简介： 京张高铁项目作为国家规划实施的重点建设项目，是“八纵 八横”京兰通道的东段，同时也是 2022 年北京——张家口 冬奥会的重点配套交通基础设施。本次京张高铁全线 BIM 项目的工作范围是： 北京至张家口铁路正线， 全长170.769km，共有 71 段路基，64 座桥梁，10 座隧道，10 座车站。从 2014 年到 2019 年，历时五年完工。
助力成就通向 2022 冬奥会的中国第一条智能高铁，节省了大约 3 个月的设计时间。
未来中国第一条智能运营的高铁
京张高铁项目作为国家规划实施的重点建设项目，是“八纵 八横”京兰通道的东段，同时也是 2022 年北京——张家口 冬奥会的重点配套交通基础设施。本次京张高铁全线 BIM 项目的工作范围是： 北京至张家口铁路正线， 全长170.769km，共有 71 段路基，64 座桥梁，10 座隧道，10 座车站。从 2014 年到 2019 年，历时五年完工。
京张高铁具有深厚的历史底蕴。中国铁路之父詹天佑先生主持修建的京张铁路是中国人自己设计的第一条铁路； 2019 年京张高铁开通运营后，将成为世界上第一条智能运营的高铁线路。
中铁工程设计咨询集团有限公司（简称“中铁设计”） 承担了京张高铁项目的总体设计和 BIM 总体任务。这是一家集工程规划、勘察、设计、咨询、总承包、监理、产品和科研开发于一体的特大型综合勘察设计咨询企业， 始终注重科技创新，持有有效专利 202 项，所承担项目中 获国家级奖 139 项。2018 年 10 月，中铁设计在伦敦召开 的纵览基础设施 2018 大会上向国际专家和评委展现了京张高铁 BIM 项目，并以“推进轨道交通领域协同数字 工作流”夺得工程界“奥斯卡”光辉大奖赛特别荣誉奖。
以全专业全生命周期 BIM 解决方案设计复杂的高铁系统
接手京张高铁项目，中铁设计深刻认识到使命光荣，任务艰巨。这条线路不仅要经过高寒、大风沙等复杂的外部 环境，还需要攻克八达岭长城站等“一桥两站三隧”重难点工程。例如八达岭长城站建设在深达 102 米的地下，创造了许多世界之最：世界上规模最大的暗挖地下车站；国内最复杂的暗挖洞群车站；国内旅客提升高度最大的高铁地下站；国内单拱跨度最大的暗挖铁路隧道。
对于如此复杂的项目，设计建设所参与专业包含线路、轨道、地质、桥梁、隧道、变电、通信、防灾、暖通、环保等 23 个主要专业，专业间协调难度大。
针对京张高铁线路长、工程复杂、工程量大、涉及专业 非常多等特点，中铁设计选择了以综合性能力见长的Bentley BIM 解决方案，打造智能京张、人文京张、绿色京张。
l 选择 Bentley BIM 解决方案
中铁设计项目团队通过利用 ProjectWise、MicroStation、 OpenRail Designer、AECOsim Building Designer、LumenRT 等一系列 Bentley 软件完成了 BIM 项目从工作环境搭建、全专业协同设计工作开展、模型审核、装配、成果精细化管理及交付等一系列工作。
其中包括在 MicroStation CONNECT 版本平台上研发基于 中铁设计自身编码体系的全专业构件库管理模块，并利用参数化等技术实现专业模型的快速建立，大大提高了建模效率和模型质量；利用 LumenRT 进行场景动画展示，并以 ProjectWise 为基础搭建了 BIM 协同设计和管理平台，实现了各专业、各参与方、各阶段设计数据与模型的高效协同。借助三维设计，统计出了比二维设计更加精准的道路工程量，优于传统简单公式算法，能有效指导多个方案的工程量比较并利于直观向建设方展示。
l 标准化流程确保专业设计与施工
中铁设计通过为京张高铁制定标准流程来驱动信息交互，开展设计工作。制定语义标准对模型构件进行了编码描述。利用工程实体数据库中的结构化数据基础，对设计成果进行精细化管理。为了实现这一创新方法，中铁设计在铁路 BIM 标准的基础上结合需求定制了底层的流程标准、语义标准和数据标准。同时，利用这几类标准 作为基础，也可以高效地完成专业间的协同工作管理， 做到互提资料及时完整，传递数据简洁高效，设计模型快速生成等。同时，高速铁路设计规范在 Bentley 系列 专业软件中的固化，确保设计工作开展的标准化。
l 全面协同实现精细化管理
面对 23 个专业的参与，协同管理至关重要。 Bentley 面向工程项目全生命周期的解决方案，为本项目的顺利实施提供了强有力的技术支持。
中铁设计通过 ProjectWise 协同管理平台帮助项目团队在同一环境、同一标准下开展了各阶段专业间及专业内的协同工作。得益于 Bentley 产品系列中底层数据结构的统一及强大的应用拓展能力，通过 ProjectWise 工作空间托管的功能，将各专业建立的符号库、线性库、特征库、材质库等协同资源进行统一集中管理，确保了各阶段各类型数据交互的深度和效率，方便快捷的建立了专业间的关联性。
中铁设计以 BIM 创新应用取得卓越成效
中铁设计管理者以前瞻的眼光、科学的决策致力推动 BIM 解决方案在京张高铁的创新应用，并通过组织保障、二次开发等手段确保了项目的成功。
l 以“一把手工程”保障项目实施
具有前瞻视野的企业领导来推动是这个项目成功的关键。中铁设计党委书记、董事长李寿兵亲自进行战略部署，组织召开动员会，王洪宇总经理亲自督导过问，专门安排主管生产的副总经理蒋伟平来具体抓。同时，一个多能力融合的、吃苦耐劳的内部团队发挥了至关重要的作用。
中铁设计为京张高铁 BIM 项目构建了 BIM 中心、项目部和研发团队的三合一架构。项目部及研发团队能坚定不移地贯彻 BIM 中心传达集团的 BIM 战略方针及技术路线。同时项目部在遇到问题时，BIM 中心和研发团队也能及时的给予项目部充分的政策及技术支持。
l 充分发挥技术优势并辅以二次开发带来卓越成效
面对铁路 BIM 标准尚不完善的情况，中铁设计积极发挥Bentley BIM 综合解决方案的技术优势，并通过二次开发，较好的适应了各种本土化标准的要求，成就了京张高铁的BIM 应用和项目建设。
各专业通过对既有软件的深度学习，并结合专业知识，通过软件标准定制及二次开发等手段，大大提高了工作效率。例如，地质专业结合 MicroStation，通过对软件的二次开发，实现工作效率提高 5 倍以上，使得设计时间缩短了1000 人工天。桥梁布跨二次开发插件，工作效率提高 5 倍，设计时间缩短 800 人工天。
本项目主要采用了 ProjectWise 软件进行三维协同设计工作，在平台上进行六个层级全专业工作分解，采用分级组装的方法进行段落总装，从而分别从模型创建、模型总装、模型审核、设计检查、设计修改、方案确定、成果交付等方面节省了大约3个月的设计时间。
