铁路机务车辆BIM数据存储标准研究及应用

BIM数据存储标准是BIM技术标准的重要组成部分，而IFC标准是唯一支持数据完整性以及数据交换性的公共标准，铁路大部分专业已完成了IFC标准扩展及部署应用，但铁路机务车辆IFC标准尚为空白，有必要开展铁路机务车辆IFC标准研究。在IFC4标准基础上，系统梳理铁路IFC标准框架及研究进展，提出铁路机务车辆IFC标准扩展原则，结合全路机务车辆设备分类趋势和专业设计习惯，开展铁路机务车辆IFC标准实体类及属性集扩展，其中实体类扩展包括空间结构单元扩展、系统扩展和构件扩展，属性集扩展包括部件属性集扩展和构件属性集扩展；完成了扩展成果在达索平台的部署及应用，并依据铁路机务车辆IFC实体分类原则建立了铁路机务车辆BIM标准化模型数据库。研究成果充实完善了中国铁路BIM标准体系，实现了铁路机车车辆BIM设计高效化、标准化以及BIM模型几何和非几何信息的标准化传递及共享，为建设管理和运维交付及拓展应用提供标准化BIM基础数据支撑。     

铁路勘察数据标准化存储研究与应用

针对铁路勘察信息化、数字化的需要，以及当前多专业协作勘察过程中存在的数据存储标准不统一问题，为规范铁路勘察数据的管理及后续应用，减少因数据标准不统一带来的不同系统之间数据贯通困难，促进系统集成及信息资源共享，根据勘察数据特点，规范了数据分类、格式及编码，建立了结构化数据和非结构化数据的数据库结构。依据计算机存储特点，提出采用关系型数据库存储结构化数据+分布式HDFS存储非结构化数据+空间数据库存储三维空间数据的方案，既保证了不同数据间的分类存储，又实现了底层数据联通。通过研发铁路勘察与选线设计数据管理平台，对勘察数据进行标准化存储和管理，验证了该标准化存储方案，为铁路数字化勘察提供了重要支撑。此外，针对勘察数据标准化存储的未来发展应用，提出利用不断积累的数据，通过大数据分析、数据挖掘、动态感知及人工智能等新技术手段为勘察工作提供更准确的预测和分析，不断提高勘察工作效率和准确性。     

基于元数据的铁路设计成果数字化交付方案研究

为实现铁路基础设施信息资源的共享和利用,从分析铁路基础设施全寿命周期信息化管理规划入手,结合铁路建设项目设计阶段到建造阶段的设计成果数字化交付的具体需求,提出基于元数据的铁路设计成果数字化交付方案,为设计成果数据统一语义交付和最终实现铁路基础设施全寿命周期的信息共享提供了技术路径。     

面向铁路行业测绘数据集成共享探讨

研究目的:针对铁路测绘数据具有呈带状、分带多以及数据格式、存储位置均异构等特点,且数据量庞大、数据在各专业之间的流转效率低、数据管理不规范、数据重复使用效率低下等问题,本文进行基于元数据的测绘数据集成共享关键技术探讨,为铁路行业测绘数据成果规范管理、提高成果流转效率和服务手段等提供借鉴。研究结论:本文针对铁路测绘数据入库和查询等问题,提出了基于元数据的测绘数据集成共享方法,建立了铁路测绘元数据标准以及实现了基于接图表的三维可视化查询技术,为铁路测绘数据管理和应用提供了强有力的工具。研究结果表明,该方法完全满足铁路测绘数据规范管理和高效应用的需求。     

基于BIM的城市轨道交通运维模型交付标准研究

结合我国城市轨道交通建设的发展现状，并基于BIM（building information modeling，建筑信息模型）技术的应用尝试与实践，阐述轨道交通交付信息标准化的重要性，提出了轨道交通设施设备BIM模型数据库的初步架构。以轨道交通运营维护管理需求为导向，调研分析轨道交通交付的设施设备对象及其信息，在21类轨道交通设施设备中确定了15类交付对象，并将交付对象的属性信息分为两大模块，即基本模块和外部链接模块，规范BIM模型建制单位提交的BIM模型成果内容。最后，探讨轨道交通建筑信息模型的交付形式，对BIM模型交付的数据格式、模型拆分与组合给出了一定的建议。     

基于IFC的轨道交通BIM构件标准库研究

针对轨道交通工程的建筑信息模型(building information modeling,BIM)建模方法不统一、信息不规范,导致 BIM 模型数据难以在后期有效统一应用的弊端,研究基于工业基础类(industry foundation classes,IFC)标准的轨道交通 BIM 构件标准库。首先,根据轨道交通工程各专业构件的表达需求,研究构件类型、构件信息的 IFC表达,以及适配 IFC 标准的扩展机制;其次,提出轨道交通 BIM 构件标准库技术框架,主要包括基础数据层、技术支撑层、应用场景层、用户层;然后,采用国家标准的分类编码方法定义轨道交通各专业 BIM 构件的分类编码,设计了构件信息模板,规范各专业构件的属性信息及其资源链接方式;最后,研究 BIM 构件模型的加解密方法,以保障轨道交通工程 BIM 模型数据的安全性。研究结果表明,通过搭建统一的 BIM 构件标准库,能够促进参建方采用标准化的 BIM 构件模型创建轨道交通 BIM 项目模型,保障 BIM 模型的规范性。     

基于BIM的城市轨道交通运维模型交付标准

结合我国城市轨道交通建设的发展现状,并基于BIM(building information modeling,建筑信息模型)技术的应用尝试与实践,阐述轨道交通交付信息标准化的重要性,提出轨道交通设施设备模型数据库的初步架构。以轨道交通运营维护管理需求为导向,调研分析轨道交通交付的设施设备对象及其信息,在21类轨道交通设施设备中确定了16类交付对象,并将交付对象的属性信息分为两大模块,即基本模块和外部链接模块,规范建筑信息模型建制单位提交的模型成果内容。最后,探讨轨道交通建筑信息模型的交付形式,对建筑信息模型交付的数据格式、模型拆分与组合给出了一定的建议。     

数字轨道地图描述方法研究及通用轨道模型设计

在对数字轨道地图格式描述方法的研究方面,欧洲起步较早。2001年欧洲制定了铁路应用标准数据接口——RailML,为数据存储和各应用间的数据交互提供了标准的格式规范。相对而言,国内尚无统一的铁路应用标准数据格式和组织规范。各研发单位根据自己研发的系统需求,自行定义数字轨道地图格式。对比了国内外常用系统数字轨道地图的描述方法,并根据列控系统的需求,提出了一种列控系统通用的轨道拓扑模型的设计方法。     

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。     

基于信息模型的铁路桥梁协同设计研究与实践

为解决传统设计模式中资料分散、成果表现形式不直观，易造成信息不对称问题，对基于信息模型的铁路桥梁协同设计开展研究。通过研究协同设计平台应用及基于信息模型的协同信息传递方式，形成了应用协同设计平台和数字化设计软件开展桥梁设计的方法。提出应用基于公共数据环境的协同设计平台进行分层级资源配置、文件状态控制、标准化流程驱动的铁路桥梁设计项目管理方法，实现了对设计资源、过程、结果的全过程管理，保证了设计信息的有序、高效传递。提出规范专业间信息交互的数据格式，制定与线路、地质等相关专业的信息交互接口，开发桥梁数字化设计软件，利用接口获取其他专业信息模型中的数据，同时对外提供接口访问桥梁信息模型中的数据，实现了基于模型的设计信息高效传递和利用，保证了信息的准确性和时效性。该铁路桥梁协同设计方法在兴保铁路信息模型设计中进行了应用，采用协同平台进行资源配置和流程管理，使流程清晰可视化、信息流转可追溯；数字化设计软件的应用，省掉了人工识别和填写资料步骤，辅助桥梁设计模型快速创建。通过对设计成果进行三维可视化检查分析，直观地暴露桥梁与周边环境及其他专业的衔接问题，降低了工程风险。     

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。     

基于BIM技术的铁路多专业数字化设计研究

随着信息技术的不断发展，BIM技术的应用已成为铁路工程设计领域的重要趋势。基于BIM技术，铁路工程勘察设计领域在数字化设计取得了一定进展，但依旧存在数据标准不统一、系统集成难度大等问题。为解决这些问题，统一专业设计环境，实现多专业数字化设计集成，基于BIM标准体系框架，制定企业标准，研究满足数据统一存储表达的标准数据模板；设计多专业间信息交互接口，搭建多专业设计软件研发框架，初步形成了多专业数字化设计体系。在此基础上，从利用工作空间进行设计资源管理、构件库搭建、专业接口及建模功能设计和设计成果输出等方面进行阐述，明确了专业数字化设计功能研发的主要内容，提出工程数量统计方案和利用信息模型进行二维图纸绘制的方法，研发多专业数字化设计软件，为专业数字化设计提供高效便捷的工具。通过在项目中进行应用，体现了数字化设计的优势，验证了数字化设计体系，达到了提高效率和质量的效果，形成了一套较为完整的多专业数字化设计解决方案，为铁路多专业数字化设计研究提供借鉴和参考。     

基于统一数据模型的轨道交通BIM协同设计系统研究

轨道交通工程是一项涉及多专业的复杂系统工程,现有的BIM协同设计系统仅可实现三维模型的部分协同功能,无法满足其全生命周期的管理需求.为实现多专业、全方位协同功能,提高多专业间的协同设计效率,文章构建基于统一数据模型的轨道交通BIM协同设计系统.该系统可在设计过程中对各专业的模型构件及专业数据进行提取及管理,在保证数据一...     

基于XML技术的非结构化数据到结构化数据转换的研究

针对高速列车数字化仿真平台的数据来源各异,仿真输出文件非结构化,各子系统之间数据交换量大等特点,迫切需要研制一种协同仿真异构数据转换及统一数据交换接口解决方案.本文主要研究协同仿真异构数据转换与管理,提供统一的异构数据交换与访问接口.引入了数据提取的模板概念以及基于XML技术的数据转换方法,该方法将表数据和表结构分别存放于XML和Schema文件中,再解析XML和Schema文件生成元数据及SQL建表语句完成异构数据的转换.该方法使得非结构化数据到结构化数据转换的流程高效、快捷.     

铁路工程绿化设计成果表达的研讨

根据多个公路项目绿化设计的实践经验，结合铁路工程建设的特点，对铁路的绿化设计成果的表达进行了研讨，提出了铁路工程绿化设计的技术要求、工作程序与文件编制格式。     

基于GIS的数字铁路选线在工程设计中的应用

研究目的:基于GIS的铁路选线设计,关键的技术实现是空间数据的统一与转换,建立在地理元数据标准之上的统一空间数据架构,是实现从工程数据到地球空间数据转换的依据,通过空间变换机制,实现工程数据与GIS空间数据的统一,并运用GIS的空间数据组织能力、空间分析与三维建模表达技术,为工程设计提供作业数据与直观的分析应用平台。研究结论:基于GIS的铁路选线设计,不仅为基于空间分析的方案策划、工程设计、数据获取、数量统计与三维展示提供了广泛地面向空间信息技术的应用平台,也为大区域的空间工程建设提供了更为合理的数据组织基础,展现出与传统平面设计的优势,为大区域工程设计提供了一种更科学的设计手段。     

基于IFC标准和数据库技术的铁路站场自动化BIM建模方法

随着BIM+GIS相关技术的快速发展，对勘察设计成果多维化表达的需求持续增强，如何解决铁路站场专业设计流程复杂、接口专业繁多等问题造成的三维建模效率低下的现状，以及由此导致的二维勘察设计工具平稳过渡到三维设计平台是铁路站场工程亟待研究的热门问题。国内外市场公开发行的三维建模产品形式多种多样、效率参差不齐，针对不同的工程应用场景适应性差异巨大，并且现有产品多为封闭的图形数据库存储格式，不同平台之间难以实现准确、高效的协同化作业。国际buildingSMART组织提出的IFC技术和相关标准为数据从底层逻辑实现跨平台流通提供了出色的技术路线和发展理念，以及高度可扩展性。结合MDB/SQL等成熟的数据库技术将AutoCAD图形数据与IFC编码信息梳理成一套完整的映射和存储关系，并开发了配套软件系统，可以将图形信息经数据库模块等中间件生成为IFC文件，进一步基于OpenRail Designers平台参考L-SYSTEM理论和NURBS建模等方法开发了一套将IFC文件读入并自动创建BIM模型，由于是配合铁路站场专业需求的二次开发，将二维勘察设计成果转化到三维勘察设计成果的过程中也能够将很多原自定...     

铁路安全风险信息分类标准化

铁路安全风险信息分类标准化是实现依托安全大数据信息科学研判和管控安全风险的基础。以MECE分类分析法为指导，提出铁路安全风险信息分类总体思路；将风险事件确定为风险信息最关键的引导项，从风险定义出发研究铁路安全风险事件的规范化描述方法；基于领结模型分析，研究铁路安全风险事件的信息颗粒度描述方法和事件链模型；基于铁路安全风险管理过程，分析给出风险信息标准化项点；结合铁路行业安全风险信息有关的标准、规章，研究标准化项点的规范化和结构化。结果表明，基于风险定义、安全风险管理过程和领结模型进行风险信息分类，能够确保形成稳定、科学合理的分类体系；风险事件的规范化描述适用于以风险点、风险行为、风险偏差为特征的面分类法；风险事件的颗粒度描述可采用铁路局集团公司、专业、站段、车间共4级的线分类法；基于铁路安全风险管理过程，可清晰地梳理出信息标准化项点；标准化项点的规范化和结构化主要通过术语内涵、数据格式、典库实现。     

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。     

基于Flex的施工组织形象进度图的设计与开发

针对铁路工程建设中指导性施工组织形象进度图无法在线阅览、格式标准不统一等问题，提出实现施工组织形象进度图的设计与开发目标，梳理了形象进度图的功能，提出了基于Flex和J2EE总体架构的开发思路，通过对基础数据的维护管理、构建标准化的图例库以及解决Flex与JAVA通信等问题，开发实现了可在线阅览、数据及时共享、标准格式统一的铁路工程指导性施工组织形象进度图。