BIM设计在铁路行业做了很多有益的尝试，但实践表明，现有的软件功能和资源不足以支撑BIM技术在铁路行业的大规模推广。与二维设计相比，BIM设计的优势并没有显现出来，主要体现在BIM设计协同能力差，BIM设计资源难以有效利用和共享。本文研究了BIM设计中的协同工作流程和构件资源共享问题，提出了BIM设计协同方法、BIM模型构件库等解决方案，系统化、标准化了铁路工程BIM设计方法，为后续铁路BIM设计提供了参考思路。
当前设计流程。
铁路建设项目的设计过程一般分为项目前期、项目实施、项目调试三个阶段，可细分为规划研究、预可行性研究、初步试验、可行性研究、**终试验、初步设计、补充试验、施工图设计、配合施工、竣工验收和项目竣工销售编号等11个环节。
铁路工程设计是多学科协同设计，站前**:测绘、地质、路基、线路、站场、轨道、桥梁、隧道等。站后**:供电、建筑、工程经济、给排水、机械车辆等。站前站后，各**在项目实施阶段从定测环节到施工图设计环节协同工作，开展数据互呈、审核签字、数据共享等工作。
目前，铁路设计工作有任务分解与分配、任务执行、设计文件提交等管理流程。他们大多通过会议的方式，在重要的时间节点面对面地制定和发布任务分解和执行进度计划。项目团队使用通信软件实时交流任务执行进度并在线提交设计文档。在实际管理中，这种管理方式容易造成任务分解版本不一致，提交的设计文档版本管理工作量大，难以实时掌握任务执行进度。
BIM模式下的设计任务管理。
任务是由多个单位或人员为了实现一个共同目标而需要有序或同时完成的一系列标准化任务组成的。过程管理是用于提高这些过程任务的组织和执行效率的系统方法。在BIM模式下，设计数据和文件存储在平台服务器中，数据和文件通过一个完整的BIM进行组织和关联，便于设计文件版本的统一管理和控制。各**的设计师在平台上协同工作，执行设计任务。
项目总体负责人在平台上创建和分配设计任务，设计人员在平台上查看要执行的任务，将平台中设计文件的链接添加到任务中，填写任务执行进度。当**设计人员更新提交本**的BIM时，基于同一平台的其他**设计人员可以收到**的模型更新内容并及时响应，避免了因沟通不畅导致的BIM偏差、错漏或版本不一致。
设计任务管理、任务执行、进度报告和设计文件提交、人员管理的分解和分配都在一个统一的平台上，为设计项目的所有参与者提供了有效的协同模式，有助于提高设计任务管理的效率。
BIM构件库
实现BIM设计协同的另一个关键问题是BIM资源共享，在资源共享的前提下建立统一的BIM构件库。设计单元根据标准创建一些通用组件，并上传到组件库中。构件库对标准构件进行审核、分类、归档和维护，然后发布提供给设计单位使用，使BIM设计资源得到有效传播和复用，提高BIM设计标准化水平。为了保证设计资源的正常流通和使用，BIM构件库需要建立完善的管理和保障机制。
BIM库的特点。
BIM库是BIM标准组件的有序集合，应具有以下特征:
(BIM构件要建立统一的入库标准，主要是规范构件的文件格式和属性数据，入库前对构件进行检查。
(2)铁路工程BIM构件分为不同的**，根据用途可以细分为不同的类别。组件应该在组件库中分类，以便于检索。此外，组件库应该尽可能涵盖所有类型的常用组件。
(3)组件中包含的属性信息应满足相应应用场景的要求，避免属性信息不完整对使用效果的影响。
(4)BIM构件库要设置数据访问权限，用户只能访问权限范围内的模型构件信息，**限度保证数据安全。
(5)BIM构件库由专门管理人员定期维护，不再适用的BIM构件进行更新或删除。
BIM构件库的含义。
建筑信息模型是一种宝贵的建筑信息模型资源。收集、维护和管理BIM组件可以发挥其应有的价值，使资源得到重用，大大提高建模效率，提高模型创建的标准化水平。其意义体现在以下几个方面:
(1)通过整合构件资源形成BIM资产，在铁路工程建设项目全生命周期进行传递和共享，提高BIM设计效率。
(2)BIM组件资源可以为基于BIM的仿真分析、碰撞检测、运维等BIM扩展应用系统提供有效的数据源。
(3)BIM构件库是BIM标准化工作的重要组成部分，为建立企业级BIM资源库提供了参考思路。
BIM库设计。
在分析越野企业对BIM建模需求的基础上，结合铁路工程建设项目特点和**设置，将BIM构件库功能设置如下:
支持BIM组件的上传、下载、在线浏览、批量操作等常规功能。
建立完整的构件分类体系和编码标准，建立构件索引。
利用传输加密、存储加密、用户身份认证等技术手段保护数据安全，对组件资源的访问进行控制。
为其他BIM扩展应用提供数据接口。
基于以上需求，设计了BIM构件库的体系结构。系统采用B/S模式，前端构建基于WebGL的浏览器三维显示引擎。用户可以使用手机App或PC浏览器查看BIM组件和属性信息。服务器基于C/C++构建模型参数生成和网络服务。面向对象的数据库存储模型和业务数据。前端和后端之间的数据传输采用JSON协议格式。
组件创建和利用。
BIM的创建是基于满足BIM各阶段应用的原则。创建组件的过程包括建立三维模型、添加几何信息和非几何信息，以及添加组件的分类、管理和维护等信息。创建组件的内容主要包括:
(1)各**分别建模，各**根据约定的交付成果创建组件模型。
(2)各**BIM构件创建应以3D模型为基础，根据构件信息深度要求，添加必要的几何和非几何信息，**终形成构件模型。
(3)3)BIM组件的创建还包括组件的持续修改、管理、维护和记录。
在BIM构件的利用上，依靠BIM构件库系统的功能，实现了构件的下载、编辑、上传等功能。现有的BIM建模软件平台可以连接统一的BIM构件库进行多样化查询，浏览构件信息和各种属性信息，同步更新构件，将相应版本的铁路BIM构件加载到BIM应用软件中进行编辑、使用和更新。
应用效果
三维BIM模型构件库在京张高铁BIM设计和三站三隧精细化设计中的应用，为建立三维BIM设计协同设计模式、实现构件级设计资源共享积累了有益经验。具体应用效果如下。
铁路公共建筑与其他铁路**的设计工作应在同一平台上进行，数据格式应统一。各**之间可以互相调用，互相参考，及时发现问题，反馈，及时改变。
各**的设计信息呈现在一个平台上，打破了信息壁垒，避免了信息不对称带来的滞后。在**设计过程中，可以实时掌握其他**的设计参数，并生成关联关系记录。信息变更提醒功能:某个设计信息变更后，所有相关的设计内容都会收到变更提醒，避免因信息滞后造成的错误和遗漏。
在清河站、张家口南站等车站建筑中，利用BIM模型构件库对BIM构件进行管理和复用，构建三维BIM场景，使设计过程中资源效率**化。经验可以复制到整个铁路高铁建设项目中，复杂的建设过程透明化、可视化，推动了铁路建设从信息化、数字化向智能化发展。
