轨道交通BIM方案建议书

轨道交通行业BIM方案建议书

VI.0

Fl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

23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............................................78

3.3.5.接触网...........................................................98

3.4.协同设计..............................................................101

3.5.数据接口及扩展性......................................................110

4、建造阶段解决方案..........................................................112

50运维阶段解决方案............................................................117

附录A:拉林线试点项目实施大纲.................................................126

L概况

1.1.BIM国内外现状

建筑信息模型BIM(BuildingInformationModeling)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SpatialValidation,

FacilityManagement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%O2011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。

您是否曾经在项目中

哪些项目参与方使用了B1M?使用过BIM?

图1BIM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”o

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。

13.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。

•节省时间和懵力

•援高质量和对资产的认知程度

­由低风睑

I

第二，从企业运萱层面看，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

导入期拉林线试点（实施大1通过铁总B1M标准的验站前各专业人员为主，以

（6个纲参见附件A）证，成为样板案例ProjectWise协同平台和

月）Bentley建模软件为工具，跨

2.初步确定开发需求

世纪、Bentley技术辅导（需

要合同支持）

站前专业BIM三维协1.BIM生产效率达到预期目以专题方式和各专业确定

同设计生产试点标；BIM生产制度和流程

2.明确BIM在生产中的价

值点，确定开发主方向

开发试BIM应用开发立项和1.符合铁总BIM工程管理自主开发+开发外包（跨世

用期（1实施平台的要求；纪）oBentley提供BND支

年）持（如获批准，可在dgndb

2提高专业人员的工作效

上做相关技术支持）

率，明确价值点

BIM标准、流程和制实现统一的项目工作环境BIM团队主导

度编制设置、细度标准、数据管理

制度等

应用优BIM应用方案汇报获得院领导支持BIM团队

化期（3

BIM相关专业培训推BIM生产占到50%或更高各专业单位

年）

广和新专业扩展

BIM咨询项目创造BIM收益BIM团队

2.解决方案总体架构

2.1.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推进来说具有重要意义。企业的设计

标准化是包括轨道交通行业在内的所有设计企业的发展趋势C

具有易用性和普及性的解决方案

三维协同设计将成为轨道交通行业设计的一种常态。任何一个轨道交通工程

项目，所牵涉的设计人员无论在专业上和人数上都是众多的，这就需要三维协同

解决方案要具有良好的可操作性、易学易用，而且在成本上也能够大量配置。同

时，易学易用的特性也是实现快速部署，并在短时间内形成生产力的必要条件之

O

支持工程项目各阶段的解决方案

不仅要在设计领域实现三维协同设计，更重要的是要实现工程项目全生命周

期内的管理，支持工程项目全生命周期的BIM技术是未来发展的必然趋势，因

此，面向轨道交通行业的解决方案应该是完整的BIM解决方案。从规划到设计、

施工到运营维护都应该有相应的产品提供支持，并且支持各阶段的软件产品之间

的信息应该能够相互兼容、相互流转。信息的可管理性及信息的移动化是解决方

案要考虑的核心问题。

2.2.解决方案整体架构

Bentley公司作为一家在工程领域历史悠久的软件供应商和服务商，其产品

在技术特点和发展理念上有许多地方都与轨道交通行业的工前需求不谋而合。

Bentley公司的产品在产品线的数据兼容能力、专业覆盖的完整性、项目管理与

协同工作以及企业标准化、一体化等方面都具有明显的优势C

Bentley面向轨道交通行业的解决方案总体构架如下：

基于以上总体框架，可以实施中铁二院特色的BIM架构。比如，从项目状态进行

管理。

BentleyBIM解决方案旨在建立工程行业的工程数据管理平台，在设计建造完成

后，通过数字化移交的过程将项目信息的管理，转移到资产信息的管理的阶段。

项目信息管理资产信息管理

模拟（设计）&施工（建造）（操作&运维）

工程数据管理平台

从软件的应用层次，Bentley软件架构分为了三个层次：信息模型发布及浏览，工

程数据创建与管理，专业的应用工具集，如下图所示：

总

场

安

结

点

实

参

动

空

建

建

结

能

碰

建

结

建

图

云

构

景

间

筑

撞

地

装

数

态

筑

筑

构

耗

场

构

检

工

分

建

规

设

设

管

迸

历

化

筑

水

详

模

地

查

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模

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专业应用工具-uudO

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工程内容创建平LU4

^icroStation（2D/3Df化图形应用平台,EC,项目工

台及项目环境

ProiectWiseDesignintegration

（协同设计食理环境，非结构化敌堡理/义欧系迹/版本笆理/垃目标准球就笆甲）

工程数据管理平台

ProjectWiseECM

（面向对象的工程数据库,任务首理/金绷褐懈!理/信息关系能财供烧史笆理/沆程引茸）

信息模型发布及浏矍Navigator-模型浏览审查工具

移动应用

i-model--各专业模型/信息发布工具

Bentley软件产品架构

需要注意的是，在全生命周期中，同一个产品在不同的阶段具有不同的用处。如

下图所示。

设计建造运营

；府MfeeGeospatoiMenogenert

3

业主BengNaig的

BerdeyFacittesBenueyFauftes

BertieyMapBentleyMap

BcfltteyAtcrtCoai'Coppcf

ftqectWteeBynameRot

建造商BenfeyKas*gaxr

如"Mtertwa5r*

BeMeySchedjteS^eky

AECOsmBilkingOesgner

BertfeyR?werRcbar

ProSrjaufes

CcraructSm

Bee知Nm^ator

设计者cBenfleyHerfweftceManager

BeMg/Facihee

Ben婚八年

/AM

Fiber/Coax/Copper

GEOPAK/lnRoalBZfingbiMfeigSM

1S2

GewaswCcrTponers

SitAECO9mBMMr©OeBywapeedkofi

二・KturalSystem

分析

AECtofnEwuySr^ucx，HewompSrn/aKr

AECOamComgcgManager

Bentley产品在全生命周期的应用

从上图可以看到，软件产品在全生命周期中相互协作。在设计阶段，Bentley有一

系列的软件产品来满足轨道交通行业不同行业的需求。到了施工建筑阶段，它用来对

设计的模型进行加工制作，以满足施工模型的需求，到了运维阶段，同样需要这些三

维信息模型操作工具来对模型进行维护管理。

这样软件产品的组合是为了满足面对前面所说的需求，迎接BIM工作模式的挑

战。所以，BentleyBIM解决方案的定位和价值就是为了满足这些需求，具体表现为：

多专业协同工作

・AECOsimBD建筑系列

・ProStructural结构加工级模型

•PowerCivil场地、道路，

•BentleygINT测绘资料采集及处理

•BentleyMap地理规划

・Navigator设计校审与模拟

•Generative计算级的分析系统

协同的设计环境

•专业协同，内容协同，流程协同

•基于局域网和互联网的舒署方式

•工作内容的分级授权与管理

•工作标准的统一控制与流程管理

•版本控制与内容管理

集成的设计环境

•设计优化与分析

•模型建立与图纸输出；

•工程设计与媒体表现

•设计分析详图一体化

•绿色建筑与节能

面向全生命周期的管理

•基于全生命周期的内容创建；

•施工工作包管理

•开放的数据模型

2.3匹配度分析

针对于中铁二院的应用需求和实施架构，Bentley公司提供的基于BIM技术的轨道

交通工程行业解决方案，无论是从主体架构、系统总体逻辑架构已经具体的软件功能

模块划分，都符合中铁二院BIM系统的总体规划。

BIM解决方案总体架构是基于全生命周期的，由一个主体架构和三个应用架构组

成。主体架构从业务扩展的层次定位于设计、建造、运营三个不同的阶段。三个应用

架构也是从三个阶段的应用层次来详细展开。通过BIM信息模型贯穿始终。

整体架构匹配

工程项目的成功始于设计，三维设计是支持工程项目全生命周期管理的有效信息

创建技术，代表设计技术未来趋势；只有借助协同管理技术，才能实现多地域、多专

业、多方参与综合项目的高效工程信息共享和协同工作；通过资产管理技术，可以对

数字资产进行有效管理和开展集成应用，实现高效运营；信息移动化助力项目团队在

整个基础设施的生命周期内无论使用何种文件格式或者设备，均可通过一种安全受控

的方式共享模型内的工程信息，实现信息移动的价值。由此可见，三维设计、协同管

理、资产管理与信息移动化，是全生命周期管理的技术四剑客。Bentley公司面向这四

项关键技术都提供了核心支撑产品，具体如下：

MicroStation-三维信息建模(BIM)平台

ProjectWise-工程项目内容管理及协同设计平台

AssetWise-资产管理及运维支撑平台

i-model-信息模型载体

在这些技术平台的基础上，Bentley面向土木、建筑、工厂、地理四大基础设施领

域都提供了一系列专业设计产品和解决方案，具体方案如下图：

ArchitectureHaestadMethodsPowerCivilConstructSimeB

AutoPIPEHammerpromiseeExpertDesigner

AutoPLANTHevacompRAMOnSite

AXSYSInRuudsRMBridge

CADScriptLeapBridgeSewerGEMSFacilities

LroLoncreie

DescartesMapspeedikonLifecycleServer

DESIGN++MXSTAAD

Optram

GCOpenPlantStormCADProsteel

GEOPAKPlantSpaceSubStationsisNET

gINTPowerBridgeWaterGEMSRebarSUPERLOAD

Model)

and

>规划>设计

>运维

Bentley将BIM概念从建设阶段延伸到运维阶段，认为BIM应该支持工程的全生命

周期，BIM的最终受益者将是业主和运营商。因此，我们在前期考虑使用BIM进行规划

设计时，一定要考虑后续的资产管理和运维，通过BIM的应用，建立数字化、智能化

的基础设施才是我们最终的目标。

BentleyBIM解决方案通过开放的数据结构，可扩展的功能模块以及对全生命周期

需求的综合考量，将设计、建造、运维三个不同阶段融合在一起，采用统一的数据标

准进行数据的建立、交流和应用。这就保证了数据的唯一有效行，为多种应用打下良

好的基础。

设计阶段应用架构匹配

首先Bentley具有齐全的专业模块，可以满足各个环节的功能，同时具有专业之

间交流的数据模块，利用通过ISM技术来控制结构建模、分析、详图的•体化。

这些专业设计模块，无论是AECOsimBD还是ProStructural,以及场地模块

PowerCivil都是建立在MicroStation的基础上的。同时，提供了底层统一的底层数据

结构ECFramework,这样做就可以实现不仅仅是模型的兼容，而是信息模型的兼容。「

Model技术其实就是这种底层数据结构的应用，各个模块通过i-Model进行数据综合，

同时Bentley提供了很多的第三方插件，可以让你将PKPM,Revit等信息模型，融入

到Bentley的体系里。

同时为了协调各个专业的协同工作，满足协同的工作模式，B