“中國高鐵”作為當(dāng)代中國交通體系中最重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施之一，截止到2019年12月底，在一系列新建高鐵線陸續(xù)開通后，中國高速鐵路營運(yùn)總里程將達(dá)到3.5萬千米 ，占世界高鐵總里程三分之二以上 ，穩(wěn)居世界第一。

值得注意的是，隨著時(shí)代的發(fā)展我國高鐵不只在總里程上達(dá)到世界第一，高鐵建造技術(shù)也不斷邁向智能化、信息化。比如，2019年12月1日開通的鄭（州）萬（州）高鐵鄭州至襄陽段，其中的四電建設(shè)部分首次全段使用了建筑信息模型（BIM）技術(shù)，此舉在世界高鐵建設(shè)上亦是首次。中國高鐵的不斷發(fā)展，給人民生活帶來便利的同時(shí)，建造中的劣勢(shì)部分也逐漸顯現(xiàn)。

小筑注解：四電，即電力、電氣化、信號(hào)和通信，是高鐵的動(dòng)力和大腦中樞，由沿線無數(shù)變電站與信號(hào)樓串成。

中國高鐵“大腦”中樞一度滯后

2015年，就在中國高鐵建設(shè)持續(xù)高歌挺進(jìn)時(shí)，中國鐵路集團(tuán)提出了要建設(shè)信息化、智能化中國高鐵的主張。

隨后建造技術(shù)較為成熟的動(dòng)車、線下工程、站房等技術(shù)部門根據(jù)指示，先后開始加快信息智能化步伐。而在此之前，作為高鐵動(dòng)力及大腦中樞工程的四電建造（電力、電氣化、信號(hào)、通信）則一直處于以二維平面設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行建設(shè)的狀態(tài)，相比其他建造行業(yè)的技術(shù)革新，中國高鐵的四電智能化建造一度滯后，此時(shí)，引進(jìn)BIM技術(shù)迫在眉睫。

BIM即建筑信息模型，是當(dāng)代社會(huì)建筑學(xué)、工程學(xué)及土木工程的新工具,二十多年前BIM技術(shù)發(fā)端于歐美國家，其核心是整合建筑所有信息并通過建立虛擬的建筑工程三維模型，利用數(shù)字化技術(shù)，為該模型提供完整的、與實(shí)際情況一致的建筑工程信息庫。BIM技術(shù)的應(yīng)用可以提高工程項(xiàng)目的管理水平和生產(chǎn)效率，項(xiàng)目管理從溝通、協(xié)作、預(yù)控等方面都得到了極大的加強(qiáng)，各參建方之間的溝通協(xié)作進(jìn)一步加強(qiáng)。

由于BIM技術(shù)發(fā)端于建筑行業(yè)，故軟件操作命令亦能應(yīng)用到高鐵建設(shè)的土建及相關(guān)配套工程的，只要在現(xiàn)有的樓板、梁、柱、屋頂模型命令下，就可以進(jìn)行建模，非常方便。那么在高鐵四電建設(shè)中如何運(yùn)用BIM技術(shù)？高鐵四電的構(gòu)造是典型的線性結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施，但對(duì)于線性結(jié)構(gòu)的建設(shè)，當(dāng)時(shí)BIM建模的案例可以說幾乎為零，盡管難度較大，但中國高鐵建設(shè)需要盡快實(shí)現(xiàn)智能化和信息化，四電建設(shè)必須緊步跟上。

2016年，在中國鐵路集團(tuán)的大力支持下，中鐵電氣化局對(duì)推動(dòng)高鐵智能化、信息化發(fā)展的科研計(jì)劃“BIM技術(shù)在規(guī)范牽引變電設(shè)計(jì)、施工中的應(yīng)用研究”進(jìn)行立項(xiàng)，并開始研發(fā)之路。

三年建起2600余個(gè)BIM族庫文件

都知道中國地域幅員遼闊，一條高鐵線近上千公里，而高鐵運(yùn)行中，變電所平均每50公里就必須配備一個(gè)，基站三公里一個(gè)、箱變（箱式變電站）或者中繼站都需要根據(jù)里程進(jìn)行建設(shè)，為往來動(dòng)車提供牽引動(dòng)力及通信信號(hào)。

小筑注解：中繼站——是一部負(fù)責(zé)接收并轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號(hào)的電臺(tái)，它是將信號(hào)進(jìn)行再生、放大處理后，再轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)中繼站，以確保傳輸信號(hào)的質(zhì)量。

據(jù)資料顯示，高鐵建設(shè)除了基礎(chǔ)制作、金屬構(gòu)件組立、設(shè)備安裝、接地制作、電纜鋪設(shè)等，沿途的每一個(gè)變電所內(nèi)，還有各類數(shù)量動(dòng)輒以萬計(jì)的復(fù)雜構(gòu)件，這些紛繁的構(gòu)件與常用BIM技術(shù)的房建工程差異巨大，這就要求高鐵四電的智能化信息化建設(shè)只能在實(shí)際應(yīng)用中逐步探索和調(diào)整，并進(jìn)行軟件的二次開發(fā)。

建模階段，首先需要采集模型，并建立一個(gè)龐大的信息族庫，為實(shí)現(xiàn)鄭萬高鐵鄭州至襄陽段BIM技術(shù)的使用，建設(shè)團(tuán)隊(duì)需要為每一個(gè)構(gòu)件建立隨工程進(jìn)展而同步生長(zhǎng)的數(shù)字模型，在此過程中，僅一個(gè)饋線（電纜線）模型就做了5個(gè)版本，而一個(gè)饋線模型的工作量?jī)H占整個(gè)變電所BIM工程工作量的5%，而方案最終確定整整花了5個(gè)月，貫穿整個(gè)工程前期。

自建完成的族庫分為電力族庫、變電族庫和軌道交通供變電族庫，通訊、信號(hào)、接觸網(wǎng)族庫，地鐵風(fēng)水電專業(yè)也建立了族庫，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，共計(jì)2600個(gè)左右的族文件，并且這個(gè)數(shù)字還在不斷增長(zhǎng)。

跨越3年多的時(shí)間，通過日蘭高鐵、昌贛高鐵等多條在建路線的實(shí)踐反饋，BIM技術(shù)在規(guī)范牽引變電設(shè)計(jì)、施工中的應(yīng)用研究日趨完善。

補(bǔ)齊數(shù)字高鐵建設(shè)短板

2018年12月中旬，“BIM技術(shù)在規(guī)范牽引變電設(shè)計(jì)、施工中的應(yīng)用研究”課題通過專家評(píng)審，并達(dá)到了引入的目標(biāo)，而實(shí)踐中技術(shù)團(tuán)隊(duì)總結(jié)出的一套適用于電氣化施工的BIM應(yīng)用方法世界領(lǐng)先。

今年，首個(gè)變配電所在日蘭高鐵南段完成后，BIM技術(shù)開始在鄭萬高鐵四電建設(shè)中應(yīng)用。

過去的鐵路建設(shè)中，電纜頭、網(wǎng)柵、防靜電地板，鋁合金走線架……變電所內(nèi)諸多裝備的安裝僅靠二維圖紙，返工是常態(tài)，運(yùn)用BIM技術(shù)后，根據(jù)立體透視圖安裝一次到位，提高技術(shù)人員工作效率的同時(shí)，又降低了成本便利了后期的運(yùn)維。BIM技術(shù)在鄭萬高鐵中的應(yīng)用，彌補(bǔ)了中國高鐵建設(shè)中的短板問題，具有重要的示范意義，也為后續(xù)其他鐵路四電建設(shè)提供有力參考。

BIM技術(shù)產(chǎn)生于經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)波動(dòng)的上世紀(jì)，它的出現(xiàn)是為了革新老舊技術(shù)以降低生產(chǎn)成本，而中國相對(duì)其他國家，BIM技術(shù)的引入和使用都較晚，作為中國的建工人，BIM技術(shù)應(yīng)用的學(xué)習(xí)任重而道遠(yuǎn)。

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