复杂条件下盾构施工BIM管理平台研发及应用——以大连地铁5号线海底隧道工程为例

为解决在地质条件差、周边风险源高度敏感、施工工艺复杂、安全隐患探知难且处理难等复杂条件下存在的盾构隧道施工风险大、施工进度慢、前期处置费用高等问题，从BIM模型、生产管理信息等以GIS为骨架，多源异构的静动态数据融合形成时空整体，盾构机PLC、智能监测仪器等多源安全风险数据集成，二三维关联快速定位，实际进度与形象进度实时对比综合分析进度异常原因并辅助决策，材料用量异常结合地质状况分析等方面进行关键技术研究。采用WebGL三维引擎、Spring Cloud微服务架构、AVUE前端、Redis数据缓存，自研一键转换发布工具、系统集成综合框架、快速开发平台等研发盾构施工BIM管理平台，并在国内首例大直径穿越岩溶强烈发育区的“超级穿海”工程——大连地铁5号线火梭区间海底盾构隧道工程中成功实践应用，实现了盾构施工安全风险管控、质量巡检定位与二三维关联跟踪处理、进度对比辅助决策、成本异常溯源与分析等目标，保障了盾构施工安全洞通，提升了工程质量，缩短工期72 d,节省成本5%,有效提升了盾构隧道施工的数字化、信息化、可视化管理水平，为复杂条件下盾构隧道施工管理探索出可行的数字技术路线。     

基于BIM与GIS结合应用的地铁隧道安全预警预报技术

地铁隧道结构安全性评估是地铁建设的重要环节。针对南宁地铁2号线岩溶发育的工程地质条件,在GIS(地理信息系统)中展现和分析不良地质体的空间分布,进行隧道穿越区域的岩溶塌陷风险评价;针对不同岩溶地质灾害风险等级,根据施工信息和监测信息在BIM(建筑信息模型)平台上进行地铁隧道结构安全风险评估,进而采取不同防治措施,以及进行隧道安全预警预报。基于BIM与GIS结合应用的隧道结构安全风险评估,综合考虑了地铁隧道结构模型宏观地理环境,可为地铁隧道结构安全预警预报提供技术支持。     

BIM技术在成都地铁8号线盾构中的应用

针对成都地铁8号线一期工程的特点,特别是施工过程中复杂的地形结构和繁琐的配套管理工作,阐述如何应用BIM技术推进地铁隧道盾构施工过程。该项目运用BIM技术对隧道盾构进行规划设计、分析,实现了进度管理、质量管理、安全管理、物资管理等重要功能,同时通过施工模型构建、VR虚拟驾驶舱重点场景仿真、基于BIM的施工进度管理、基于BIM的工程动态移动APP、盾构机实时状态监测及现场量测数据管理,满足了现场管理需求,保证了项目数据的准确性,避免了人员伤亡,提升了项目管理能力,降低了项目开支,确保了施工过程的顺利开展。     

基于建筑信息模型的隧道施工管理平台

为了实现工程质量、安全、设备的实时管理,并增强信息的可溯性,本项目基于建筑信息模型(BIM)技术,结合物联网等信息手段,建立了基于BIM的隧道施工管理平台。平台具有设备层、资源层、服务层和应用层等4层结构,以及系统管理、施工管理、管片跟踪、人员跟踪、盾构监控等5大模块,实现隧道工程数字化管理。该管理平台已在上海轨道交通12号线11标工程上得以应用。     

BIM+项目管理平台在隧道施工中的应用研究

目前,BIM+项目管理平台在房建类工程应用较为成熟,而在隧道工程应用较少。以欧洲黑山共和国南北高速公路项目为工程背景,基于Bentley平台开展BIM+项目管理平台在隧道工程中的应用研究。结果表明,将BIM技术与项目管理平台结合应用,能实现构件信息查询、工程量统计与对比、项目施工计划自动编排以及隧道开挖安全监控与施工信息分析,该应用可大幅提高施工效率、降低施工安全风险、控制施工成本。     

“互联网+”地铁工程质量安全管理平台及应用

当前地铁工程建设在我国各大城市进入高峰期,建设规模不断扩大,质量安全管理工作人员不足、技术不到位的问题日益凸显,传统管理模式已难以实现多维、准确、高效的信息传递与集成管理。通过分析当前地铁工程建设中质量安全管理工作的问题与现状,提出新一代信息化技术与地铁质量安全管理深度融合的思路,从平台架构、功能模块、管理机制和运行效果等方面,阐述“互联网+”地铁工程质量安全管理平台的研发框架与核心功能模块,其中包括工地视频监控、隐患排查治理、施工安全风险预警、应急救援指挥调度等,并总结平台在武汉地铁的工程应用与实践经验,特别是针对平台的运行管理机制设计的探索及工程应用效果,对我国地铁工程质量安全信息化管理提供借鉴。     

轨行区施工调度系统研究与实现

为保障施工和运输作业安全,实现轨行区调度统筹兼顾、协调有序,研究设计轨行区施工调度系统。系统结合北斗定位、无线射频、车站图形化等技术手段,实现对轨行区施工计划、施工请销点、调度命令及铺轨工程进度等的管理,为调度中心人员提供有力的管理手段和参考依据,并帮助施工单位合理安排施工组织和行车组织。实践证明,系统解决了轨行区作业管理跨度大、行车施工调度安全级别要求高、安全生产预警预控难、全过程管理易缺位等突出问题。     

基于BIM的地铁施工总承包管理平台研究与应用

在深入剖析发达城市中心主城区环线地铁建设过程中施工总承包管理的业务需求及重难点基础上,创新施工总承包管理模式,基于BIM、GIS、物联网、移动互联等技术,以全专业BIM施工深化模型为载体,为地铁施工总承包管理定制研发管理平台。实现施工项目安全、质量、进度、人员、物资、设备等方面的全过程、精细化和形象化管理。实践表明,应用定制研发的管理平台,极大提升施工总承包管理效率,在提升施工质量、降低安全风险、控制工期成本、提高管理效益、辅助科学决策等方面成效显著。     

地铁施工过程中轨行区安全风险评估

通过对深圳地铁1号线施工车辆经过轨行区（包括部分既有线）发生安全事故的可能性、作业人员在危险环境中的危险程度以及事故发生后果进行数字化安全风险分析,最终评估出地铁轨行区施工的危险性程度。并根据轨行区施工及地铁既有线运输的特点,制定有效的应急预案,最大程度地保证人员与施工安全。     

BIM技术在跨海大桥设计与施工中的应用研究

智慧工地和智慧建造是未来建筑业发展的必然趋势，为解决跨海大桥设计、施工、协同管理的数字化建设难题，以澳氹第四条跨海大桥设计连建造工程为研究对象，在设计阶段利用BIM技术的数字化承载和可视化表达能力，解决了钢桁梁桥桁架结构、桥墩和主桥大节段钢结构设计深化问题，基于BIM技术实现设计计算交互与参数化设计、下部结构视觉化表达和配筋设计、三维碰撞检测设计；在施工阶段融合无人机倾斜摄影、全景监控技术实现基于GIS+BIM的基础信息化平台，融合PM管理实现GIS+PM的可视化、移动化项目管理，融合IOT技术形成BIM+IOT的“物联网”施工管理平台，打造BIM+智慧工地。结果表明，通过本次BIM技术在澳氹四桥施工阶段的应用，在桥梁施工、桥梁设计BIM新技术应用以及BIM+协助项目管理方面做出有益探索，节约成本约1 500万元，节省工期约57 d,在助力澳门及桥梁施工技术领域数字化建设方面发挥积极作用。     

基于CDMA的铁路10kV配变监控系统的研究与实现

设计了基于CDMA2000-1X分组数据网络构建的铁路10kV配变监控系统。该系统利用CDMA 1X分组域的VPDN专线网,结合传统的调度自动化技术,在调度中心构建数字化多功能信息平台,实现了对区间信号点处变压器运行状态的实时监测与控制,同时也为铁路10kV自闭/贯通线上故障测距和故障诊断提供了相关的有效依据。     

一种基于Mesh网络的专用铁路运输调度系统

运用Mesh网络技术,采用分层设计和模块化设计相结合的方法,建立一种可以覆盖某专用铁路的运输调度系统。系统采用终端用户设计,包括系统维护终端、调度终端、值班员终端和交接口终端4个模块,涵盖企业所有业务环节,为专用铁路运输部门的调度指挥、货运管理、计划管理等业务提供信息管理平台,实现行车指挥无声化、运行管理自动化和运输调整智能化,以提高生产效率。     

列车自动报点系统电子地图设计

针对基于移动卫星通讯的列车自动报点系统,提出一种电子地图设计方案。电子地图为报点系统提供一个监控平台,实现列车跟踪定位、地理信息查询、数据回放和运行轨迹描绘等功能。整个设计以MAPINFO/MAPX为基础,完成地图数据结构设计和图层结构设计,解决系统运行速度和实时性要求高等问题,最后给出设计实现,同时也提出有待改进和提高的方面。本工作成功地将GIS(地理信息系统)应用于铁路调度监控,对优化调度、提高铁路运输管理水平具有十分重要的作用。     

大力推进铁路信息化建设为铁路跨越式发展提供强有力的技术保障和支撑

铁路信息化是铁路未来发展的制高点。兰州铁路局坚持科技兴局的发展战略,将信息技术应用于运输生产、运输调度体制的变革、客货营销,提高了运输效率和服务质量。在信息化的关键技术和基础软件方面,研发出适用的各类应用系统,将信息技术应用于企业管理,提高了企业管理水平;利用信息技术强化现场控制,提高了路局直管站段后基层站段的独立作业能力。同时,推进理念创新、观念更新,加快网络统一规划建设,构筑统一共享平台,实现资源共享;推进机制创新,努力打造一支适应信息化建设的高素质队伍。     

基于CDMA的站场隔离开关监控系统的设计

介绍了基于CDMA2000-1X分组数据网络构建的铁路枢纽站场接触网隔离开关无线集中监控系统.该系统利用CDMA 1X分组域的VPDN专线网,结合传统的调度自动化技术,在监控主站构建数字化多功能信息平台,实现了对隔离开关运行状态的监控,该系统使用公用信息平台作为远动数据传输通道,降低了系统的建设和使用费用,节省资源成本,提高了铁路牵引供电管理的自动化水平和操作的安全可靠性.实际运行结果表明,该系统具有良好的可靠性、灵活性和可扩性.     

铁路客运专线运营调度系统体系结构

客运专线运营调度系统由运输计划、列车调度、动车调度、供电调度、旅客服务调度、综合维修调度及防灾安全监控7个子系统组成。基于逻辑层次化、组件化、面向服务和事件驱动等设计理念,设计系统的体系结构由运行环境、技术平台、业务处理平台、安全保障体系和运营维护体系5层构成。运行环境提供系统正常运行的软件和硬件环境。技术平台包括管理运行平台、控制运行平台、消息中间件和对外信息接口。业务处理平台包括应用处理、系统管理和决策支持模块,直接提供用户人机界面。安全保障体系从8个方面综合考虑系统安全保障策略。运营维护体系包括日常运行维护服务、运营技术支持及运行维护规章制度。该系统的软件架构以B/S与C/S模式相结合,但以B/S模式为主。基于该体系结构,实现了包含运营调度系统核心处理功能在内的仿真实验系统的开发。     

铁路调度应急预案知识图谱构建

为解决铁路调度应急预案信息整合困难、综合管理能力不足的问题,采用知识图谱概念和方法,对铁路调度应急预案相关信息资源进行全面梳理和系统分析,采用自顶向下与自底向上相结合的方法,完成铁路调度应急预案知识图谱的构建;提出铁路调度应急预案主要实体概念及其属性与关系的定义,研究数据抽取、数据融合及知识存储的方法,实铁路调度应急预案数据的规范、有序存储。以雾天行车场景为例,开展应用探索。应用表明,知识图谱为整合多源异构的铁路调度应急预案相关信息资源提供了有力工具,使应急预案相关信息资源的使用更加便利化,更好地支持应急指挥快速决策,支持应急处置工作从容有序开展。     

企业铁路智能运输调度平台的关键流程

企业铁路智能运输调度平台主要由调度计划管理子系统、计算机联锁子系统、调度集中控制子系统、调度监督子系统、物流自动跟踪子系统、机车无线作业信息子系统以及车号识别子系统构成,并与企业ERP系统通过运调接口服务器相联。调度作业计划在通过计算机网络传送给计算机联锁子系统的同时,通过集群无线传输方式传送给机车信息平台,进而传输给司机、调车员和连接员。在计算机联锁的基础上,根据机车运行的起始与目标地点,由智能运输调度平台按照特定的规则自动确定机车的行驶路径,预排进路,并经人工确认后,实现自动调度机车到达目的地。基于轨道电路和车号识别技术建立企业铁路物流自动跟踪子系统,根据作业计划,及时准确掌握站场内的存车信息以及同步反映货车所装载的货物信息。企业铁路智能运输调度平台于2004年8月在宝钢集团上海梅山钢铁公司成功投入使用。     

铁路应急指挥调度管理信息系统的研究

应急指挥系统是对突发事件进行快速反应,迅速有效地组织抢险,为铁路的运输安全提供强有力的保障.在分析铁路应急指挥调度系统中存在数据支持不足、直观性不强和信息通道不够等问题的基础上,提出一个综合集成的应急指挥调度系统,为铁路应急事件的处理提供支持.该系统由通信网络平台、信息共享平台以及其功能子系统构成,保证应急救援所需信息的完整性和实时性以及调度的有效性,实现跨部门、跨分局、跨路局的统一指挥、协调一致,达到快速反应、科学决策、综合指挥和联合行动的目标.     

城市轨道交通线网运营管理指挥中心建设与管理方案研究

城市轨道交通运营管理指挥中心是轨道交通系统的核心,涉及功能定位、指挥平台建设、内外部协同和运营管理等方面。在全面研究指挥中心功能定位的基础上,设计与建设科学合理的城市轨道交通线网运营管理指挥中心体系。通过系统分析网络化运营管理调度指挥需求,提出城市轨道交通线网运营管理指挥中心5大核心功能、指挥平台构架、信息交互、深化数据分析应用、强化监控管理、应急联动与协同指挥等系统设计与建设,以及优化调度管理建议。运用科学技术不断优化指挥平台功能,增强对外协同能力,匹配运输服务管理要求,有效提升运营管理指挥中心的核心能力,为城市发展提速。