铁路数字化选线三维地质环境建模方法

铁路数字化选线设计达到实用水平的关键是复杂地质区域的数字地质选线技术。本文采用插值n次Bézier曲线和三次参数样条曲线分别实现不同类型地质对象在三维地质环境中的矢量化表达;采用CDT构建方法建立地质对象约束TIN模型,基于纹理定位和影像纹理坐标计算方法,实现栅格解译影像的定位和表达;实现将铁路数字化三维选线的矢量数据、栅格数据一体化的三维地质环境建模方法。根据直观地质遥感解译影像,建立OBB包围盒算法,自动判断线路与地质对象的空间冲突。在三维地形环境的基础上,建立超地图模型,实现三维地质环境和三维地理信息的统一集成和应用。实例表明,本文的三维地质环境模型能够较好满足复杂地质区域的数字选线要求。     

基于WebGIS的铁路线路三维场景构建

文章基于WebGIS技术,研究了铁路线路三维场景构建方法并将其应用于工程实践中。利用数字高程模型（DEM,Digital Elevation Model）与高分辨率遥感影像构建了铁路线路三维带状地理环境;对铁路工程要素模型进行参数化建模,并将建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）与三维地理环境场景进行交互定位;基于ArcGIS Online平台,实现某条铁路线路三维场景的发布、在线浏览、空间分析等功能的应用。     

新建铁路线路数字化设计平台的研究

利用数字摄影测量技术,已能生产数字线划图、正射影像图、数字高程模型、立体配对影像图等多品种的摄影测量产品。利用这些产品,结合图形图像处理技术、数据库应用技术,建立虚拟现实的立体图形系统来代替现在普遍流行的传统的数字线划地图,进行铁路线路选线设计,将为铁路在三维环境下进行设计提供了新的思路和方法。     

新建铁路线路数字化设计平台的研究

目前利用数字摄影测量技术,已能生产数字线划图、正射影像图、数字高程模型、立体配对影像图等多品种的摄影测量产品.利用这些产品,结合图形图像处理技术、数据库应用技术,建立虚拟现实的立体图形系统来代替现在普遍流行的传统的数字线划地图,进行铁路线路选线设计,将为铁路在三维环境下进行设计提供了新的思路和方法.     

地铁前期工作对地铁造价的影响分析

简要介绍了我国地铁的建设现状及地铁工程建设的几个主要阶段。通过对我国主要城市地铁投资情况的数据进行比较和分析，得出我国部分主要城市的地铁工程前期投资状况。透过案例，着重分析了地铁前期规划阶段包括制定线网规划、制定地铁线路沿线土地利用，以及控制性详细规划、客流预测、确定线路敷设方式等各项工作；同时，深入剖析了前期各项工作对地铁造价的不同影响方式和影响程度，并在此基础上有针对性地提出了一些降低前期投资的方法和建议。     

基于三维大场景的铁路线路方案优化技术研究及应用

随着正射影像采集、无人机倾斜摄影、点云激光扫描等技术的发展，在GIS平台中构建三维场景的方法日趋成熟，现有的数字化选线软件多为图形、数据分离的二维设计软件，在GIS平台下开发的具备符合线路设计业务且勘察设计流程的软件较为欠缺，因此，从统筹规划、数据筛选和利用服务进行铁路选线的角度出发，开发GIS平台下的人机交互线路方案优化功能势在必行。将目前三维GIS领域的新技术应用于系统开发中，结合铁路选线的常规调整优化作业流程，提出基于GIS三维大场景中的线路方案优化流程、三维单一及二、三维组合场景下的线路方案优化方法。通过集成线路表达参数、平面交点、断链、纵断面等线路走向控制数据，对优化区域内的线路方案进行空间变换及同步调整，为线路设计提供更加直观、全面的环境信息，以及与之契合的线路空间实体。在铁路大场景系统中开发线路方案优化模块，通过对2.3 km线路方案进行功能应用，验证了本文所提方法的科学性和实用性。     

三维激光扫描技术在地铁隧道断面测量中的应用

地铁隧道土建施工完成后为了对线路进行调线调坡,需要对地铁隧道进行断面测量,三维激光扫描技术与常规测量方法相比具有非接触式测量、可高密度采集空间三维点云数据等特点,为地铁断面测量提供了新的技术手段。介绍三维激光扫描技术的基本原理和在地铁隧道断面测量中的方法,并结合南宁地铁1号线隧道断面测量工程实例,对三维激光扫描技术在地铁隧道断面测量中应用的可行性进行探讨。断面测量成果不仅为线路进行调线调坡提供依据,而且还可以为后续的隧道模型构建、隧道变形分析以及铺轨和设备安装等工作提供相关应用和支持。     

基于实景三维铁路选线的空间控制要素研究

随着选线环境日渐复杂，约束种类日益多样，空间约束逐渐成为影响线路方案最终决策的关键因素，但现有的数字化选线软件缺少对空间控制要素的自动提取和位置分析。针对上述问题，提出“矢量面提取-简化-单体化”的方法从倾斜摄影模型中自动提取空间约束；对线路设计过程中涉及的多种空间约束进行归纳、分类，定制支持参数化修改的约束实体；确定各类空间约束与线路的碰撞检测规则，优化检测过程中的求交算法，完成约束和线路空间位置关系的快速分析，实现实景三维铁路线路调整过程中空间约束的实时检测、预警。根据上述方法在大场景铁路线路设计系统中开发空间约束处理模块，通过实际案例分析验证本文所提方法的可靠性和高效性。     

基于GIS空间分析的地铁线路规划决策支持研究

介绍了GIS空间分析技术在地铁线路规划决策支持中的应用,研究了基于GIS的地铁线路规划基础数据采集、组织、保存,以及使用GIS空间分析为线路走向分析,车站选址分析提供决策支持。     

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。     

城市轨道交通调线调坡集成技术

1主要技术性能 城市轨道交通调线调坡集成技术,综合运用了应用计算机图形学、科学计算可视化、计算几何、人机交互、虚拟现实、计算机动画等理论和技术,对数字高程的提取、地铁限界技术的应用、断面模型的建立、线路平纵横断面的交互设计等关键技术进行了研究,研发出调线调坡设计双边线形约束等优化算法,对传统方法进行了改进和创新,在有限的三维洞体空间里进行三维协同设计,实现线路平、纵协同设计,满足了城市轨道交通建设需要,并可进一步推广到国铁、磁浮等相关领域,从而大大地提高了设计工效和质量.     

基于三维大场景的铁路数字勘察与设计优化技术研究及应用

结合铁路设计人员对三维大场景应用需求不断提升，以及铁路三维GIS技术研究及三维可视化平台开发在勘察设计多专业综合应用方面尚存在不足的现状，开展了基于三维大场景的铁路数字勘察与设计优化技术研究，提出了不同阶段铁路三维大场景的制作方法，构建了铁路勘察设计数据库并开发了后台数据管理系统，研发了大场景铁路线路设计优化与决策系统(简称“大场景平台”),实现了铁路三维大场景网络化构建、多源数据管理以及三维虚拟踏勘、专业调查、线路优化、专业设计验证、成果展示等应用功能。经过铁路工程项目实际应用，大场景平台能够满足铁路勘察设计人员室内开展三维数字勘察与设计优化的应用需求，可明显提高铁路勘察设计作业效率及数字化技术水平，并为设计成果数字化交付打下了良好基础。     

地铁线路数字化设计系统研究

现有的地铁线路设计软件在交互性、易用性和技术水平等方面存在缺陷,导致设计效率不高。基于最新的AutoCAD平台研发了地铁线路数字化设计系统(MLDDS)。介绍软件的功能结构和特点,并从数字地面模型技术、平面线形设计模型、纵断面线形设计模型、平纵智能联动技术四个方面总结软件采用的关键技术。软件有如下显著特点:采用业界领先的数字地面模型技术,实现了地面线内插工作自动化;针对实际设计定制研发的线路平纵断面自定义实体交互简便、性能稳定;平纵断面设计实体相互关联,智能联动,保证了设计的方便性和数据一致性,可大幅提高线路设计工作效率和水平。研究成果可为地铁线路三维设计和BIM应用提供技术基础。     

基于Unity3D的地铁线路三维模型自动生成的研究

地铁线路三维模型的自动生成有助于快速实现三维视景仿真。以线路平面和纵断面数据为基础,研究了线路路径点的坐标计算方法;采用Unity3D和C#程序,结合数据库技术,实现了数据读取与路径生成;采用线渲染器组件和生成Mesh网格的方法,实现了轨道、道岔等模型的创建;并通过Douglas–Peucker算法,实现对轨道三维模型的简化,有效提升了画面渲染速度和帧率;运用碰撞检测、消息广播等技术,实现了虚拟场景漫游和列车运行模拟。基于该研究开发的软件可快速构建地铁线路模型并进行驱动,为地铁运营场景仿真提供三维视景基础。     

“无人机+”测绘技术在铁路工程汇报展示中的应用

现有铁路工程方案汇报多采用二维平面图及三维动画模拟的方式,存在二维平面图展示要素不够直观,三维动画模拟制作过程复杂、比例易失真、无地理精度等问题。为解决以上问题,研究融合"无人机+"的铁路工程方案汇报展示方法及流程:在工程相应阶段,利用无人机搭载不同传感器获取线路方案实景视频、数码相片、倾斜摄影影像等多源数据,再基于DOM与DEM三维渲染、视频与二三维模型融合、倾斜建模处理与三维GIS平台管理技术处理,得到相应的铁路工程汇报展示产品,包括铁路工程AR三维基础场景、视频融合模型的VR产品、以及实景三维模型等。通过项目试验,研究不同展示方法在铁路工程竞标、勘察设计阶段的表现效果、制作成本、制作周期和应用策略等指标。研究表明,相较于传统铁路工程方案汇报展示方法,"无人机+"测绘技术展示效果更直观,能有效解决比例失真、无地理精度等问题。     

厦门轨道交通建设数字化转型实践与思考

数字化转型是轨道交通建设降本、提质、增效的重要手段。通过深入分析传统轨道交通行业在生产经营过程中存在的突出问题,从厦门轨道建设发展集团有限公司的数字化转型实践出发,阐述厦门地铁在建设过程中的总体流程和数字化实践过程。厦门地铁建设探索传统工程建设与数字技术有机结合的可行性和创新性,制定以建设数字底座、开展数据治理、建设智慧地铁和完善企业管理的实施路径。同时,厦门地铁在信息模型、智能乘客服务、智能运输组织、流量经济等方面开展数字化转型建设的初步尝试,不仅促进企业管理模式的变革和智慧场景应用的进步,而且为企业和轨道交通行业的高质量、可持续发展奠定良好的数字化基础。     

GIS-BIM在铁路工程建设管理中的应用研究

针对当前铁路工程项目地域广泛、工程复杂,传统的管理模式不能满足多维信息的共享与管理,开展基于GIS-BIM技术在铁路工程建设管理中的应用研究。采用快速建模方法构建大范围三维铁路工程结构物;通过基于数据转换的GIS-BIM融合技术实现铁路工程建设和工程结构的精细化管理;基于倾斜摄影技术,快速真实描述客观场景。利用GIS-BIM技术,构建工程建设环境,工程模型的三维场景,工程结构物模型,实现模型和铁路工程建设项目信息共享与集成、铁路工程建设项目信息化管理。基于GIS-BIM技术构建的铁路工程建设地理信息系统在郑万（郑州南站—万州北站）铁路试点应用,效果良好,此研究可为铁路工程建设信息化、可视化管理提供参考。     

弹性需求下多方式交通网络中地铁线路规划问题研究

现有路网中是否建设新的地铁线路是一个重要的投资决策问题。本文研究弹性需求下多方式交通网络中地铁线路的投资决策问题。假定路网中的出行者可选择小汽车方式、步行换地铁方式或小汽车换地铁方式出行。将交通系统中交通规划管理者和用户的相互作用描述为离散双层规划模型,其中上层模型中交通规划管理者决定是否新建地铁线路以使得总社会福利最大,下层模型描述网络用户的旅行选择行为,包括出行路径,停车（换乘）设施和出行方式选择行为。设计了基于分枝定界法的算法求解该模型。最后,以一个算例说明模型和算法的应用。结果表明,不同的投资方案将明显影响出行者的旅行选择行为和网络性能。     

基于倾斜摄影的城市轨道交通三维实景环境建模方法

城市轨道交通线路三维规划设计需要更加真实、准确和完整的城市三维实景环境,而现有的建模方法在精度、速度和真实度上已无法满足这种要求。采用倾斜摄影技术,实现了城市三维实景环境快速建立和模型单体化的建模方法,建立具有全要素并带有高精度地理信息的城市三维实景环境,满足线路三维规划设计要求。基于3DGIS(三维地理信息系统)和二次开发技术,实现了三维场景融合和三维实景环境下的线路规划设计及方案的三维漫游展示,为城市轨道交通三维规划设计提供了新的解决方案。     

上海地铁运营维护保障数字化转型实践与思考

上海地铁现已形成超大规模运营网络,面临客流量大、系统设备复杂、运维难度高等诸多挑战,为进一步提升运维质量、保障运营安全,上海地铁加快推进基于全寿命周期管理的运营维护保障数字化转型探索.分析了上海地铁运维保障现状和数字化运维建设需求,介绍了数字化运维的技术支撑和应用场景.提出数字化运维建设,通过贯穿全场景的技术创新,突破专业壁垒及多层分散的管理界面,打通生产过程中的数据流、信息流,优化资源配置,形成集约复合、协同联动的运营维护体系.基于数字化运维,可实现传统的线路级运维模式向网络级运维模式转变,全面实现一体化运维管理.