2020年12月26日，寧夏回族自治區(qū)銀川市至陜西省西安市的高速鐵路——銀西高鐵正式通車，這是國內(nèi)首條一次性建成里程最長的有砟高鐵。銀西高鐵縱貫陜甘寧，是我國“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)包頭（銀川）至?？谕ǖ赖闹匾M成部分，跨越“塞上江南”、黃土高原和關(guān)中平原。

通車當天，看著手機里的直播畫面，蘭州交通大學自動化與電氣工程學院研三學生徐凱激動地流下了淚水，“作為參與此次項目的科研人員，我很驕傲也很自豪。銀西高鐵正式通車，自己也為這項偉大的事業(yè)貢獻了一份力量?！?/p>

銀西高鐵正線長610多公里，穿越毛烏素沙漠邊緣和黃土高原，沿線地質(zhì)發(fā)育特殊，施工難度大、安全風險高。項目前期的“基礎設施”直接關(guān)系到高鐵建設的成敗，蘭州交通大學自動化學院“四電BIM工程與智能應用”研究團隊負責這一重要環(huán)節(jié)——運用“互聯(lián)網(wǎng)+BIM”技術(shù)構(gòu)建四電工程建設與施工管理平臺。

四電工程包括通信、信號、電力和電氣化工程，是站后工程的主要組成部分，也是高鐵開通運營的動力和“大腦中樞”。BIM（Building Information Modeling）技術(shù)是一種應用于工程設計、建造、管理的數(shù)據(jù)化工具，通過對建筑的數(shù)據(jù)化、信息化模型整合，在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。

目前，以BIM技術(shù)為核心，綜合運用GIS、大數(shù)據(jù)、云計算等新興信息技術(shù)實現(xiàn)鐵路工程建造智能化，已成為智能鐵路的研究熱點和主要研究方向。銀西鐵路是鐵路總公司BIM技術(shù)在站后四電工程應用的試點工程，由蘭州交通大學與銀西鐵路有限公司、鐵一院、中鐵三局共同研究制定BIM技術(shù)在四電工程施工階段系統(tǒng)性應用的技術(shù)方案。

蘭州交通大學“四電BIM工程與智能應用”研究團隊是一支由青年教授、領域?qū)＜液途哂胸S富經(jīng)驗的中青年工程師及相關(guān)方向研究生組成的集科研能力、生產(chǎn)能力和管理能力為一體的專業(yè)化團隊。該團隊成立于2006年，承擔了覆蓋我國高速鐵路、城軌交通和其他軌道交通建設及運營等多個領域的研究任務。研究團隊總體負責人、蘭州交通大學現(xiàn)代交通信息技術(shù)研究所所長鄭云水介紹，鐵路四電工程設施大多是沿鐵路沿線布設，數(shù)量多且分布廣，參建單位之間、建設階段之間、專業(yè)系統(tǒng)之間不斷交互協(xié)作，形成了大量工程接口，而各階段的專業(yè)人員在業(yè)務過程中也需要大量的信息交互。BIM技術(shù)是目前解決類似復雜工程問題的有效途徑之一，通過共享各階段模型與信息，幫助各專業(yè)快捷溝通和協(xié)調(diào)，并在統(tǒng)一標準下實現(xiàn)資源共享和高效利用，提高工程設計、建設與運維質(zhì)量。

高鐵四電的構(gòu)造是典型的線性結(jié)構(gòu)基礎設施，如何在高鐵四電建設中運用BIM技術(shù)？一般來說，一條高鐵線近千公里，平均每50公里就必須配備一個變電所、3公里設一個基站，還有箱式變電站或者中繼站都需要根據(jù)里程來建設?！斑^去，四電工程一直是依據(jù)二維平面設計圖紙來建設，技術(shù)相對滯后，返工是常態(tài)。運用BIM技術(shù)，建設期間每個安裝技術(shù)細節(jié)都會形成二維碼，施工人員用手機掃碼，按立體透視圖照做即可，一次性就能安裝到位，既降低了建設成本，提高了施工質(zhì)量和效率，確保了工程安全，又保證了安裝的精準和后期運維的信息化、標準化?！编嵲扑嬖V記者。

甜水堡牽引變電所地處甘肅慶陽的董志塬腹地，是國內(nèi)外罕見的深厚軟塑黃土地質(zhì)帶，也是該研究團隊負責的銀西鐵路330kV“首件工程”，該牽引變電所的功能是將三相的330kV高壓交流電變換為兩個單相的27.5 kV的交流電，然后向鐵路上、下行兩個方向的接觸網(wǎng)供電。“我們前期要采集大量的數(shù)據(jù)信息，匯總后再生成牽引變電所三維BIM模型，在此基礎上，添加設計、施工等單位需要的全生命周期數(shù)據(jù)，再不斷優(yōu)化和改進，最終形成完整的、與實際情況一致的建筑工程信息庫?！碧m州交通大學自動化學院副院長張振海說，簡言之，就是為每一個構(gòu)件建立隨工程進展而同步生長的數(shù)字模型，以確保工程建設全方位、全專業(yè)、全天候的安全質(zhì)量進度管控及高效智能的施工管理。

實際上，數(shù)據(jù)采集的時候，最難的并不是耗時長和戶外條件復雜，而是數(shù)據(jù)的精準，哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了偏差，都會導致工作“歸零”，在BIM建模期間，各方數(shù)據(jù)隨時也會改動和調(diào)整?！凹影嗉狱c是家常便飯，最忙的時候，連續(xù)兩周時間，基本上是從早上6點到晚上8點，采集和測量牽引變電所設備幾何數(shù)據(jù)?！编嵲扑f。

經(jīng)過兩年時間的艱苦努力，在參與銀西鐵路的過程中，該研究團隊成功研發(fā)出“四電BIM族庫建設、G網(wǎng)無線信號覆蓋模擬、線纜智能優(yōu)化”等12項BIM應用領先技術(shù)，打造了集設計、施工、運營為一體的四電工程全周期建設管理新模式，實現(xiàn)了四電工程建設技術(shù)交底可視化、綜合分析數(shù)字化、敷設線纜智能化、系統(tǒng)管理集約化和施工工藝標準化，圓滿完成了一系列任務。

目前，該研究團隊建有蘭州交通大學唯一的四電BIM工程與智能應用鐵路行業(yè)重點實驗室，也是國家鐵路局首批鐵路行業(yè)科技創(chuàng)新基地之一。15年來，研究團隊緊密對接國家需求，先后主持、參加國家、省部級及橫向項目80余項，系列研究成果為我國鐵路的智能化發(fā)展提供了重要的理論支撐及技術(shù)保障。同時，形成國內(nèi)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的BIM模型輕量化引擎，參與制定鐵路四電BIM標準規(guī)范，構(gòu)建四電工程建設與施工管理平臺，并已應用于銀西高鐵、鄭萬高鐵、京雄高鐵、青藏鐵路等全國十幾條線路上。

“我們將進一步發(fā)揮鐵路行業(yè)的優(yōu)勢與特色，打造四電BIM技術(shù)產(chǎn)學研一體化專業(yè)平臺，促進四電BIM工程領域的科研成果在軌道交通工程建設與運維中的推廣應用，培養(yǎng)和凝聚高層次BIM技術(shù)應用與創(chuàng)新人才，提高學校軌道交通四電BIM技術(shù)應用及水平，不斷擴大行業(yè)和社會影響力?！碧m州交通大學自動化學院院長陳小強說。（中國教育報—中國教育新聞網(wǎng)記者 尹曉軍）