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。     

京张高铁八达岭地下站及隧道工程信息模型一致性表达

北京—张家口高速铁路是国内第一条全线、全生命周期内所有专业均应用建筑信息建模技术的智能高速铁路。文章结合京张高铁重点工程—八达岭地下站和隧道工程BIM应用,基于铁路工程BIM技术标准,重点研究多专业设计数据一致性表达,构建了八达岭地下站和隧道工程的全要素信息模型,并利用中铁工程设计咨询集团有限公司开发的铁路多专业数字化协同设计软件,搭建了一个协同设计平台,使传统上离散的各专业设计数据能够实现集成展示,方便设计方案的对比和优化,有助于提升设计效率和质量,实现铁路工程的智能化建造。此外,提出将全要素信息模型与能够反映铁路基础设施运营维护阶段真实状况的海量三维点云数据融合起来,为运营维护阶段基础设施一致性检测提供支持。     

京张高铁工程数字化的探索与实践

以智能京张工程建设为依托,提出数字京张的基本概念、特征和总体架构,论述数字京张的主要研究内容,指出数字京张是智能京张的先导工程,其本质是以BIM、GIS以及现代信息技术为基础实现京张高铁建设过程的全面数字化。分别从工程实体的数字化、过程管理的数字化、参与要素的数字化3个方面开展京张高铁工程数字化的建设实践,形成与实体京张相映的数字京张,为智能京张后续建设提供数字化基础。     

新建福厦铁路站房工程BIM设计

介绍福厦铁路站房工程BIM设计建模统一标准和BIM技术在站房工程设计中的应用。各站房BIM设计建模统一标准是后期深化应用实现智能化全生命周期管理的基础,是站房工程BIM设计便于融入全线BIM系统的技术条件。通过利用BIM的协同化、参数化、精细化、可视化等技术优势,更好地完善福厦铁路站房工程设计。     

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。     

京张高铁牵引供电BIM技术创新应用研究

以京张高铁四电工程为依托,开展基于BIM技术在铁路四电领域的应用研究,重点分析BIM技术在项目管理、深化设计、深化施工等方面的应用,并创新性地将BIM技术应用于产品工业化制造及现场施工安装中,有效提高了生产效率,为BIM技术在铁路四电领域的应用拓宽了思路。     

BIM技术在铁路地质勘察中的应用

为解决传统铁路设计存在不同专业间信息沟通不及时、不完全、设计意图表达和理解不明确、设计成果不能有效地服务于铁路工程建造、运营、维护等问题,提出BIM技术应用到铁路设计及地质勘察中的必要性及重要性。BIM技术具多维化、协同性、模拟性等特点,并贯穿设计、施工、运维整个铁路生命周期,其应用能有效地实现勘察成果的数字化、可视化,使铁路设计中各专业能基于BIM模型进行协同设计,多阶段无缝衔接,最大程度实现信息共享,提高设计效率,减少设计变更成本。初步提出将BIM技术应用到铁路地质勘察设计中的2种途径:一是将现有二维成果资料三维化;二是直接模型化勘察基础数据。为BIM技术在铁路地质勘察中的应用提供了参考价值。     

基于BIM技术的高速铁路钢筋工程智能制造关键技术研究

新建京雄城际铁路是支撑国家战略的重要干线,是构建新时代我国高铁绿色建造、智能建造、精益管理新模式的标志性工程。以新建京雄城际铁路7标段1#钢筋加工场为背景,从智能化钢筋加工场方案设计与建造、钢筋参数化BIM图例创建、智能化生产技术及钢筋下料补偿理论等方面开展研究,总结形成完整的现代高速铁路钢筋工程智能制造技术体系,有利于提升我国钢筋工程技术进步,推动我国高铁综合技术创新。     

《中国铁路》杂志“智能高铁”栏目征稿启事

正从2008年京津城际高速铁路开通运营,到率先建成世界上运营里程最长、商业运营速度最高、运用场景最丰富的高铁网,再到2017年"复兴号"中国标准动车组在京沪高铁实现时速350 km商业运营,中国铁路竖起世界高铁建设运营新标杆。2016年4月,采用云计算、物联网、大数据、人工智能、移动互联网、BIM等先进技术,通过信息的全面感知、安全传输、融合处理和科学决策,实现"旅客智能出行,铁路智能运输,软硬件相得益彰"的京张高铁开工建设,中国铁路开启智能高铁新篇章。     

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。     

智能京张高速铁路总体创新设计

京张高铁是我国"八纵八横"高铁网京兰通道的重要组成部分,是我国第一条智能高铁,将直接服务于2022年冬季奥运会,设计中采用了多项创新技术。根据该线的功能定位特点,结合项目沿线周边环境、地形地貌特点及各方要求,因地制宜地合理选择不同的技术标准,京张高铁全线涵盖了我国目前铁路客运时速120～350 km的全系列标准;在高铁客站建设,路基、桥梁、隧道等线下工程,通信信号等四电工程都有多项创新设计,全面贯彻绿色、环保、文保发展理念,首次提出铁路文化设计的概念,全力打造"智能京张精品工程"。从总体设计角度出发,重点介绍京张高铁的设计特点和创新点。     

新福厦铁路四电集成工程BIM应用

新福厦铁路作为《铁路“十三五”发展规划》高速铁路重点项目、福建省融入国家“一带一路”战略的重要通道,为提高新福厦铁路四电集成工程整体质量,构建我国东南沿海地区高铁“新标杆”,围绕新福厦铁路四电集成工程开展BIM应用分析。以实现数字化交付为目标,从设计模型,到施工阶段进行模型深化应用,再结合铁路四电管理平台进行施工管理及智能建造。依托BIM等先进技术实现新福厦铁路四电集成工程科学化、规范化建设,为我国开展铁路四电相关工程施工提供参考。     

基岩山区高速铁路高陡边坡BIM应用

选取西成高铁纸坊1号隧道为研究对象,在施工过程中,为查明隧道洞口高陡边坡危岩落石的分布,面对工程环境危险、施工工期紧张、外业调查工作效率低、传统二维设计局限性等工程问题,首次采用"无人机+BIM+GIS"的创新技术方法开展高陡边坡危岩治理工作。首先通过无人机采集隧道洞口高清影像数据和DEM数据,然后开展不良地质判释和三维地质建模工作,最后通过计算分析完善了高陡边坡加固设计方案。在BIM实施过程中,建立了多专业协同工作机制,高效可靠地完成了高陡边坡勘察设计工作。项目BIM技术的成功实践,可为其他基岩山区铁路BIM应用提供解决方案。     

智能高铁正加速驶来

正通过新一代信息技术与高速铁路技术的集成融合,我国铁路在智能建造、智能装备、智能运营等方面不断取得新进展,将逐步形成智能高铁设计、建造到运营全产业链成套技术,向实现全面自主控制的目标大步迈进。7月20日,北京至张家口高铁东花园隧道顺利贯通,京张高铁建设再次提速。它之所以受到广泛关注,不仅是因为京张高铁是2022年北京冬奥会重点配套工程,更为重要的是,它也是我国第一条智能化高速铁     

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。     

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。     

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。     

BIM技术在京张高铁电力和电气化工程施工中的应用

在京张高铁电力和电气化工程施工中开展BIM技术应用研究,包括设计深化、优化电缆排布、优化大型设备施工方案、指导工厂化预制、驱动自动化生产线和辅助施工管理等,实现了升级腕臂自动化装配线和提升施工管理信息化水平2项应用创新。通过深入应用BIM技术,为智能京张的工程建设提供了有力的技术支撑。     

解析“精品工程 智能京张”对新时代中国铁路建设的深远影响

京张高铁既是2022年冬奥会的交通保障线,也是中国智能铁路的1.0版和高速铁路的2.0版,是一条集中国铁路设计、建设、制造与管理先进技术之大成的智能高速铁路。同时,京张高铁开启了中国铁路建设智能新时代,提出用工匠精神打造精品工程的新时代工程建设新要求,践行了站城融合的设计新理念,打出了铁路建设史上第一张文化名片;实现了绿色畅通的建设新目标。     

基于欧特克平台的铁路路基BIM设计技术研究

铁路路基BIM设计与地形结合较为严密,路基BIM模型不规则结构较多,批量建模困难,路基附属结构设计与地质参数关联性较强,与各专业模型信息交换较多,协同设计难度大,路基专业已经成为铁路BIM设计较难突破的专业。依托银西高铁BIM试点项目,选择欧特克平台进行铁路路基BIM设计实践,探索并验证铁路路基BIM设计技术路线,通过对路基本体模型的创建、路基附属结构模型的拼装、区间路基排水设计等方面的应用,探讨该平台对于铁路路基BIM设计的适用性,对铁路路基BIM设计的重难点问题进行分析。研究结果表明:需要对欧特克平台相关软件进行二次研发,才能解决路基BIM设计中的重难点问题,在快速建模、协同设计、信息利用、出图及工程数量计算等方面取得突破,提高铁路路基BIM设计应用水平。