铁路中间站的BIM三维设计

基元模型建模建立基元模型依据铁路项目不同阶段的不同需求，搭建族库与铁路站场相关专业模型间的对应关系，对铁路站场的各部分进行树形分类，分别建立基元模型，各基元模型中包括不同型号模型。将具有多种型号的基元模型作为 Revit 的族文件添加至系统中，实现中间站设计过程中的实时调用，避免重复建模。在模型库中设立接口，以支持各专业对基元模型的设计，并将模型及信息添加至相应的基元模型库中，以此实现各专业之间的

基元模型建模

建立基元模型

依据铁路项目不同阶段的不同需求，搭建族库与铁路站场相关专业模型间的对应关系，对铁路站场的各部分进行 树形分类 ，分别建立 基元模型 ，各基元模型中包括不同型号模型。将具有多种型号的基元模型作为 Revit 的 族文件 添加至系统中，实现中间站设计过程中的实时调用，避免重复建模。在模型库中设立接口，以支持各专业对基元模型的设计，并将模型及信息添加至相应的基元模型库中，以此实现各专业之间的 协同设计 。

图1 部分基元模型展示

系统主要采用 Revit 软件创建基元模型，设置可变尺寸为特征参数，实现 复操作性 。较复杂的基元模型通过 RevitAPI 二次开发创建，以 Revit 软件为开发平台，在 Visual Studio2010 编译器 C# 中编写程序，添加 RevitSDK 提供的 RevitAPI. dll 和 RevitAPIUI. dll 接口，调用库类函数编写系统程序，生成动态库，使用 RevitSDK 附加程序中的外部工具加载程序，通过读取 Access 数据库中数据以实现基元模型自动创建。

附加消息

BIM技术核心在于信息的添加及处理，除实体的三维图形信息、尺寸信息，需附加工程中用到的所有信息，因此基元模型中包含大量的信息及读取信息的接口。为了实现BIM模型的 轻量化 ，针对不同工程阶段和不同专业的需求，系统支持用户调用基元模型的不同信息。在系统中设有界面以供用户者输入信息及读取信息。

图2 生成道岔

参数化站型库与设备布置

数据库管理

创建 Access 数据库，形成中间站 标准站型库 ，数据库中包含车站、道岔、站台等信息表，为中间站各设备的布置信息。用户在设计时通过访问站型库中数据实现中间站标准站型的布置，在此基础上通过添加删除设备修改模型以满足设计要求，将修改后的数据信息反馈到数据库，形成最终设计成果，保存至设计库中，以用于项目数据资料的输出。

图3 中间站模型

布置方式

在足够的基元模型与详细的信息支撑下，以 Revit 软件为平台二次开发具有统一数据格式的中间站设计系统，保证模型与信息的通用性。

添加各设备的基元模型，并进行基元模型库管理；
创建中间站设计标准站型库，使用基元模型拼接而成，并附有基元模型信息与各设备之间的关联信息；
通过人机交互界面选择需要实现的功能，输入基本的设计信息，根据设计原则与技术标准进行平面计算，确定各设备之间的关联约束实现中间站的布置；
添加相应的约束参数和关联信息，对中间站进行参数化描述，实现各设备的协同作用，对创建完成的中间站设计可进行基元模型的修改；
采用数据库对工程数据进行管理，支持信息的互用、修改与更新，设置信息权限与安全性，可根据需求设置选择性的信息读取以实现BIM模型轻量化。

图4 中间站渲染

设计成果输出

中间站设计输出成果为 BIM模型 、 二维设计图纸 与 工程数量表 。在设计阶段系统设置接口，允许各专业完善设计和添加信息，各专业完成设计后将模型、图表提交系统进行储存，系统将完整BIM模型交付下一阶段使用。系统还需交付设计的二维图纸，平面图、纵断面图、横断面图和工程量表至下一阶段，根据中间站各基元模型的坐标信息与BIM模型，可直接生成中间站布置的 平纵横图纸 ，避免再次进行二维设计并反复修改，结合输入的布置信息、设计信息和站型库信息，分析各设备数据，推算工程量并输出表格，系统同时将各专业的详细设计信息、图表依据权限与需求提交给施工方。

图5 站房段

模型后续利用

中间站设计系统中包含客运、货运和线路等各个模块，平面布置图设有各专业的接口，通过系统预留的接口将设计结果添加至系统中，设计结果包括三维模型的创建、模型属性信息、参数信息和关联信息等的添加。需要将系统设计的成果应用于整个项目全生命周期中，包括三维模型的运用和模型中附加信息的使用。使用BIM技术进行中间站设计最直观的作用在于项目展示，除此外，将BIM模型导入至 Autodesk Navisworks 系列软件中可实现 三维漫游、碰撞检测 与 施工进度模拟。 利用系统设计成果BIM模型与信息可以实现信号系统检测、管道系统分析等各项后续功能，满足不同专业、不同阶段之间的协同作用，以实现最终的铁路BIM技术。

图6 中间站的布置

碰撞检测依据设计与施工需求，设置各联结构件之间的距离允许误差，可在进行施工前 发现设计失误 。
在 Navisworks 软件中进行设置施工时间表与进度条，可模拟施工的过程以及可能遇到的问题。
利用BIM模型的附加信息，可进行 工程量分析 与 造价概算 ，根据基元模型种类、尺寸信息可统计各构件设备的数量等信息，根据属性中附加的制造商、材质与造价信息，结合数量可计算整个工程的造价。

结构流程

系统的总体结构流程如图7所示

图7 中间站总体结构流程