韓旻志

(軌道交通工程信息化國家重點實驗室(中鐵一院),西安 710043)

1 概述

2019年的世界互聯(lián)網(wǎng)大會更加堅定了全民數(shù)據(jù)共享、萬物互聯(lián)的信心，因此社會各個經(jīng)濟實體搭建統(tǒng)一的信息化平臺成為共識[1]。BIM設(shè)計理念是信息化在工程建設(shè)領(lǐng)域的實施總綱要，以BIM為核心思想的設(shè)計系統(tǒng)不同于以往的二維CAD輔助設(shè)計系統(tǒng)，應(yīng)當突出BIM中Information的基本理念[2]。從以圖紙為基本信息單元轉(zhuǎn)變到以面向?qū)ο蠡瘜嶓w為信息單元的設(shè)計理念，同時需要融合設(shè)計習(xí)慣及標準設(shè)計流程，并基于三維圖形引擎更精確地實現(xiàn)設(shè)計成果可視化與設(shè)計聯(lián)動，從而提高設(shè)計質(zhì)量與效率[3]。

2013年中國鐵路總公司明確將BIM技術(shù)作為鐵路工程建設(shè)信息化的主要技術(shù)發(fā)展方向[4]，強調(diào)加快BIM技術(shù)推廣和應(yīng)用，切實做好建設(shè)模型向運維模型的移交和運用，也是構(gòu)建數(shù)字鐵路的必然選擇。為此，中國鐵路BIM聯(lián)盟主持研究制定了鐵路BIM標準體系框架，發(fā)布《鐵路工程信息模型數(shù)據(jù)存儲標準》《鐵路工程信息模型分類和編碼標準》[5-6]等系列標準，組織開展鐵路BIM應(yīng)用試點，推動BIM這一革命性新技術(shù)在數(shù)字鐵路建設(shè)上的深度應(yīng)用研究。

鐵路工程項目的信息化需要體現(xiàn)在立項、設(shè)計、施工、運維階段全流程?；贐IM技術(shù)，工程設(shè)計作為工程項目上游階段可以建立更加嚴格規(guī)范的共享工程數(shù)據(jù)，為工程下游階段提供數(shù)據(jù)接口，從而逐步實現(xiàn)鐵路工程全生命周期數(shù)據(jù)管理與信息化[7-8]。

2 鐵路工程設(shè)計BIM應(yīng)用現(xiàn)狀

從鐵路工程設(shè)計的應(yīng)用來說，BIM技術(shù)的三維化、可視化特性能夠有效滿足鐵路工程多專業(yè)協(xié)同設(shè)計的需求，同時實現(xiàn)自動規(guī)范性檢測以及工程量、定額等計算[9-11]。但在建模過程中存在采用間接的翻模方式、建模效率低等現(xiàn)象[12]，仍需要探索高效可行的建模模式[13-16]。

鐵路行業(yè)對BIM技術(shù)的探索仍處于初步階段且各專業(yè)發(fā)展程度參差不齊[17]。BIM在車站站房設(shè)計應(yīng)用較多，而車站站房設(shè)計僅是鐵路工程設(shè)計的一部分，大量的設(shè)計圖紙包含橋梁、隧道以及鐵路通信、信號、電力變電、接觸網(wǎng)等專業(yè)。對于鐵路其他專業(yè)，BIM設(shè)計的大量成果尚基于二維圖紙的翻模方式，設(shè)計人員根據(jù)二維設(shè)計圖紙重復(fù)繪制各種鐵路設(shè)備的三維模型，無法發(fā)揮BIM技術(shù)的各項優(yōu)勢。在“建筑工業(yè)化背景下BIM應(yīng)用障礙分析”[18]中指出，BIM設(shè)計過度精確、束縛創(chuàng)造力是阻礙BIM在工程設(shè)計行業(yè)中的應(yīng)用障礙之一。

特定的三維建模平臺不能滿足鐵路所有專業(yè)設(shè)計的需求[19]。BIM在建筑領(lǐng)域基本形成較完整的技術(shù)體系，以Revit平臺為代表，該平臺集成了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計所需的基本框架，并提供了豐富的族庫方便設(shè)計人員選用，但參數(shù)化定制建模的靈活性不足，幾何基礎(chǔ)平臺可操作性較弱。Microstation平臺提供了較基礎(chǔ)的建模平臺，在三維形態(tài)設(shè)計上給予用戶更多的靈活性，然而在專業(yè)基礎(chǔ)應(yīng)用單元的聚合程度卻不足，用戶使用過程中缺口較大，學(xué)習(xí)成本較高。Rhino[20]在異形建筑上能夠?qū)崿F(xiàn)獨特的異形結(jié)構(gòu)和參數(shù)化建模的需求，能夠彌補特殊的建模需求。同時在一些工程應(yīng)用中還需要2種甚至3種以上建模軟件的結(jié)合應(yīng)用，這導(dǎo)致在格式轉(zhuǎn)換過程中難以避免數(shù)據(jù)損失。目前，所有BIM軟件公司都不是從事鐵路行業(yè)軟件開發(fā)的軟件商，不能很好地適用于鐵路工程，必須要做鐵路行業(yè)的定制和專用模塊。

2.1 專業(yè)應(yīng)用分析

基于數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)的鐵路站場BIM自動化建模研究[21-22]中采用了標準化單體構(gòu)件模板以及設(shè)計方案數(shù)字化的方式，通過站場數(shù)字化設(shè)計成果數(shù)據(jù)庫中記錄的設(shè)備定位信息等各種設(shè)計信息，并開發(fā)站場自動建模插件來完成快速創(chuàng)建站場BIM模型。這種方式在一定程度上解決了往常BIM設(shè)計應(yīng)用的2個問題，一是要先完成標準設(shè)備構(gòu)件，再結(jié)合二維設(shè)計圖，采取手工的方式將標準設(shè)備構(gòu)件錄入三維建模軟件；二是設(shè)計方案無法實現(xiàn)數(shù)字化存儲與建模過程中重復(fù)效率低下的缺陷。

在基于Bentley平臺的鐵路橋梁BIM設(shè)計系統(tǒng)[23]中，突出了設(shè)計系統(tǒng)參數(shù)化與橋梁構(gòu)件特征化的重要性，以橋梁標準構(gòu)件庫的形式簡化橋梁設(shè)計，構(gòu)件的參數(shù)化提高了設(shè)計靈活度，設(shè)計人員通過簡明的參數(shù)配置界面即可完成大部分橋梁設(shè)計；基于BIM的三維參數(shù)化橋梁標準建模方法[24]研究引入國際IFC框架，提出BIM橋梁施工管理標準化技術(shù)模型，為橋梁標準建模提供標準數(shù)據(jù)框架；BIM技術(shù)在高速鐵路接觸網(wǎng)工程中的應(yīng)用[25]研究中以建立電氣化接觸零部件三維族庫為基礎(chǔ)，開發(fā)了腕臂理論計算插件，實現(xiàn)腕臂的可視化、參數(shù)化裝配；BIM在信號系統(tǒng)工程設(shè)計中的應(yīng)用探討提出了3階段方案，由二維圖紙逐步過渡到三維BIM模型，但仍需要借助翻模方式來實現(xiàn)BIM模型交付[26]。

2.2 BIM應(yīng)用總結(jié)

綜上所述，目前在鐵路行業(yè)不同專業(yè)BIM應(yīng)用中均強調(diào)了BIM設(shè)計中參數(shù)化的思想，極大程度上可以簡化BIM設(shè)計建模工作，而參數(shù)化的實現(xiàn)需要依賴特定的建模平臺。各專業(yè)建模平臺的選擇不能完全統(tǒng)一，并各具優(yōu)勢，對于項目整體的數(shù)字化交付不利。同時，如果僅針對設(shè)計成果實體進行參數(shù)化，BIM設(shè)計成果仍然不能完整實現(xiàn)工程設(shè)計信息化。

3 層次化思想構(gòu)建

根據(jù)EASTMAN首次提出的建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)的概念，即以三維模型為基礎(chǔ)，實現(xiàn)建設(shè)工程項目物理特性和功能特性的數(shù)字化表達[14]。BIM模型不僅僅要體現(xiàn)在三維模型，更重要的是物理特性和功能特性的表達。物理特性和功能特性需要在非三維化的設(shè)計方案中體現(xiàn)，并存在持續(xù)變動和改進的過程，而對于很多非三維化的設(shè)計方案如果強加在三維建模軟件中實現(xiàn)，能夠為用戶提供的可操作性較低，冗余學(xué)習(xí)成本增高，成為阻礙鐵路行業(yè)BIM設(shè)計應(yīng)用發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。

因此，BIM的應(yīng)用需首先厘清BIM數(shù)據(jù)的層次關(guān)系，判別三維信息與非三維信息，并針對不同工程專業(yè)的應(yīng)用需求進行合理的建模模式設(shè)計，同時在設(shè)計過程中引入設(shè)計模式的概念，通過設(shè)計模式的提煉，以層次化的方式分步實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯關(guān)系[27]，從而進一步實現(xiàn)快速建模以及數(shù)字化設(shè)計的流程管控。

以鐵路信號專業(yè)為例，鐵路信號專業(yè)根據(jù)勘測調(diào)查與資料收集的調(diào)查結(jié)果進行車站信號平面布置圖的設(shè)計，據(jù)此產(chǎn)生聯(lián)鎖表、電纜徑路圖、組合連接圖及組合排列表等數(shù)據(jù)，根據(jù)信號設(shè)備數(shù)量再進行室內(nèi)設(shè)備布置圖的設(shè)計[28]。

在BIM應(yīng)用實施中，信號專業(yè)設(shè)備需要搭載在線路、站場以及房屋建筑提供的站前模型中，以此為專業(yè)間接口檢查提供可視化解決方案。然而采取手工直接在三維BIM建模軟件中逐步放置信號設(shè)備、箱盒以及電纜，對于設(shè)計效率的提高并無效益。且信號設(shè)計更加側(cè)重邏輯關(guān)系模型而非邏輯實體，這與橋梁隧道及房建專業(yè)的設(shè)計結(jié)果以實體形態(tài)為設(shè)計標準有很大不同。信號平面布置圖在站場平面圖基礎(chǔ)上以特定的抽象方式提取出適用于信號設(shè)計的站場平面圖后，再進行信號設(shè)計內(nèi)容的疊加，這種抽象過程對于信號設(shè)計提高效率具有重要作用。因此，對于BIM“所見即所得”的特性優(yōu)勢并非能夠體現(xiàn)到鐵路信號設(shè)計全流程，而在設(shè)計聯(lián)絡(luò)階段進行專業(yè)接口審查時具有較高的應(yīng)用價值。

在鐵路信號設(shè)計實踐中，以鐵路信號室內(nèi)設(shè)計過程為例，提出基于三層架構(gòu)的數(shù)字化設(shè)計系統(tǒng)，將BIM實施路線作為解決弱三維化特性專業(yè)在BIM設(shè)計應(yīng)用中兼容問題的辦法。

三層架構(gòu)的數(shù)字化設(shè)計體系劃分數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層以及表現(xiàn)層，將三維及非三維的設(shè)計數(shù)據(jù)加以有效區(qū)分，分別形成獨立的BIM業(yè)務(wù)層級，各層級之間以服務(wù)的方式進行交互，如圖1所示。每個設(shè)計主題區(qū)分決策性數(shù)據(jù)與結(jié)果性數(shù)據(jù)，設(shè)計主題代表在二維設(shè)計中一種特定的業(yè)務(wù)圖紙，比如，通信信號設(shè)計中平面布置圖主要針對設(shè)備布設(shè)位置設(shè)計，而設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)設(shè)計在其他設(shè)計圖紙反映。通過設(shè)計主題區(qū)提煉業(yè)務(wù)方案設(shè)計模式，關(guān)注設(shè)計企業(yè)在數(shù)據(jù)存儲以及業(yè)務(wù)邏輯實現(xiàn)方面的自由度和獨立性，在三維實體呈現(xiàn)上實現(xiàn)表現(xiàn)層與業(yè)務(wù)邏輯層的隔離，并與特定三維建模軟件實現(xiàn)弱耦合性；同時兼顧國際IFC標準，設(shè)計數(shù)據(jù)導(dǎo)出為標準設(shè)計交換格式，形成完整可控的BIM設(shè)計流程及可交付的BIM數(shù)據(jù)。

由于嚴格區(qū)分決策性數(shù)據(jù)與結(jié)果性數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)流進行有效的管控，數(shù)據(jù)實現(xiàn)可追溯性，亦可實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的事務(wù)觸發(fā)。當數(shù)據(jù)源有改動時，業(yè)務(wù)邏輯關(guān)聯(lián)部分即產(chǎn)生既定的觸發(fā)行為，并根據(jù)事務(wù)層級的界定決定是否采取人工干預(yù)。

圖1 三層架構(gòu)模式

4 三層架構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計

4.1 數(shù)據(jù)層設(shè)計

數(shù)據(jù)層設(shè)計主要考慮3方面內(nèi)容，其一，為上游專業(yè)提供數(shù)據(jù)接口的存儲服務(wù)，其二，為本專業(yè)設(shè)計成果實現(xiàn)持久化存儲，其三，為三維平臺以及下游專業(yè)提供數(shù)據(jù)接口服務(wù)。同時，數(shù)據(jù)架構(gòu)的設(shè)計應(yīng)當采取與《鐵路工程實體結(jié)構(gòu)分解指南》和《鐵路工程WBS工項分解指南》兼容的模式，增加《鐵路工程信息模型數(shù)據(jù)存儲標準》和《鐵路工程信息模型分類和編碼標準》的內(nèi)容，以便于從數(shù)據(jù)層和IFC系列標準數(shù)據(jù)交換格式進行對接。設(shè)計過程中產(chǎn)生的設(shè)計數(shù)據(jù)在對象化之后附加于由存儲標準劃分的實體數(shù)據(jù)中，為每一個工程實體明確唯一標識碼，并加以引用，以此確保設(shè)計數(shù)據(jù)的分層管理。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計可以兼容結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以涵蓋信號設(shè)計中出現(xiàn)的各類數(shù)據(jù)。對于規(guī)范標準的數(shù)據(jù)可采用結(jié)構(gòu)化存儲模式，而對于說明性的內(nèi)容可借助非結(jié)構(gòu)化存儲模式。這樣，既可以保存國際IFC標準框架中缺失的設(shè)計信息，同時將設(shè)備模型構(gòu)件庫納入數(shù)據(jù)庫框架中進行管理，方便軟件統(tǒng)一靈活調(diào)用。同時需考慮數(shù)據(jù)庫并發(fā)控制，以減少數(shù)據(jù)的讀寫錯誤及數(shù)據(jù)丟失。

4.1.1 室內(nèi)信號設(shè)計數(shù)據(jù)流

信號室內(nèi)設(shè)計在鐵路信號數(shù)字設(shè)計體系中承接于車站聯(lián)鎖設(shè)計之后，需要提取聯(lián)鎖設(shè)計的輸出數(shù)據(jù)，具體流程如圖2所示。

圖2 信號設(shè)計數(shù)據(jù)流程

4.1.2 室內(nèi)信號設(shè)計數(shù)據(jù)層

將鐵路信號室內(nèi)設(shè)備自動布放軟件的數(shù)據(jù)層設(shè)計納入到鐵路信號數(shù)字設(shè)計體系整體數(shù)據(jù)層規(guī)劃中，以便于體系內(nèi)各設(shè)計軟件之間的數(shù)據(jù)對接，數(shù)據(jù)存儲內(nèi)容如圖3所示。

圖3 信號設(shè)計數(shù)據(jù)庫

4.2 業(yè)務(wù)邏輯層設(shè)計

業(yè)務(wù)邏輯層設(shè)計主要實現(xiàn)專業(yè)設(shè)計內(nèi)在邏輯算法，采用面向?qū)ο蟮姆治龇椒?，?gòu)建設(shè)計BIM輸出成果與國際IFC標準相兼容的軟件實體結(jié)構(gòu)。

業(yè)務(wù)邏輯層實現(xiàn)模式設(shè)計的理念，可提高設(shè)計效率，設(shè)計模式在積累設(shè)計數(shù)據(jù)的前提下逐步形成并內(nèi)化于算法當中。例如，以工廠模式創(chuàng)建一系列設(shè)計模板數(shù)據(jù)。

信號室內(nèi)布置軟件的業(yè)務(wù)邏輯層主要內(nèi)容包括：設(shè)備的排列算法、線槽的排列算法、相應(yīng)的經(jīng)驗算法及缺省模式算法，數(shù)據(jù)接口模塊對輸入輸出數(shù)據(jù)進行管理。

4.2.1 數(shù)據(jù)接口模塊

為實現(xiàn)從數(shù)據(jù)庫中提取上游設(shè)計成果，在進行信號室內(nèi)設(shè)備設(shè)計前，對車站聯(lián)鎖設(shè)計數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)導(dǎo)入，可同時引入事件驅(qū)動機制，快速發(fā)現(xiàn)設(shè)計數(shù)據(jù)的差錯漏碰，確保數(shù)據(jù)同步。

4.2.2 設(shè)備排列模塊

設(shè)備布列模塊提供參數(shù)化設(shè)計界面，并以缺省的設(shè)備排列模式方式進行展現(xiàn)，方便設(shè)計人員調(diào)整設(shè)備排列順序。在已有規(guī)范控制值要求的情況下，亦可由設(shè)計人員靈活掌握取值范圍。

設(shè)備排列模式需要考慮以下因素。

(1)設(shè)備排列順序，設(shè)計過程中考慮設(shè)備間連接關(guān)系的影響，部分設(shè)備需要連續(xù)擺放，以減少工程復(fù)雜度。

(2)設(shè)備間距，根據(jù)《鐵路信號設(shè)計規(guī)范》[28]及《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》[29]，信號機械室、計算機機房的設(shè)備布置間距應(yīng)該滿足以下要求：機柜(架)排與排的凈間距≥1 m；機柜(架)、控制臺與墻的凈間距，主通道≥1.2 m，次通道及盡端柜(架)≥1 m；電源屏排與排或電源屏與機柜(架)的凈間距≥1.5 m，電源屏與墻的凈間距≥1.2 m。

(3)設(shè)備對齊模式，每排設(shè)備可以選擇是否居中排列，默認采取從靠近機房門口側(cè)開始順序排列。

(4)設(shè)備自動編號，根據(jù)TB/T10058—2015《鐵路工程制圖標準》[30]，信號機械室內(nèi)設(shè)備編號應(yīng)符合下列規(guī)定：組合柜面對組合柜的正面，由近及遠、從左至右的順序進行編號，并以二位或三位數(shù)表示；電源屏及其他設(shè)備應(yīng)以代號或者代號附綴號進行編號。

軟件提供的參數(shù)化設(shè)計界面均有默認的設(shè)計模式可進行缺省設(shè)計，同時提供靈活的修改接口便于設(shè)計人員進行局部修改，從而形成完整的數(shù)字化設(shè)計結(jié)果。

4.2.3 智能對齊模塊

設(shè)備布列模塊產(chǎn)生的布置結(jié)果基本可以滿足設(shè)計要求，在特殊情況下設(shè)計人員會調(diào)整個別設(shè)備機柜的位置。在圖面上調(diào)整存在精確度不夠，重復(fù)性工作多、效率低下的問題，軟件提供智能對齊模塊，在設(shè)計人員提供大致設(shè)備調(diào)整位置后，一鍵對齊所有設(shè)備，提高排列結(jié)果的準確性，為BIM呈現(xiàn)提供準確的設(shè)備位置。

4.2.4 線槽模塊

根據(jù)設(shè)備布列模塊的布置結(jié)果，軟件提供自動配置線槽的功能，線槽的布設(shè)需要考慮上、下走線方式以及間隔距離，通過選擇線槽的布設(shè)模式，選擇上下走線、間隔距離等參數(shù)，進行自動搭接設(shè)備機柜間線槽走向。

4.2.5 排列視圖模塊

根據(jù)設(shè)備布列模塊自動計算的結(jié)果，排列視圖模塊用來展示抽取關(guān)鍵幾何信息的抽象圖形，顯示設(shè)備及線槽布列結(jié)果，方便設(shè)計人員進行設(shè)備布列設(shè)計結(jié)果調(diào)整。由于室內(nèi)排列設(shè)計在二維維度即可表達設(shè)計意圖，視圖模塊采用了輕量的二維幾何引擎進行開發(fā)設(shè)計。在表現(xiàn)層設(shè)計中設(shè)計人員僅需針對設(shè)計實體三維細節(jié)局部加以優(yōu)化，從而提高BIM設(shè)計效率。

4.3 表現(xiàn)層設(shè)計

表現(xiàn)層主要是為了體現(xiàn)設(shè)計結(jié)果，尤其是三維化的設(shè)計實體成果，由于鐵路信號專業(yè)在三維平臺上可以模擬展示實際工程場景中的實體布置狀態(tài)，故可以檢查本專業(yè)設(shè)計結(jié)果與其他專業(yè)設(shè)計成果間的接口是否滿足。表現(xiàn)層可以同時引入設(shè)計接口規(guī)則，由于業(yè)務(wù)邏輯方面的計算壓力已經(jīng)提取到業(yè)務(wù)邏輯層，將業(yè)務(wù)邏輯層與表現(xiàn)層通過數(shù)據(jù)服務(wù)的方式進行連接，減輕三維平臺的計算壓力。三維模型展示平臺的選擇具備多平臺適應(yīng)性，信號室內(nèi)設(shè)計成果獨立存儲于信號設(shè)計數(shù)據(jù)庫中，可以選擇Revit、Bentley或其他三維建模平臺。

4.3.1 數(shù)據(jù)接口模塊

表現(xiàn)層數(shù)據(jù)接口主要讀入業(yè)務(wù)邏輯層輸出的設(shè)計成果信息，主要包含設(shè)計成果實體的定位信息、屬性信息以及各類設(shè)計成果信息。設(shè)備模型庫在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中進行統(tǒng)一管理，在調(diào)用過程中可方便取用。

4.3.2 自動生成BIM模型模塊

最終形成的三維模型設(shè)計結(jié)果功能采用了適配器模式，開發(fā)不同三維建模軟件的功能接口。生成的設(shè)計模型根據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)交換規(guī)范，從數(shù)據(jù)庫自動讀取相應(yīng)的屬性信息作為成果展現(xiàn)，為設(shè)計成果審查提供信息。

4.3.3 專業(yè)接口審查模塊

在三維模型中可以實現(xiàn)鐵路不同專業(yè)間接口的規(guī)范性核查，如：①核查其他專業(yè)預(yù)留接口是否符合信號專業(yè)設(shè)備布置需求，如站場專業(yè)提供的“轉(zhuǎn)轍機基坑、預(yù)留的電纜槽、過軌槽”等；②核查存在的碰撞問題，如房建結(jié)構(gòu)物是否與信號設(shè)備有碰撞，是否滿足信號設(shè)備限界條件，與接觸網(wǎng)等其他專業(yè)設(shè)備之間距離是否滿足電氣規(guī)范要求等。審查算法可采用三維建模軟件通用的碰撞檢查模塊，通過參數(shù)定制碰撞檢查表進行逐一核查。

4.4 實例應(yīng)用

以銀西高鐵寧縣車站為例，通過鐵路信號室內(nèi)自動布設(shè)系統(tǒng)對車站室內(nèi)信號機械室、信號計算機室設(shè)備及線槽進行參數(shù)化排列設(shè)計，形成設(shè)計成果保存至數(shù)據(jù)庫，并結(jié)合在Microstation軟件平臺上開發(fā)的數(shù)據(jù)接口插件，導(dǎo)入室內(nèi)設(shè)備設(shè)計數(shù)據(jù)成果，快速生成室內(nèi)設(shè)備BIM模型。該實例完整實現(xiàn)數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、表現(xiàn)層之間的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)，通過數(shù)據(jù)層提供提入數(shù)據(jù)，通過業(yè)務(wù)邏輯層實現(xiàn)室內(nèi)設(shè)備及線槽的模式生成，通過表現(xiàn)層實現(xiàn)二維及三維圖形平臺中的模型展現(xiàn)。全流程中人工干預(yù)部分僅限于在參數(shù)化界面，全面提高建模效率。自動布設(shè)系統(tǒng)采用的業(yè)務(wù)邏輯層參數(shù)化設(shè)計界面如圖4所示，生成的三維展現(xiàn)層BIM模型局部示例如圖5所示。

圖4 信號室內(nèi)設(shè)計業(yè)務(wù)邏輯層設(shè)計界面

圖5 信號室內(nèi)設(shè)計表現(xiàn)層BIM模型自動生成實例

5 結(jié)語

通過對鐵路各專業(yè)BIM設(shè)計應(yīng)用實踐的分析與歸納，研究并探索了基于三層架構(gòu)數(shù)字設(shè)計體系的鐵路BIM設(shè)計技術(shù)路線，開發(fā)了基于三層架構(gòu)的鐵路信號室內(nèi)自動布設(shè)軟件，并進行實例驗證。研究結(jié)果表明，三層架構(gòu)體系及工程設(shè)計模式的方法對于鐵路信號BIM設(shè)計應(yīng)用具有實踐性意義，通過層次化分析與模式化提煉，實現(xiàn)鐵路信號BIM信息模型，厘清業(yè)務(wù)邏輯與BIM呈現(xiàn)之間的關(guān)系與界限，分步實現(xiàn)自動化，將人工干預(yù)部分簡化至界面操作，全面提高BIM模型設(shè)計效率及軟件設(shè)計的可用性，并最終實現(xiàn)靈活可控的完整BIM模型。三層架構(gòu)的理念及工程設(shè)計模式的設(shè)計方法可作為通用開發(fā)方法應(yīng)用于BIM應(yīng)用實踐，對于鐵路其他專業(yè)BIM應(yīng)用亦具有參考意義。