編排，可以為工作人員提供鐵路信號(hào)設(shè)備的相關(guān)信息，為故障管理和統(tǒng)計(jì)查詢(xún)工作提供切實(shí)有效的數(shù)據(jù)，并且保證對(duì)信息進(jìn)行及時(shí)更新，為設(shè)備故障的檢修維護(hù)及管理決策制定提供數(shù)據(jù)支持。3.2.3臺(tái)賬信息管理與統(tǒng)計(jì)資源查詢(xún)。臺(tái)賬管理模塊主要包括設(shè)備臺(tái)賬管理、字典管理（設(shè)備字典、器材字典）、設(shè)備器材的備品備件三大部分，其主要功能是對(duì)設(shè)備材料與相關(guān)器材的屬性、種類(lèi)和數(shù)量臺(tái)賬進(jìn)行管理，相關(guān)信息添加、修改和刪除操作可直接映射關(guān)聯(lián)到車(chē)站及區(qū)間的信號(hào)設(shè)備中。BIM系統(tǒng)中該模塊本身具備關(guān)鍵詞索引、模糊查詢(xún)等功能，并且方便查看設(shè)備三維圖像等圖片信息，可以保證查詢(xún)的快捷性、有效性和精準(zhǔn)性，節(jié)省統(tǒng)計(jì)工作量。尤其對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行排查時(shí)，結(jié)合統(tǒng)計(jì)查詢(xún)模塊功能，可精準(zhǔn)排查線路兩端接線設(shè)備的工作狀態(tài)、接線端口狀態(tài)及線路本身是否存在問(wèn)題。3.2.4數(shù)據(jù)維護(hù)模塊與視圖模塊的常規(guī)應(yīng)用。數(shù)據(jù)維護(hù)模塊包括了BIM模型關(guān)聯(lián)功能模塊、設(shè)備添加及資料信息子功能模塊等，其中的資料信息子功能模塊支持資料瀏覽、數(shù)據(jù)上傳以及分類(lèi)管理等功能，也可以通過(guò)輸入關(guān)鍵詞的方式進(jìn)行索引查詢(xún)，使得工作人員可以快速精準(zhǔn)地查找到所需信息。最后使用BIM模型關(guān)聯(lián)功能，將新添加的設(shè)備與既有平臺(tái)中的模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)其更新后的整體功能。視圖模塊包括涂層管理、設(shè)備瀏覽、屬性窗口三部分，工作人員可控制圖層顯示直接對(duì)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備對(duì)象進(jìn)行選擇。模塊可將系統(tǒng)中涉及的設(shè)備條理清晰的分層顯示出來(lái)，并準(zhǔn)確展示選定設(shè)備的屬性信息，從而實(shí)現(xiàn)供使用人員方便快捷地選擇、查找、查閱的具體功能。

4結(jié)語(yǔ)

總而言之，傳統(tǒng)鐵路信號(hào)設(shè)備在進(jìn)場(chǎng)準(zhǔn)備、施工安裝、材料周轉(zhuǎn)、設(shè)備檢修與維護(hù)管理方面存在很多問(wèn)題，影響了鐵路設(shè)備管理的效果，導(dǎo)致許多問(wèn)題和故障無(wú)法得到及時(shí)有效處理。實(shí)踐結(jié)果證明，該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用方面有著良好的效果，不過(guò)也存在一些弊端，需要技術(shù)人員在其中加入自動(dòng)報(bào)警功能和手持終端自動(dòng)錄入功能，對(duì)系統(tǒng)功能信息完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]王俊彥.基于GIS和BIM的鐵路信號(hào)設(shè)備數(shù)據(jù)管理及維護(hù)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D].蘭州：蘭州交通大學(xué)，2014.

[2]莫志剛，駱漢賓.基于BIM的地鐵信號(hào)設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2018（1）：59-63.

作者:田耕 單位:中鐵電氣化局集團(tuán)第一工程有限公司