面向运维的铁路桥梁BIM模型及全生命周期信息关联研究

为促进铁路桥梁运维管理的信息化、智能化,开展面向运维的铁路桥梁BIM模型及全生命周期信息关联的系统性研究。从标准、数据和业务3个维度阐述桥梁运维的BIM应用需求,探索运维BIM模型的精度,给出运维模型单元划分原则,明确运维信息的分类形式;研究基于BIM的全生命周期信息关联实施路径,提出运维BIM模型等同于运维基础模型加上运维动态信息,确定基于标准化信息模板实现模型与数据库信息关联的实施方案;对实施过程中关键要素的矛盾性、紧迫性及必要性进行讨论。研究成果可为铁路桥梁基于BIM的全生命周期管理提供参考。     

重载铁路桥梁智能运维关键技术北大核心

我国铁路桥梁传统运维技术存在工作效率低、人为因素影响大等问题。现代信息技术、大数据、人工智能、工业机器人等高新技术快速发展,为桥梁运维技术的创新和跨越发展提供了机遇。本文根据朔黄重载铁路桥梁管养特点,通过顶层设计搭建实时、动态数据管理平台,研究基于平台管理的新型感知、智能算法、智能分析、辅助决策等关键技术,推进智能技术与运维作业流程的深度融合;通过将桥梁构件单元化和唯一化,实现基于BIM+GIS(Building Information Modeling+Geographic Information System)可视化技术的桥梁全寿命周期信息关联与数据交互,形成重载铁路桥梁智能运维闭环管理体系。     

铁路桥梁病害库和管养知识库的构建及应用研究

为适应铁路桥梁检养修作业智能化发展趋势,固化成熟经验,将信息化技术与检养修流程深度融合,构建了铁路桥梁病害库和管养知识库,包括标准知识库体系和基于BIM的运营养护系统2大模块。对铁路桥梁运维单元进行分类和枚举,并以此为本体,利用IFD (International Framework for Dictionaries)编码实现知识库体系的内在关联,制定了劣化标准库、检查库和维修库的编号规则,形成了作业指导书形式的检查库及维修库。研发了基于BIM的运营养护系统,实现了智能巡检、桥梁病害的统计分析和桥梁状态的定量评分。研究成果升级了检养修管理模式,为铁路桥梁全生命周期信息互反馈和预防性维修提供了条件。     

基于BIM与三维GIS集成的房建设备运维监管信息系统设计与实现

针对当前车站房建设备类型多、数量庞大、系统复杂、专业互相交叉,传统的运维管理多以人工方式为主,缺乏系统化、信息化的管理手段的情况,开展基于建筑信息模型(BIM)与三维地理信息模型(GIS)的房建设备运维监管信息系统研究。采用快速建模方法构建铁路车站三维模型,通过基于数据转换的GIS与BIM融合技术,针对车站进行快速三维建模,并实现模型与台账图纸运维等数据的电子化管理和设备运维的全过程管理。目前,以天津南站、丹阳北站作为试验车站进行研究,为房建设备信息化、可视化管理提供了参考。     

基于BIM+GIS的重载铁路桥梁设备管理研究与应用北大核心

重载铁路桥梁设备类型多、数量大,传统运维管理多以人工为主,缺乏系统化、信息化管理手段。针对该现状开展基于建筑信息模型(BIM)与三维地理信息系统(GIS)的重载铁路桥梁设备智能运维管理研究与应用,解决桥梁快速建模、BIM模型与GIS融合等关键技术问题。以朔黄铁路为背景,基于GIS平台,融合BIM模型、铁路沿线倾斜摄影模型,实现桥梁设备的三维可视化,构建基于BIM+GIS的铁路桥梁设备管理系统,对推进铁路桥梁设备标准化、信息化、精细化、智能化管理具有实际意义。     

基于BIM技术的铁路信号设计和运维平台研究

针对现阶段信号设计和运维系统存在的直观性差、信息整合度低和智能化不高的问题,将BIM技术引入信号系统设计和运维当中。本文分析了采用BIM技术进行信号系统设计和运维的优点,提出基于BIM技术的铁路信号设计和运维平台,详细介绍了子平台的设计过程、实现方式和应用前景。     

动车组PHM模型数据处理架构优化及关键技术研究

动车组故障预测与健康管理（PHM,Prognostics and Health Management）模型研究工作围绕动车组运维数据开展。数据是动车组PHM模型的驱动力，数据计算是动车组PHM模型的核心。文章从动车组PHM模型应用现状出发，对动车组PHM模型数据架构进行了优化设计，研究了动车组车载信息无线传输系统（WTDS,Wireless Transmission Device System）数据清洗及存储等关键技术，提升了PHM模型源数据处理效率。     

BIM技术在高速铁路接触网工程中的应用研究

通过对建筑信息模型(BIM)技术在高速铁路接触网工程中应用的深入探讨和研究,在设计阶段建立接触网零部件三维族库BIM。通过参数化快速腕臂装配建模、线路模型布置,开展碰撞检查、仿真模拟,实现接触网最优设计;通过BIM工程量自动统计、出图功能,提高设计效率。施工安装阶段利用BIM技术,进行工程进度展示,设计交底、施工方案交底,指导施工并提高施工质量。基于BIM的接触网数据集成与传递,实现接触网BIM承载的建设管理过程信息无缝转移到运维阶段,为将来智能运维奠定基础。     

图像识别技术在BIM运维管理中的应用研究

针对当前铁路运维管理中利用BIM技术构建的运维管理平台,提出基于图像识别技术维护日常运维的应用方案:将图像识别技术和BIM技术结合应用到运维管理的信息化系统中,通过对比不同的识别技术,提出了应用YOLOV3更新设备状态信息的方法,以提高运维管理工作的效率和质量。     

基于跨系统数据融合的轨道车辆PHM技术研究

针对目前轨道车辆故障预测与健康管理（PHM）技术应用中存在的监控数据利用率较低、专业综合率不高、故障综合判断率较低的问题,文章提出基于跨系统数据融合的PHM技术方案,详细分析了PHM系统的架构,并利用信息融合和数据挖掘技术建立跨系统数据融合的整车安全性、舒适性、车辆定位、故障应急处理的PHM模型。该技术方案已在广州市轨道交通项目中得到应用,并在实际应用中不同程度地降低了运维成本,提高了故障决策效率。     

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。     

动车组故障预测与健康管理技术的研究及应用

简述了PHM技术的发展现状,结合动车组的功能结构及运维特点,提出了适用于动车组列车的PHM技术体系和系统架构方案,阐述了基于PHM技术而开发构建的动车组PHM系统的功能及技术方案,并以车轮多边形故障预警预测和牵引电机通风装置视情维修为例,简述了部分功能模块的阶段性应用成果。     

探讨BIM技术在机电设备运维管理平台中的应用

传统的机电设备运维管理信息主要来自海量的纸质资料,过于依赖人力查找和巡检,需要探讨一种现代集成手段有效管理这些信息,本研究引入最新技术,开发一种基于BIM(建筑信息模型)技术和RFID(无线射频技术)技术的机电设备运维管理平台,实现智能制定设备维护维修计划、任务跟踪、人事管理、服务管理、应急维修管理、远程监控设备等功能,不仅实现了机电设备集成化交付,而且为BIM全生命周期的应用做了大胆尝试。     

BIM在铁路站房应用的关键技术研究

随着BIM技术在我国基础设施建设中的广泛应用,BIM的各项标准与规范的发布逐步改变了传统的运维管理模式。然而,目前BIM技术在运维管理阶段的高效应用仍然存在多处瓶颈,无法提高基于BIM技术的运维管理效率与作用。因此,针对BIM技术在铁路站房专业领域的应用,展开了基于BIM技术的运维管理平台关键技术研究,并基于京张高铁昌平站的运维模型,验证关键技术的可行性及重要性。研究首次提出BIM技术在运维管理平台需要解决的4项关键技术:模型属性的完善、模型树的划分规则、模型的显示原则以及模型信息的检索,为BIM在运维管理领域的应用提出了合理可行的解决方案,促进运维阶段的数字化模型与实际生产相结合,将BIM模型的展示功能提升到实际运用领域,实现数字化的管理。     

基于BIM技术的铁路运维管理信息平台设计研究

针对当前铁路运维管理体系存在的信息分散、传递滞后等问题,为提高运维管理信息化水平与日常运维管理工作效率,提出基于BIM技术的铁路运维管理信息平台设计研究方案。方案提出了信息平台的建设思路、建设目标及内容,明确了平台定位,设计了平台架构及功能,研究了平台建设策略,对BIM技术在铁路运维管理领域的应用研究具有一定指导意义。     

BIM技术在铁路40 m简支梁设计中的应用

为贯彻基于BIM技术的高速铁路40 m简支梁设计-建造-运维全生命周期管理理念,本文立足设计,从面向装配化的模型结构分解、精细化BIM模型构建和BIM设计交底系统3个方面探索了BIM技术在40 m简支梁设计中的应用,形成了主梁、支座和附属设施3大组成部分的架构分解,定义了设计信息。同时,进行了参数化建模,并构建了简支梁标准产品库,实现了钢筋大样图输出,优化了二维设计。开展了BIM设计交底系统原型设计及研发,丰富了设计交底表达方式。研究成果可为40 m梁制造、运输、架设及运养维护关键信息的创建、管理和共享奠定基础,也可为同类型简支梁BIM技术应用提供借鉴。     

基于BIM技术的城市轨道交通信号设备运维管理系统

针对传统信号设备运维管理中台账管理混乱、故障分析难度较大等问题,提出基于BIM技术的城市轨道交通信号设备运维管理方案。方案以城市轨道交通信号系统为研究对象,通过精细化建模、模型轻量化处理、数据库存储数据、接口与服务、BIM与GIS融合等技术,完成基于BIM技术的城市轨道交通信号设备运维管理系统的架构设计。系统通过对信号设备BIM模型族库的可视化管理,信号设备的动态状态显示及静态数据管理,设备状态的监测以及故障统计、历史维护等信息的查看,实现了城市轨道交通信号设备可视化、信息化、集成化、高效化管理,有利于提高信号系统的运用效率。该系统已在南昌地铁3号线应用,效果良好,可为BIM技术在城市轨道交通信号领域的发展提供借鉴。     

三维重建技术在铁路BIM运维管理中的应用研究

铁路运维管理的水平高低直接影响运输调度、安全生产、日常管理工作的效率和质量。针对当前运维管理中越来越多的利用BIM技术构建的运维管理平台,提出了基于三维重建技术维护日常运维BIM模型创建及更新的应用方案,将三维重建技术和BIM技术结合应用到运维管理的信息化系统中;通过对比不同的成像技术,提出了应用StructureSensor三维扫描设备配合三维重建技术更新BIM运维模型的方法,以提高运维管理工作的效率和质量。     

地铁接触网关键设备 PHM 平台建设的规划探讨

为保障城市轨道交通系统的安全稳定运营,开展地铁接触网关键设备故障预测与健康管理(PHM)平台建设与方案研究。以大数据和云计算技术为核心,设计接触网关键设备PHM平台系统结构,整合接触网维护管理信息和检测、监测数据,评估系统所需的硬件资源,提出结合现有接触网监测管理系统的硬件方案。实现基于贝叶斯网络推理模型的接触网关键设备及零部件的故障诊断、多维度健康状态评价及基于隐马尔科夫模型的维修前剩余时间估计三大功能,最终形成一套从系统到零部件的接触网闭环健康管理体系。论述研究接触网关键设备PHM平台的必要性和可行性,探讨接触网关键设备PHM平台的系统结构、功能设计及可视化呈现。     

故障预测与健康管理技术在动车组中的应用

动车组维护策略优化研究日益受到重视,其中故障预测与健康管理(PHM)技术以及基于状态的维修是目前动车组维护策略优化的重点。分析了PHM技术的现状和发展趋势,结合技术架构对动车组车载PHM系统、车地PHM系统、地面PHM系统等技术进行分析,并对PHM系统进行验证。分析结果可为PHM技术在各类轨道交通车辆中的应用提供参考。