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。     

轨道交通BIM协同设计平台的设计与实现

协同设计是BIM正向设计的显著特点,是解决轨道交通设计工作中设计专业广、设计人员多、设计资料杂等问题的重要手段。为有效支持众多设计人员的协同工作并管理这些设计模型及资料,需开发面向轨道交通项目的BIM协同设计平台。该平台结合工作流思想,基于B/S风格实现了项目管理、自定义流程管理、自定义多级审核管理、文档管理、用户管理、角色管理等功能。平台对现有的用户角色权限管理和工作流设计模式进行了改进,具有较高的通用性与可扩展性,用户可以根据自身轨道交通项目需求,动态制定项目设计流程,将贯穿于项目设计周期内的信息进行集中及有效管理,有效提升设计院的信息化管理水平。     

基于数据驱动的轨道交通供电系统BIM智能设计方法研究

城市轨道交通牵引供电系统各专业在进行BIM设计时多使用平台提供的基础功能或快速布置插件进行手动设计,设计效率低、精度低,很难满足施工运维需求。鉴于目前地铁领域牵引供电系统的BIM设计现状,提出一种基于数据驱动技术的轨道交通供电系统智能化正向设计方法,结合设计需求建立设备/材料数据库、设计方案数据库及设计规范数据库,结合正向设计逻辑和算法,依托Revit软件实现基于数据的二三维联动BIM全正向智能设计功能。     

轨道交通房建工程BIM正向设计软件系统研究

在全球数字化转型大背景下,BIM技术作为工程行业数字化转型升级的载体,BIM模型数据的传递和应用显得非常重要。为解决轨道交通房建工程利用现有BIM软件开展设计工作存在构件未进行统一管理、建模效率低、工程量统计繁琐、模型数据难以传递等问题,研发出一款由构件管理模块、专业辅助建模模块和轻量化审核模块组成的轨道交通房建工程BIM正向设计软件系统。通过实际工程应用表明,该软件系统从设计前期构件数据统一管理、设计过程快速建模、工程量统计、二维图纸导出到最后的设计成果轻量化审核,在确保设计模型数据可传递的同时,提高了BIM设计效率和设计质量。     

中铁第一勘察设计院集团有限公司

<正>银西高铁BIM应用试点试点选取银川至西安高速铁路项目中宁县车站附近两站一区间和两座特殊桥梁进行BIM技术应用。探索多专业协同设计模式,验证相关技术标准,并进一步完善路基、桥梁、隧道等专业开展正向设计的软件系统。为四电专业的BIM应用提供数据基础。     

轨道交通站场BIM设计建模探索

轨道交通站场BIM设计专业软件较为欠缺,为了提高设计效率,统一设计标准及数据格式,基于Bentley的基础图形平台Microstation进行二次开发,对站场设计构件进行对象化、实体化处理,并提出站场股道设计、路基设计、构件设备库等BIM设计方面的技术路线和解决思路。研究表明,在参考股道位置的基础上,软件可自动化生成站场股道、路基、设备等模型;以轻量化数据库对模型信息进行存储,可实现业务模块与既有商业平台的分离与封装,降低设计软件对商业平台的依赖。该研究为实现轨道交通全专业数据互通和正向设计提供一种可行的思路。     

基于Bentley平台的铁路工程BIM设计关键共性技术研究

铁路工程站前、站后各专业在开展BIM设计研发工作中存在研发进度不均衡、基础功能重复开发、应用标准不统一等问题,针对铁路工程BIM设计的基础、共性技术进行研究,并提出完成相关API库与程序开发的技术方案。通过对铁路线路空间位置计算API库、基于线路中线的BIM模型构件布设与拼装、基于最小设计单元的专业结构树、BIM模型构件非几何信息添加、BIM模型剖切5项关键共性技术的研究,以Bentley平台为依托,采用C++/CLI混编和WebService技术,构建铁路线路空间位置计算API库与通用函数库,以最小设计单元的方式建立了专业结构树,利用.NET API二次开发接口,研发了铁路工程BIM设计辅助工具。该API库已在专业BIM设计系统研发中进行了集成与调用,辅助工具已在BIM设计中进行了应用。应用表明,该技术方案可提高铁路线路相关功能的研发效率,具有一定参考借鉴意义。     

基于Bentley平台的铁路隧道BIM正向设计研究

随着铁路工程建设数字化水平的不断提高，为满足铁路隧道智能设计的应用需求，对铁路隧道BIM正向设计进行研究并完成相关设计程序研发。以Bentley平台为技术支持，结合隧道设计流程，形成了一套铁路隧道BIM正向设计系统，涵盖正向设计方法和设计成果输出。正向设计方法包含模板库参数化设计、构件库参数化设计、隧道纵断面设计、隧道洞身模型生成、隧道洞门参数化设计；设计成果输出包含三维模型应用、工程量统计、二维图纸生成。详细介绍参数化设计、纵断面设计、二三维联动等关键技术方案和程序实现原理，提出在设计数量及体量较大构件和差异性较大构件时智能化程度不高的问题，并针对性提供解决方案和后续研究建议，总结BIM正向设计在可视化、参数化设计、信息化管理、多专业协同、结合地形设计等方面的优势。     

京张高铁标准梁BIM技术应用研究

为了能使BIM技术更好地融入铁路桥梁行业,从正向设计的角度出发,对京张高铁标准预应力混凝土简支箱梁的设计流程进行研究,并通过C#语言的二次开发实现了以下功能:(1)开发了一套针对简支箱梁的数据结构,能快速生成或修改预应力标准箱梁的精细化BIM模型;(2)基于BIM模型与数据结构,可自动生成有限元计算模型,也可将计算结果反馈到BIM模型中,跳过了设计人员自行建模计算的过程;(3)根据最终的BIM模型与计算结果,可直接以标准格式输出设计图纸、工程数量等,大幅度提高了绘图效率,减少了人工误差。该研究成果可为BIM技术在铁路桥梁中的正向设计、BIM技术与标准化设计的结合、BIM技术对工程设计的优化起到指导作用。     

铁路桥梁BIM程序的设计与实现

针对桥梁工程设计的特点,自主开发一款具有二维交互设计,及三维显示功能的铁路桥梁BIM设计程序。阐述了在建筑信息模型(BIM)模式下桥梁程序开发不易完全抛弃二维设计视图及传统设计的理念。着重介绍了该程序的MVC框架、桥梁设计功能,以及在二维、三维显示视口开发中所使用的OPENGL VBO、四叉树空间索引等技术。通过工程项目应用,表明该程序具备BIM铁路桥梁方案设计功能,三维场景直观生动,并且结合二维视图辅助,使用户能够直接、实时地掌握桥梁结构高程、尺寸等数据,更好地帮助决策合理的桥梁方案。     

基于BIM技术的轨道交通桥梁工程量计算

为了解决轨道交通桥梁工程数量计算中存在的工程量信息传递次数多、效率不高等问题,提出一种基于结构化数据的工程量计算方式,省去了基于二维图纸进行工程量计算方式中的信息传递过程,避免了三维模型成熟度不高或信息缺失造成的数量丢失。具体做法为:采用数量项类型划分、分类计算、混合方式编码等方法,建立构件与工程数量、工程数量与清单的映射关系,可跳过图纸或模型进行工程量计算和工程量清单的输出。在智能京张BIM设计过程中,通过编写桥梁工程数量计算软件进行工程数量的计算和输出,验证了该方法的可行性。     

BIM在信号系统工程设计中的应用探讨

通过对BIM技术在轨道交通工程设计领域的应用现状分析,提出BIM设计在信号工程设计领域应用分三步走的方案,并对每个阶段的应用进行具体分析。最后提出BIM技术在轨道交通行业内应用的几点建议。     

基于IFC的轨道交通BIM构件标准库研究

针对轨道交通工程的建筑信息模型(building information modeling,BIM)建模方法不统一、信息不规范,导致 BIM 模型数据难以在后期有效统一应用的弊端,研究基于工业基础类(industry foundation classes,IFC)标准的轨道交通 BIM 构件标准库。首先,根据轨道交通工程各专业构件的表达需求,研究构件类型、构件信息的 IFC表达,以及适配 IFC 标准的扩展机制;其次,提出轨道交通 BIM 构件标准库技术框架,主要包括基础数据层、技术支撑层、应用场景层、用户层;然后,采用国家标准的分类编码方法定义轨道交通各专业 BIM 构件的分类编码,设计了构件信息模板,规范各专业构件的属性信息及其资源链接方式;最后,研究 BIM 构件模型的加解密方法,以保障轨道交通工程 BIM 模型数据的安全性。研究结果表明,通过搭建统一的 BIM 构件标准库,能够促进参建方采用标准化的 BIM 构件模型创建轨道交通 BIM 项目模型,保障 BIM 模型的规范性。     

基于InfraWorks的城市轨道交通项目规划研究

在城市轨道交通线路初步规划设计阶段,建筑信息模型(BIM)的信息化、参数化和可视化优势,能够为工程设计和方案比选提供新的技术支持和平台。以Infra Works BIM平台为基础,对其在城市轨道交通项目规划应用进行了研究。分析了应用的技术路线,实现了基于Infra Works的城市轨道交通地形规划设计、三维场景创建和线路规划设计。研究成果也为基于BIM技术的城市轨道交通全生命周期设计提供了基础和借鉴。     

不同运行模式下的市域轨道交通最小曲线半径研究

市域轨道交通在我国尚处于起步阶段,实际工程运用较少,国内各种规范均不适用,对市域轨道交通线路最小曲线半径进行研究具有重要意义。在传统的线路设计参数计算方法的基础上,基于不同的运营模式和乘坐模式,分不同速度匹配模型进行研究,并通过与其他常规轨道交通制式进行对比,结合舒适度分析,对市域轨道交通的计算结果进行优化改正,给出不同速度下线路最小曲线半径的建议值。     

城市轨道交通BIM建模及交付标准研究

近年来,城市轨道交通建设BIM技术应用逐步普及。为解决该领域尚无统一、规范化的BIM建模及交付标准等问题,对城市轨道交通的不同部位采用相适应的BIM软件进行建模,对整条线路不同车站的模型命名及颜色做统一的规定,并按照行业相应规范进行标准化拆分和模型编码,以共享坐标的方式对不同里程处的线路、隧道、车站进行精确组装,针对设计、施工、运维的不同阶段,提供不同的模型交付内容。采用该方式可保证BIM在不同阶段的持续应用。     

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。     

建筑信息模型技术在城市轨道交通设备维护管理中的应用

简要分析了在城市轨道交通设备运维过程中传统模式存在的问题。以石家庄地铁1号线西王站为例,介绍了基于建筑信息模型(BIM)技术的城市轨道交通设备运维管理系统的框架设计和模型构建,并着重阐述了数据集成处理、设备维护模块设计、三维可视化管理、搜索和定位模块设计及维护记录模块设计等功能设计内容,分析了在维护管理应用中存在的问题。实践证明,BIM为城市轨道交通设备的维护管理提供了信息化、可视化的管理方式,提高了运维管理水平。