BIM技术在高速铁路隧道设计中的应用

BIM技术强调对工程全生命周期的管理,可以有效提高设计效率、控制施工质量和工期,同时可节约成本、方便运营维护。铁道第三勘察设计院集团有限公司隧道专业先后参加了京沈客专、阳大铁路、济青高铁工程,在BIM技术应用方面取得了一定的突破和进展。以京沈客专李家梁隧道为例,阐述BIM技术在铁路设计中取得的成果及存在的问题。对铁路工程设计阶段较为关心的协同设计、参数化设计、工程量计算等问题进行探索性研究。     

IFC在铁路隧道中的应用研究

IFC标准是开放的建筑产品数据表达与交换的国际标准,支持建筑物全生命周期的数据交换与共享。根据铁路工程需要进行IFC Schema扩展,形成铁路IFC标准可为基于BIM的铁路工程建设管理服务。依托大瑞铁路高黎贡山隧道,基于Bentley平台开展铁路IFC标准在隧道项目的应用研究。完成了铁路隧道IFC标准到商用BIM软件平台的嵌入,能够将设计模型信息传递至施工模型,将施工模型信息传递至工程建设管理平台,实现了信息在相关阶段的传递和互用。     

基于BIM标准体系的铁路协同设计体系研究

随着物联网、云计算、大数据等前沿技术的不断进步,铁路行业正在迎来新的发展机遇。数字孪生铁路是以智能建造、智能装备、智能运营为核心的智能高铁技术应用数字环境,也是铁路工程全生命周期应用的数据基础。传统的设计方式中各专业内和专业间数据相对离散、逻辑关联性不高、成果不易维护且信息存在大量冗余,无法满足铁路智能化应用的要求。以京张客运专线BIM项目为载体,研究能够集中管理各专业设计资源、定制各专业设计参数交互流程、构建专业间数据层面逻辑关联、具有统一数据框架的协同设计体系。该体系强化了各专业间的联系,提升了设计质量,为工程数字化建设提供了数据结构组织有序、易于维护、动态可感知的数字孪生工程,同时也为勘察设计企业拓展工程全生命周期业务提供了可靠的技术保障。     

基于达索平台的铁路土建工程BIM协同设计技术研究

为解决铁路土建工程建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）设计过程中出现的重复建模和数据传递不畅等问题，以路基、桥梁、隧道专业为代表，从三维协同设计环境出发，提出了信息传递及设计成熟度管理方法，实现了模型数据的有效管理及BIM技术标准的有效实施；围绕“骨架–模板”设计方法，提出以骨架设计、构件模板装配设计形成的土建工程BIM设计流程，实现了三维BIM环境下的土建工程设计流程再造；对土建工程间的接口设计技术进行研究，充分发挥了协同设计环境在土建工程领域的应用价值。该研究为满足各专业信息需求提供了有效路径，可为后续BIM技术在铁路工程中的应用提供借鉴。     

基于达索平台的铁路隧道工程全生命周期BIM技术应用探讨

以达索平台为技术支持,探索铁路隧道工程各阶段BIM技术应用的解决方案。通过对BIM理论的广泛调研,提出BIM在铁路隧道工程中的定义并总结其特点,并以宝兰客运专线石鼓山高风险隧道为工程依托,研究BIM技术应用于铁路隧道全生命周期中的技术路线。实践表明,BIM技术可为解决规划、设计、施工、运营各阶段的信息断链问题提供技术保障,使工程信息在全生命周期中得以有效利用与管理,达到优化设计方案、严控施工过程、提高运营管理的目的,为进一步提高我国铁路隧道BIM技术应用水平提供借鉴。     

联盟大事记

<正>(2015年6—12月)铁路工程信息模型数据存储标准初稿编写完成2015年6—7月,联盟以中国铁路总公司2014年《面向铁路工程建设全生命周期的BIM应用关键技术研究》重大课题为依托,组织铁一、二、三、四院,铁科院共同完成铁路行业线路、路基、桥梁、隧道、站场、轨道等专业铁路IFC标准编     

铁路站场BIM技术应用研究

BIM技术应用是一次设计手段的变革,站场专业是铁路工程中的龙头专业,是BIM技术应用的重点专业,站场设计的效率和质量对整个铁路的建设和运营具有极其重要的影响。论述站场专业BIM技术应用现状。以站场专业利用BIM技术作为设计手段为目的,从设计软件、标准、基础数据和交付平台等方面对站场专业BIM技术应用提出解决对策;提出站场BIM设计软件研发的两种方法。以铁路工程信息模型分类和编码标准为基础对站场IFD标准进行扩充和完善,以站场和航测专业的数据接口为例对站场设计从二维到三维转变时的接口数据适应性调整进行说明。通过对站场设备添加可定位的身份编码,在自主研发的BIM综合管理平台上构建铁路站场专业三维信息模型组织结构树。     

BIM铁路信息系统设计平台开发及应用

为将BIM技术应用于铁路信息机房内信息系统的深化设计和设备物资管理领域,通过分析BIM技术在铁路工程中的应用现状,对信息机房的BIM铁路信息系统设计平台进行功能规划。以Revit软件为工具进行机房快速建模、机柜布置、设备布置、参数导入导出4个模块的开发;结合典型信息机房工程实例对软件功能进行验证,BIM铁路信息系统设计平台能够高效利用BIM技术集成丰富的模型数据信息,可应用于设备物资管理领域,实现全生命周期的可视化信息设备物资管理。     

基于BIM技术的铁路工程正向设计方法研究

铁路工程BIM设计相比建筑工程具有涉及专业多、专业接口复杂、与地形地质关系密切的特点。在现阶段,由于专业间BIM资源不能很好地相互利用,铁路工程BIM仍以单专业翻模为主,各专业开展BIM正向设计困难。对此情况,选取银西高铁项目为研究试点,以本特利平台系列软件为基础,按照铁路工程设计一般流程,探索研究基于BIM技术的铁路工程正向设计技术路线。提出一种铁路工程BIM设计协同管理和正向设计方法,并对铁路BIM标准进行初步应用,为今后开展铁路工程全专业BIM设计提供借鉴。     

基于BIM技术的铁路工程正向设计方法研究

铁路工程 BIM 设计相比建筑工程具有涉及专业多、专业接口复杂、与地形地质关系密切的特点。在现阶段,由于专业间BIM 资源不能很好的相互利用,铁路工程 BIM 仍以单专业翻模为主,各专业开展 BIM 正向设计困难。对此情况,选取银西高铁项目为研究试点,以本特利平台系列软件为基础,按照铁路工程设计一般流程,探索研究基于 BIM 技术的铁路工程正向设计技术路线。提出一种铁路工程 BIM 设计协同管理和正向设计方法,并对铁路 BIM 标准进行了初步应用,为今后开展铁路工程全专业 BIM设计提供借鉴。     

京张高铁八达岭地下车站BIM设计应用

八达岭长城站是我国第一座深埋地下的高铁车站,车站由80多种洞室组成,传统二维设计难以准确表达其错综复杂的空间位置。为了提高设计效率和信息交流的准确性,采用BIM设计,解决了轨道交通工程在设计、施工、运营中的难题。基于三维碰撞检查、正向智能设计,加深了对BIM设计应用方式和铁路BIM相关标准的认识。     

京张高铁八达岭长城站建造关键技术及创新

八达岭长城站是我国第一座深埋地下的暗挖高铁车站,位于八达岭长城地下。设计施工中存在埋深及提升高度大、疏散救援困难、环保要求严格、两端隧道跨度大,地质条件复杂、群洞布局断面和工作面多以及运输困难等诸多关键技术难题。通过设计三层三纵的群洞结构、采用长大电扶梯和斜行电梯、研发超大跨度隧道修建技术、复杂洞室群隧道修建技术、超长耐久性隧道修建技术、微震微损伤精准爆破技术、地下车站噪声控制技术、BIM设计施工技术、智能防灾救援疏散系统、隧道结构智能健康监测系统、隧道绿色建造技术以及掌子面地质信息智能图像预报技术等关键创新技术,成功攻克八达岭长城站建设中遇到的技术难题,并为类似工程的设计与施工提供参考与借鉴。     

京张高铁八达岭长城站智能建造技术

为实现深埋超大跨地下车站智能建造技术,京张高铁八达岭长城站从隧道智能化勘察、设计、施工、监测四方面展开一系列探索和研究。研发基于掌子面自动化素描系统的定量化超前地质预报技术,实现掌子面地质信息智能图像预报与围岩精准分级;应用BIM技术搭建多专业协作的统一平台,实现真正意义上的三维集成协同智能设计;构建实时人机定位管理系统,实现复杂地下车站人流-物流的高效协调和智能施工;采用隧道结构安全智能监测系统,对围岩和支护结构的力学状态进行全寿命周期的实时监测。隧道智能建造技术在八达岭长城站的成功应用,极大提高隧道机械化、信息化、智能化建设水平,提升隧道的施工水平和综合管理能力。     

铁路信号BIM综合应用探索与研究

BIM技术在建筑设计、施工、运维等方面广泛应用,铁路信号工程施工阶段室内设备布置、布放线等方面引入BIM技术进行总体规划,特别在地铁信号工程施工中广泛应用。针对高速铁路信号工程BIM综合规划、综合应用软件探索与研究、信号室内施工智能化等方面,从施工技术标准、工艺标准、建维一体化、工厂化、施工智能化等方面进行系统阐述。     

京张高铁地下站隧智能展示技术的探索与实践

北京—张家口高速铁路（简称：京张高铁）地下站隧—八达岭长城站是一个大跨度洞群集中的地下暗挖车站，具有埋深大、防灾疏散救援难度大等特点。为实现地下站隧智能展示管理，通过突破面向运营管理的站隧信息模型一致性表达、站内特定设备三维重建、深埋复杂空间虚拟场景构建及地下候车空间隐蔽工程的可视化表达技术，实现了京张高铁地下站隧虚拟现实（VR,Virtual Reality）智能展示与基于增强现实（AR,Augmented Reality）的隐蔽工程展示，构建了与站内实景空间一致的虚拟仿真场景，为旅客提供虚实交融、感知交互的出行体验服务，同时为现场工作人员在站内开展可视化综合维修提供支撑。     

高速铁路山岭隧道智能化建造技术研究——以郑万高速铁路湖北段为例

高速铁路山岭隧道智能建造技术是“智能铁路”的有机组成部分,能有效节约人力资源,并更好的保证施工安全和质量,是我国高速铁路隧道建造技术的发展方向。为提升我国隧道工程建造技术水平,基于互联网、大数据分析、人工智能、BIM等技术,结合郑万高速铁路湖北段隧道机械化、信息化施工研究成果,围绕隧道支护参数设计、施工控制执行、施工质量管控及检测,提出了高速铁路山岭隧道智能化建造技术的总体架构,包括:高速铁路山岭隧道围岩智能分级系统、隧道设计参数智能化选择系统、隧道开挖及支护智能化施工系统、隧道质量智能化管控及检测系统、隧道智能化建造协同管理平台,分析了各系统的研究进展,并提出了我国隧道智能化建造技术发展的3个阶段。对推动我国隧道智能化建造标准体系的建立具有一定的参考价值。     

西成客运专线铁路桥隧工程BIM技术应用研究

以西成客运专线十岔沟中桥、清凉山隧道作为BIM研究实际工程背景,结合铁路桥隧BIM模型具有规模大、接口复杂、数据量大等特点,以BIM技术在铁路桥隧工程中的应用为主要目的,对铁路桥隧工程勘察设计全过程进行研究,包括外业勘察阶段的水文数据分析,设计阶段的模型创建、设计方案汇报展示、碰撞检查、协同设计、施工图绘制、工程数量计算、施工过程模拟等应用研究。研究认为,现有BIM软件平台基本能满足铁路桥隧工程BIM设计要求,但须按桥隧工程的设计特点进一步修改、完善。桥、隧BIM模型手工创建耗时、费力,专业化率较低,操作复杂,有针对地进行二次开发,将是桥隧BIM技术推广运用的突破口。虽然桥隧BIM出图率低,图纸不规范,但对各种数量信息的传递和汇总相对比较容易,用动画来表述施工过程,使复杂的工法变得清晰明了,这些都体现了BIM技术的优点,且技术也比较成熟,值得在铁路桥隧实际生产中的推广运用。     

基于BIM的铁路基础设施运维管理平台总体方案及关键技术研究

为了提高设计建设期数据资料的应用价值，实现铁路基础设施的可视化、信息化、规范化管理，提出基于BIM的铁路基础设施运维管理平台总体方案。方案阐述了当前铁路运维管理信息化系统的发展现状，分析了信息化平台建设的具体需求，从总体架构、网络架构和关键技术3个方面给出了详细的设计思路和实现方法。对BIM技术在铁路基础设施运维管理领域的应用研究具有一定的指导意义。     

基于BIM的综合维修生产管理信息系统设计与实现

围绕高速铁路综合维修生产一体化管理,以建筑信息模型(BIM,Building Information Modeling)为承载,运用数据驱动实现工程建设和运维管理的衔接,接入检测监测数据,设计基于BIM的综合维修生产管理信息系统。该系统以北京—张家口高速铁路为试点,为实现基础设施全生命周期管理,提升运维管理水平,进行了有益的探索与实践。