信息化模型技术在铁路车站改造中的应用研究

为了提高铁路车站改造过程中的信息化水平和管理效率,采用航空摄影测量和倾斜摄影测量技术,建立车站改造范围内的三维实景模型;利用3DGIS技术,将铁路信息化模型、车站改造设计方案、站房BIM设计模型和三维实景模型进行集成,建立完整的铁路车站改造信息化模型系统并应用于铁路车站改造施工组织过程中,为铁路大型车站改造提供基于虚拟仿真的地理信息环境。     

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。     

基于BIM的三维地形自动修正和拟合方法

在铁路工程BIM设计中,利用测绘资料生成的三维地形面是BIM设计的基准数据。现有铁路BIM设计软件一般利用已知特征点、线直接生成三角网,由该方法生成的面存在无法反映实际特征以及三角面之间过渡突兀等问题。针对此方法的不足,提出一种基于高斯过程回归模型的三维地形面拟合及修正方法,即利用少量特征点、线拟合三维地形面,也可以在顾及原始曲面三维特征的前提下,利用少量高精度特征点、线进行纠正,得到更高精度的地形面。该方法已应用于京张高铁BIM设计中,为路基、桥梁、隧道、建筑以及站后各专业提供了准确的地形基准,具备良好的实际应用价值。     

BIM技术在沪通铁路线路专业的应用

为推动BIM技术在铁路工程设计中的应用、方便铁路行业选线设计人员了解BIM平台进行铁路线路建模,结合上海—南通铁路（简称:沪通铁路）试点项目,详细阐述BIM平台—Bentley PowerCivil的三维地形建模模块、线路选线模块和选线设计流程。建立的三维地形模型和线路三维模型为桥梁、地质、站场等专业建模提供了基础数据。 Bentley PowerCivil平台在沪通铁路试点项目中的成功应用,可为今后基于该平台开展线路BIM设计提供参考。     

基于BIM技术的铁路隧道正向设计研究

以Bentley平台和二次开发软件为技术支持,对基于BIM技术的铁路隧道正向设计进行研究:结合新版软件功能,从项目创建、流程管理、参数化设计、三维建模、工程量统计等方面出发,总结BIM正向设计在可视化、参数化设计、信息化管理、结合地形设计等方面具有的优势;另一方面,BIM技术还存在部分构件建模过程复杂、二次开发软件不足、出图功能欠缺、参数化数字化设计不完善、审核难度大等问题。通过本次研究,进一步优化了铁路隧道BIM正向设计流程,为在隧道专业中推广BIM正向设计积累了宝贵的经验。     

基于Revit的铁路线路三维信息平台开发

智能高铁是我国高速铁路发展的趋势,BIM技术融合智能化、信息化等手段,可实现铁路项目的全生命周期管理,提高管理水平和工作效率。根据BIM技术特点,基于Autodesk Revit建立铁路线路三维信息平台,为铁路项目信息化管理提供参考。首先,利用PowerCivil并根据线路平、纵断面等资料,生成线路中心线三维线形,为后续线路三维信息模型建立提供基础条件;随后,将线路中心线三维线形导入Revit平台,利用二维构筑物图纸创建各种构筑物族,再通过Dynamo编写命令将各种构筑物族沿线路里程布置,从而完成线路三维信息平台的构建。研究发现:三维信息平台可满足铁路线路模型三维可视化要求,并将铁路线路设计、施工、运维各阶段的信息进行融合,为铁路项目信息化管理搭建可操作的平台基础。     

基于三维协同的铁路框架箱涵正向设计研究与应用

为了研究涵洞在三维场景下的协同设计、模型实时交互创建方法与二维成果转换，基于BIM、协同设计平台与数字化技术，形成了数字化三维铁路箱涵设计软件。提出：(1)各涵洞构件以不同的工程与结构特性分类建模，再整体拼装，将涵洞常用工程参数融入建模过程中，并通过不同的适用条件与分类标签对涵洞进行数据库管理，便于设计复用；(2)基于不同层级构件使其形成构件树列表，对项目中的涵洞工点进行管理，调用协同接口读取线路、地形、路基等关联专业的三维BIM模型作为环境参数与约束条件进行正向设计，实时调整涵节布置、斜交角度、填土厚度、涵轴坡率等结构控制参数；(3)建模完成后，可通过协同接口输出涵洞的结构尺寸、位置信息等工程信息，向专业计算软件与二维出图软件提供交互数据，提高不同专业间、不同设计阶段间的信息传递效率，并输出二维图纸成果，实现了基于三维协同BIM模型的数字化设计信息高效传递和利用。该铁路箱涵三维设计软件在成达万铁路中进行了应用，快速进行数百个涵洞正向设计，并根据实际环境进行设计调整，优化设计参数，排查不同专业间接口问题，相比以往的设计方式极大地提高了三维建模效率，减少人为因素产生的设计问题，为桥梁工程...     

BIM在铁路设计中的应用探讨

通过阐述建筑信息模型(BIM)概念,分析基于BIM技术的全生命周期理念的建筑优势,并介绍BIM技术在国内外建筑业及国内铁路行业的发展现状,提出铁路设计应用BIM的5个关键点:与GIS技术结合、综合管线碰撞检测、站场运营管理、协同设计与作业、项目各阶段的衔接,总结国内BIM发展存在的问题:行业标准缺失、三维协同设计理念缺乏、专业软件不足、市场认知与人才培养问题,并提出对应的推行BIM策略,最后提出BIM将引领铁路建设向信息化、智能化发展。     

基于Bentley平台的铁路箱涵设计应用研究

铁路涵洞工程是铁路工程的重要组成部分。箱涵在铁路涵洞工程中应用最为广泛。为了满足铁路涵洞的设计计算及建模需求,解决涵洞BIM正向设计的难题,利用C#语言在Bentley软件平台进行二次开发,继承上游专业(如线路专业、地质专业等)的模型和数据,进行三维可视化人机交互快速创建涵洞模型。研究表明:通过整合现有的桥涵专业设计技术,能够更加智能高效创建铁路涵洞三维构造模型及钢筋模型。基于精细化涵洞BIM模型,能够更加直观、清晰地发现二维设计中存在的不足,提升设计质量。同时,由涵洞BIM模型可以直接生成图纸、统计工程量,大大的提升设计效率。     

BIM技术在西韩城际铁路等三条陕西城际项目中的应用研究

近年来,在铁路BIM联盟推动下,铁路行业BIM技术发展迅速。但是由于受铁路行业自身特点的影响,铁路工程BIM技术应用尚未完全成熟。为促进BIM技术在铁路工程中的推广及应用,以陕西3条城际铁路BIM技术应用为案例,对铁路行业BIM技术应用面临的三维信息模型的高效构建、铁路BIM标准的应用、信息的交付与传递等难题进行研究。从铁路行业专业BIM软件的研发、铁路项目BIM标准的建立和完善、BIM综合管理平台的研发等方面对铁路工程BIM技术应用面临的难题提出解决对策。研发适用于铁路各专业的辅助设计软件。编制城际铁路BIM设计应用指南和设计成果交付标准,利用LID编码构建铁路辅助设计各专业结构树,并对铁路联盟IFD标准进行扩展和完善。研发BIM建造管理平台,为设计成果交付和施工阶段的BIM技术应用提供了基础。     

BIM+GIS数据集成技术在铁路桥梁施工管理的应用

随着铁路智能化技术的发展,开展BIM、GIS等信息化技术应用研究,实现铁路工程项目的设计、施工及运维全生命周期信息化管理,具有巨大的应用价值和广阔的前景。针对京雄城际铁路固霸特大桥项目,以应用BIM技术构建的高精度三维铁路工程结构物模型为载体,以无人机倾斜摄影技术生成的GIS数据集成大场景为核心,实现铁路工程项目信息化管理,提升了铁路建设项目智能化建造水平。在京雄城际铁路四桥六线并行段、桥梁装配式一体化段进行BIM+GIS数据集成技术应用,取得了良好效果,为铁路工程建设信息化、可视化、数字化、智能化施工管理提供参考。     

BIM技术在铁路隧道设计中的应用

阐述BIM在铁路领域中的应用理念和BIM在铁路设计中的发展趋势。针对铁路隧道专业,结合宝兰客运专线石鼓山隧道辅助坑道工程,从斜井模型建立、模型审查和生成二维视图等方面分析BIM在隧道设计中的应用,探索BIM三维模型的建立,实现隧道设计从传统二维向三维转型;提出铁路建设项目各参建方BIM技术应用方案,分析运用BIM技术开展铁路设计的发展趋势。     

BIM在铁路行业的应用及其风险分析

研究目的:软、硬件及信息化水平的发展为BIM技术在工程建设领域的广泛应用提供了条件。基于BIM技术和铁路行业的特点,以及BIM在铁路中的应用现状,阐述铁路全生命周期中BIM技术的可能应用场合,并从政策、经济、技术、人力资源、管理等五大方面进行风险与对策分析,为铁路行业BIM应用、信息化铁路建设及相关标准制定提供参考。研究结论:(1)BIM技术的出现给铁路行业生产及管理效率提升带来新的驱动力,可以应用于铁路规划、设计、施工及运营全过程,帮助提高工程质量,降低建设成本;(2)在实际应用中面临政策不完善、经济效益不显著、核心技术不足、人力资源短缺、管理制度不明确等风险,导致其应用主要侧重三维建模,尚未完成全生命周期应用,相关技术、标准、政策及管理等方面还需进一步完善。     

墩台结构的参数化BIM模型设计

BIM能够将桥梁工程项目通过三维数字技术模拟桥梁从设计到施工完整的真实信息,为工程设计和施工提供相互协调、内部一致的信息模型。相较于传统的二维平面图纸,BIM技术实现了资源一体化的设计施工,方便各专业协同工作,节约了工期和成本,使工程保质保量。成果模型均基于达索3DEXPERIENCE平台建立,按照铁路桥梁BIM设计项目统一建模标准命名。对于铁路BIM设计中数量较多,而形状相似的墩台结构,模型采用参数化驱动建模,通过改变参数,可迅速自动生成新项目的墩台模型,大大节省了新项目的建模时间,减少了出错概率。     

基于3DEXPERIENCE平台的动车运用所BIM设计

动车运用所BIM设计是一项复杂的系统工程,涉及站场、房建、轨道、测绘、桥梁等16个专业。基于达索3DEXPERIENCE平台,依托中国铁路设计集团有限公司动车运用所BIM试点项目,分析BIM技术在动车运用所三维信息模型设计全过程的应用。阐述试点项目的BIM技术研究范围及各专业的设计内容,梳理3DEXPERIENCE平台下多专业实时协同BIM设计模式,并展望其在动车运用所的工艺设计、施工仿真、运维管理及与VR技术等方面的深化应用。     

铁路路基排水BIM设计方法研究

基于BIM技术开展铁路路基排水设计是深化和优化设计的需要。重点阐述在Auto CAD平台基于数字地面模型和实体反应器技术,实现多视口、平面交互式、纵断面自动化设计的排水平纵联动协同设计;在达索系统基于参数化模板,创建附加IFC分类和属性信息的排水BIM模型。研究结果表明,通过Auto CAD和达索软件接力完成铁路路基排水BIM设计,降低了开发难度,操作方便,自动化程度高,有助于深化排水设计,提高排水的系统性、直观性和信息化,具有推广应用价值。     

铁路桥梁下部结构钢筋BIM模型创建程序研发及应用

2013年起，铁路行业BIM技术落地应用进入快速发展的时期，桥梁专业设计还需手动创建下部结构三维钢筋模型，严重制约实际生产，亟需程序研发，解放劳动力。针对这一现状，结合有关标准、BIM和C语言技术，对Bentley软件原有功能进行二次开发，并总结西康高铁应用实例。结果表明：(1)下部结构配筋程序研发完成，性能和扩展性良好，已应用于多条长大干线铁路；(2)该程序极大提高了模型创建效率和属性信息传递的准确性，从根本上改变了三维模型手动添加属性困难的现状；(3)程序满足深化设计需求，准确生成二维图纸并统计工程量，校核设计成果，提高设计质量；(4)信息模型能够在工程建设多阶段实现共享流转，提升工程建设质量和水平。     

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。     

基于BIM技术的铁路客车车辆段设计研究

近年来,随着BIM技术在铁路行业的逐步普及,铁路工程的信息化程度要求也越来越高。在车辆段建设过程中,传统的二维图纸设计无法实现工程项目设计、施工、运用的信息共享,也不能满足设计阶段多专业的协调需求。如何利用BIM技术实现设计信息的无损传递,提高车辆段设计水平和信息化水平是业内亟待解决的问题。为解决上述问题,依托西安站改客车段项目,对车辆段BIM设计软件解决方案和实施流程进行探索,验证车辆段BIM设计流程,完成车辆段BIM模型的建立并对其进行碰撞检查、排烟分析、日照模拟、工筹策划等应用拓展,结合BIM实践经验,优化提高铁路车辆段的设计手段。     

BIM技术在沪通铁路站场路基设计中的应用研究

近年来,BIM技术已经从概念普及进入应用普及阶段,铁路工程中BIM技术的应用研究也得到快速发展,然而,站场路基因其涉及专业多,成为BIM技术推广重点和难点之一。为研究BIM技术在铁路站场路基设计中的应用,基于Bentley平台,结合沪通铁路BIM试点项目,探索站场路基多专业协同设计的解决方案。首先利用ProjectWise搭建协同管理平台,随后通过PowerCivil创建数字地模并进行线路平纵设计,再利用其横断面模板和廊道功能开展站场路基设计,同时基于Bentley平台开发插件实现框架桥涵和地基加固桩的参数化建模,最终进行多专业模型整合。研究表明,ProjectWise可以实现多专业协同设计,PowerCivil的基本功能结合相应的二次开发可以满足铁路工程站场路基基本应用,并初步实现正向设计功能,但精细化设计还需要进行全面二次开发。