在EOLE项目中实施BIM的好处

EOLE是一个非常复杂的铁路基础设施项目，预算高达数十亿欧元。它涉及将“RER E”铁路线路延伸到巴黎西部，其中包括56公里的重新设计轨道和42个运营项目，将在4年内投入使用。这将使近900万人受益乘客一天，每天有400辆列车在这条线路上运行。困难之处在于，工地施工是在运营期间进行的。分期也非常复杂，基础设施高度密集。

图1:从EOLE项目的全局联邦模型中提取视图。

该项目使用建筑信息模型(BIM)管理的部分长达10公里。全球模型由300个模型、13000个对象和31个子项目组成。33%的冲突是通过BIM检测到的，但这个数字并不十分准确，因为一开始，我们的模型还没有达到足够先进的阶段，不能让我们使用它检测到冲突，而且这个数字考虑到了项目开始时的冲突检测。因此，随着模型变得更加复杂，这个数字也在增加。许多公司正在为EOLE项目生产BIM模型，大约有190人直接参与生产各种学科的模型，如轨道、信号和接触网。

我们决定使用BIM方法的主要原因是要比以前更有效地识别冲突。下面的例子展示了建模信号如何对接触网设计产生重大影响。

图2:使用BIM模型检测到的信号可见性问题的例子，以及建议的解决方案。

图2显示了一个悬链线门架(蓝色部分)，它阻碍了后面(白色部分)信号的可见性。这个可见性问题是使用BIM模型检测到的，就在工地开工前三天。所以，我们重新检查了悬链线的设计研究，我们可以在第二张图中看到，为了避免掩盖两年后将安装的信号，龙门桥已经被移动了。如果我们没有及时发现这个问题，我们就会安装悬链桥，然后我们就不得不再次移动它，这将是非常昂贵的。因此，这只是我们使用该模型检测到的200多个冲突中的一个例子，这些冲突目前正在处理中。

过程呢?

为了成功地进行冲突检测和管理，事情需要结构化。我不打算详述整个过程;相反，我将把它分解成主要的步骤。

首先，我们需要确定一个共同的目标，根据选择的目标，我们开始定义模型的需求，不仅是几何建模和细节级别，还包括信息级别。在此阶段，将建立工作流，创建公共数据环境并设置规则。重要的是，每个参与项目的人都感到关心并尊重分配给他们的任务。例如，一些人将生产模型，而另一些人将检查它们以确保它们符合定义的需求。如果是，则将单独的模型添加到全局模型中，如果不是，则应进行调整。接下来，我们可以开始冲突检测。在现实中，这个过程不会以这样的线性方式发生，因为在整个项目中我们会得到新的模型。

作为EOLE项目中碰撞检测的第一次经验，我们尝试使用碰撞矩阵，但由于过程非常耗时且不够有效，所以测试结果并不确定。我们一次检测到超过6000个冲突，其中一些不是理性冲突，而是自动检测出来的。很明显，我们没有时间把它们都看一遍，这就是为什么我们想出了另一种更适合我们需求的方法。目前，每当我们收到一个新模型时，我们都会将其添加到全局模型中，考虑到后者是可靠的，并将两者碰撞在一起。通过这种方式，我们可以衡量这个新收到的模型对所有其他模型的影响。

我们决定使用BIM方法的主要原因是要比以前更有效地识别冲突。

然后，我们在一个文件中列出所有冲突，这将成为我们的主要管理工具。对于检测到的每个冲突，我们将填充有关其位置、相关规程、负责冲突的协调者的重要信息，并使用截图说明冲突。这使我们能够跟踪冲突，直到它们被解决。我们还确保跟踪建议的解决方案。该工具的优点之一是它的简单性和用户友好性。任何人都可以轻松地使用它，即使是那些没有接受过使用特定模型分析软件培训的人。

在铁路工程领域，信号的可见性是一个重要而根本的问题。在EOLE项目中这样一个丰富而复杂的环境中，信号很容易被其他元素掩盖。这就是为什么在现场实施它们之前确保它们是可见的是非常重要的安全方面。

在EOLE项目中，我们使用了三种不同的方法来分析信号的可见性:静态视图、动态方法和可见性锥。我不打算详述第一个问题，因为它只是将我们自己置于全局模型的一个随机位置，并分析我们所能看到的。

动态方法包括创建一个模拟列车司机在接近信号时所能看到的东西(司机通常需要在距离信号100米、200米或300米的前方清楚地看到信号，这取决于列车的速度)。利用这种方法，我们可以进行虚拟和预期的现场参观，这在铁路工程领域是革命性的。

图3:能见度锥体:一个虚构的3D模型，表示驾驶员视野中需要明确的特定区域。

第三种方法是数学和客观的方法。它由创建一个虚拟的3D对象组成，该对象表示需要明确的驾驶员视野的特定区域。使用这个对象，我们可以进行冲突检测，以查看其他元素在哪里干扰了该区域。我们创造了和我们所拥有的不同类型的信号一样多的可视视锥。

要创建它们，我们需要考虑以下设置:

• 火车的速度，这让我们知道信号需要在前方100米，200米或300米可见)
• 轨道的轴，它提供了关于定位的额外指示
• 驾驶员的眼线，它提供了关于高度的额外指示(它与坐或站的位置直接相关)
• 信号的形状，因为我们需要在它的中心整合一个可见圆。

这些设置对于动态方法也很有用。

在本文的开头，我解释了我们如何在EOLE项目的设计阶段使用BIM。一开始，我们从一个主要用例开始，那就是冲突检测，但随着BIM给我们的开放性，我们结束了几个次要用例，这使得BIM在EOLE项目中取得了巨大的成功。现在我们也在现场使用BIM和增强现实，我们试图在设计阶段找到增强现实的互补用途。

图4:现有环境与未来轨迹和接触网的叠加(从增强现实工具提取的视图)。

我们试图做的是使方法适用于所有的参与者，因为在项目中工作的每个实体都有不同的问题和需求。

拥有一个单一的全局模型，它定期更新，包括所有内部生成的模型和那些外包的模型，使我们能够更容易更早地识别冲突，使我们能够更早地开始调整。因此，BIM使我们的研究更加可靠。我们节省了时间和金钱，特别是在信号方面，BIM已经成为EOLE项目过程中必不可少的一部分。

在EOLE项目中采用的方法已经取得了非常好的效果，这为在各种项目中使用BIM提供了新的动力SNCF网格。成功的关键是根据项目的需求和预算调整BIM方法。