铁路BIM技术应用研究尚处于起步阶段，在政策层面和技术层面均存在困难，需要在研究应用中逐步解决，其应用整体环境见图1。

政策层面： 没有开展BIM设计和应用取费依据与标准，也没有支持BIM应用的招投标政策。

(1)缺技术标准。试点开始的2014年底，信息语义标准铁路IFD1.0即将发布，信息存储标准铁路IFC1.0刚开始编制，信息传递标准铁路IDM1.0的制定工作尚未启动。设计是BIM技术应用的源头，设计中如果没有遵循统一的标准，BIM的信息就不能规范添加，在项目全生命周期所有相关方之间互通信息的BIM核心理念就不能实现。

(2)缺明确的应用价值点，影响铁路建设各方BIM应用的积极性和针对性。铁路行业BIM技术应用探索不多，设计阶段公认的价值点主要体现在管线碰撞检查等层面，施工阶段主要探索了将设计数据传输给施工机械开展路基压实等，而运维阶段实质性应用探索更少，缺乏示范效应。

(3)缺专业软件工具。市场上的主流BIM软件均未满足铁路工程多专业BIM协同设的需求，需要去试验、挖掘、开发。

鉴于以上环境，铁三院积极响应总公司指示，成立BIM研发项目部集中多专业联合攻关，确定京沈客专“系统性规划、高起点起步、全产业应用”的总体指导思想。

一是系统规划，分步实施。

二是 精选平台，高点起步。选择的平台和软件要基因优质，成熟开放，支持统一的网络数据库，支持铁路BIM标准的实施。

三是 需求牵引，价值导向。深入挖掘设计、施工、运维阶段的不同应用价值点，逐步实现BIM价值。

四是 自顶向下，逻辑分明。BIM设计项目组织要先整体再局部，即自顶向下的设计理念，模型之间关联约束要结构清晰，逻辑分明。

五是 标准验证，试点完善。依托BIM试点项目，积极应用验证铁路BIM联盟编制的BIM技术标准，标准制定与研究应用同步开展，相互促进。

以半年为周期分4个阶段，提出近2～3年的BIM研究应用阶段目标、措施和考核指标。

第1阶段： 选择适合于多专业协同设计的主平台，建立站前专业BIM几何模型，初步探索设计阶段的BIM应用。

第2阶段： 试验验证BIM技术标准，实现BIM模型非几何信息的添加，站后专业建立BIM几何模型，深化设计阶段的应用，配合施工单位开展施工阶段的应用探索。

第3阶段： 着手专业BIM工作的二次开发，形成一定的BIM设计能力，配合施工单位深化施工阶段的应用。

第4阶段： 深化二次开发，逐步实现设计图表的输出，在设计、施工中应用BIM技术。

在统一软件环境下建立测绘、地质、线路、轨道、路基、桥梁、隧道等8个专业成段落BIM模型，建立6.44km试点站前工程整体模型(见图2)，验证了设计的系统性，为施工阶段BIM应用创造条件。

建立8个专业、85类、5600个构件模型，创立了专业模板库(见图3)。

以树状结构进行工程分解，首先将铁路工程按路基、桥梁、隧道等工点进行分段，再将工点按照工程结构关系及管理需要逐级细分，各专业在该结构树统领下开展设计，试点工程分解见图4。

依据工程结构树进行工作任务分解，在协同管理平台上分级派发任务，并进行设计全过程管理，分任务列表和任务执行状态2个维度，其分解管理截图见图5。

实施骨架驱动设计策略，以线路空间线位等定位元素为骨架，模型在骨架上搭建，设计案例见图6。各项工作以同一数据库承载，保证了多专业设计的实时协同。

制定了实施标准，从设计资源、行为、交付3个方面进行规范化、标准化。明确了院总、总体、专业负责人及设计者的职责和权限，制定了协同设计工作流程，确定了BIM模型的精细度(标准架构见图7)。

传统模式下，路基、排水设计、隧道洞口比选均采用断面法，设计信息描述不够精确，BIM技术克服这些缺点，提供了更好的设计手段。图8为李家梁隧道洞口位置选择及边仰坡排水三维设计图，设计基于高精度地形曲面，实现路基连续三维设计，路基模型与地形曲面紧密结合，保证工程设计的准确性；实现排水平、纵协同三维设计，保证排水设计系统性；实现三维场景中隧道洞口的快速比选，洞口覆土、边仰坡、落石危险区等一目了然，保证洞口设计安全、经济。