随着我国铁路的高速发展，大批铁路工程建设项目正在进行。因铁路项目具有投资大、工期长、技术复杂等特点，对设计质量提出很高要求。传统的CAD二维设计仅关注项目中的某一阶段或某一方面[7]，易导致某阶段各专业间或不同阶段间各参与方信息难以共享、传递，容易形成信息孤岛，无法满足复杂铁路项目的设计要求，而BIM技术注重的是项目整体进程，可实现多方协同设计与作业，保证信息的及时传递，大大降低返工次数，提高工作效率、节约成本，目前已得到国内各铁路相关单位重视。

建筑业BIM应用日趋成熟，但铁路行业BIM应用尚处于初级阶段[8]，远未发挥BIM在全生命周期中的工程价值，尽管已取得部分成果，但仍应注意以下几个关键点。

3.1与GIS的结合

地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种特定的空间信息系统，能查询和分析建筑物所处的地理相关环境信息，对环境进行预测与模拟[9]。与其他建筑物相比，铁路是一种线状结构，地理空间跨度大，在选线时GIS能提供铁路设计所需的数据以便进行决策分析，确定最合理的走线方案，并通过三维形式展现出来。选线确定后，GIS技术可以对工点内环境进行预测与分析，如确定工点存放临时设备的最优位置、工点内危险区域，跟踪监测建筑材料如何通过供应链等。

BIM注重项目本身“内环境”，GIS则负责项目周围“外环境”，两者结合可以为工程设计与施工发挥更大作用。此外，铁路工程建设涉及多个专业，通过GIS可以将各专业BIM模型整合并表现出来，实现全线路的BIM展示。

3.2综合管线碰撞检测

综合管线是车辆基地的专项设计内容，其涉及专业广且信息繁杂，最能体现工程的经济性与质量水平。一直以来，车辆基地内系统众多且复杂，机电管线更是异常庞杂，传统二维管线综合设计中水暖电3个专业分别独立进行，各专业内图纸又会分为若干张，检查管线排放的差错漏碰问题往往比设计更花费时间和精力，同时二维图纸表达不够直观、系统，图纸内很多问题难以发现，从而为工程埋下隐患。

将BIM技术应用于管线综合，可以在设计时通过三维模型直观表述设计意愿，初期可通过观察发现碰撞问题，后期可通过碰撞检测软件检查，如用Navisworks进行全面检测并生成报告，可清楚表达所有碰撞问题，以便快速调整修改，避免了后期设计过程中出现大量的调整和返工。

3.3站场运营管理

站场是铁路工程建设的节点，也是铁路客货服务运营管理的中心。基于BIM技术的三维模型，在建模初期就集成了非几何属性信息。BIM模型在设计、施工阶段录入的站场设备信息，如设备型号、管理单位、维修周期与内容等，为后续运营维护提供了数据支持，显著提高了运营管理阶段对前期工程信息的利用率。

此外，BIM模型通过结合互联网技术可及时发送、传递信息，帮助管理人员办理客、货运业务，管理列车接发、会让等。相比传统二维设计与运营管理阶段的割裂，BIM为站场检修设备及管理等提供了有力的信息支持，充分发挥了BIM中"I”的优势。

3.4协同设计与作业（图2）铁路工程建设涉及专业多达二十几个，站前专业如线路、站场、桥梁、路基等，站后专业如暖通、给排水、机械、电力等专业[10-11]，每个专业内或不同专业间都要密切配合与协作，确保信息沟通顺畅、准确。传统的二维设计抽象复杂，多专业图面零乱繁杂，很难直观表述模型的设计意图，特别是工程进行时因图纸差错导致的返工，单专业错误可能导致其他专业的图纸变更，大幅增加了设计工作量，严重影响工程进度，甚至增加项目成本。

图2基于BIM技术的协同设计与作业

应用BIM技术能够使各专业协同设计与作业，在设计初期及时沟通，进行模型汇总整合，及时修正错误，确保设计信息及时准确的呈现，将传统方式下项目后期出现的问题提前解决。完善的BIM模型可最大限度降低图纸变更带来的损失，从根本上减少因此而产生的人力、物力的浪费。

3.5项目各阶段的衔接

铁路工程项目要经历立项、设计、施工、运营几个阶段[12]，以二维图纸表述的建筑设计，使项目各阶段内无法及时更新图纸信息，为其他参与方提供准确数据。在项目工程进行中，每一方设计变更都会导致另一方在相应文件中做出调整，一旦出现修正不及时，都会使工期延长，传统方法建造过程中，设计、施工单位的隔离与信息闭塞，使双方沟通困难，让设计方案无法按时施工或出现错误。

BIM模型弥补了铁路项目每个阶段各参与方可能存在的问题，通过项目在各阶段的信息共享，使各方更紧密的合作。BIM将设计、施工和运营知识结合在一起，顺畅衔接并共同服务于项目，打破传统企业间的壁垒。

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