基于BIM技术的桥梁下部结构参数化建模与协同设计应用

为解决铁路桥梁下部结构建模过程中，参数化程度低、各专业协同数据传递不畅等问题，对铁路桥梁下部结构参数化建模与协同设计应用进行研究。本文为铁路桥梁应用较为广泛的桥墩、基础类型提供了参数化建模方法，提出下部结构协同设计功能的实现方式和流程，并从数据、建模、应用三个层面对开发工作展开论述。在数据层面，提出桥梁下部构件数据结构的定义思路，并基于Bentley平台EC框架建立参数化数据与三维模型间的联系，解决了设计信息的传递问题；在建模层面，基于平台图形接口与参数化模板技术，实现不同截面、不同类型实体的创建，提高了参数化建模功能的适用性；在应用层面，对软件界面及主要功能进行详细介绍，通过将三维参数化建模方法与协同设计数据融合，开发了基于协同接口的三维建模与下部结构计算功能，实现了协同数据的高效利用，保证了三维模型的准确性与设计数据的统一性。该参数化建模方法在通苏嘉甬铁路项目信息模型设计中进行了应用，实现了设计成果的三维可视化分析与各专业接口的快速核查。     

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。     

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...     

基于BIM技术的接触网三维数字化设计软件研究

为满足铁路接触网设计BIM建模要求，解决当前接触网三维建模速度慢、软件参数化程度低等正向设计过程实施困难的问题，根据接触网专业的建模流程和设计人员的工作内容，提出以数据为依托的参数化建模解决方案。采用Openrail Designer软件进行接触网三维数字化设计软件开发，实现了协同设计平台路桥隧等专业接口资料获取，接触网构件参数化设计管理，支柱布置，腕臂、悬挂自动装配，二三维图纸同步和工程数量清单输出等功能，详细介绍了接触网支柱、腕臂、补偿装置等构件参数化建模的关键技术，专业间数据协同、接触网三维模型的自动创建以及二三维模型绑定等方法，促进了专业间数据的协同交互，提高了BIM模型的创建效率，为接触网BIM正向设计提供有效工具支撑。     

基于达索平台的铁路土建工程BIM协同设计技术研究

为解决铁路土建工程建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）设计过程中出现的重复建模和数据传递不畅等问题，以路基、桥梁、隧道专业为代表，从三维协同设计环境出发，提出了信息传递及设计成熟度管理方法，实现了模型数据的有效管理及BIM技术标准的有效实施；围绕“骨架–模板”设计方法，提出以骨架设计、构件模板装配设计形成的土建工程BIM设计流程，实现了三维BIM环境下的土建工程设计流程再造；对土建工程间的接口设计技术进行研究，充分发挥了协同设计环境在土建工程领域的应用价值。该研究为满足各专业信息需求提供了有效路径，可为后续BIM技术在铁路工程中的应用提供借鉴。     

基于MBSE的车门系统设计研究

以文档为载体的传统设计方法存在着需求表述不明确、设计信息传递不准确、设计变更困难等问题，文章将基于模型的系统工程(MBSE)思想引入设计过程，并以轨道车辆车门系统为例进行可行性验证，形成了一种适用于轨道车辆的产品正向设计流程。首先，详细介绍了MBSE思想的实施过程，包括建模语言、建模方法、建模工具；其次，基于Magic Grid方法论，结合轨道车辆应用场景，进行车门系统正向设计；通过利益相关者需求的不断细化，定义系统和子系统功能，设计系统和子系统活动逻辑，梳理各级接口通信信息，明确系统物理实现需求，支撑后续详细设计阶段工作开展；最后，采用SysML语言描述车门系统的需求、功能、架构模型，并建立相应的追溯关系，验证该方法的可行性。结果表明，MBSE思想在车门系统设计上得到了成功应用，以模型为载体的MBSE设计方法能够准确传达设计意图和设计信息，有效地提高设计和变更效率，形成的产品正向设计流程可扩展应用于轨道车辆总体系统设计过程。     

基于WebGL引擎的铁路工程BIM+GIS平台研发及(设计阶段)应用

随着铁路行业BIM设计软件和二次开发插件的不断完善，铁路工程中的BIM设计方法正日趋成熟。为了更好地解决BIM软件自身在整体组装、周边地理信息融合、模型尺度表达、一致分析、全局定位存在的不足，提升设计模型集成和信息共享的效率，解决设计人员对设计区域场景立体感不足、多源信息获取不直观、设计专业间交互欠缺及汇报展示过程效率低等问题，依托某铁路项目，开展了针对铁路工程的BIM+GIS平台研究。平台整体采用B/S模式，后台通过融合多源GIS数据、多专业BIM设计模型数据和项目专业人员角色权限数据的综合数据应用构建方案，实现了多源数据的融合与入库；前端以WebGL引擎为底座，开发实现基于设计阶段的场景应用。在此基础上，平台实现了基于人员角色权限的多源异构GIS数据和多专业BIM模型数据的整合与共享，实现了场景数据基础管理、三维空间分析、三维标注与绘制、定位展示查询和快速建模等功能。通过某铁路实际应用验证表明，该BIM+GIS平台准确还原线路周边地理、地质环境，在方案优化、专业接口优化、专业设计优化、差错漏碰冲突检查及可视化交付方面提高了专业内部和专业间的协同设计效率，减少了设计中的差错漏碰及丰富...     

BIM技术在鲁南铁路轨道设计中的应用

结合鲁南铁路试点项目,探索Bentley平台实现轨道设计的流程。阐述鲁南铁路的工程概况,针对项目特点选择平台,并进行简要的分析,提出由源文件、构件库、轨道设计与应用4部分组成的设计流程。Bentley平台在鲁南铁路试点项目中的应用,验证了Bentley平台及软件在轨道专业的可行性,并进一步提出轨道建筑信息模型(BIM)设计系统的构想,为实现轨道BIM的正向设计提供参考。     

新建成都至达州至万州铁路桥梁BIM协同设计

铁路桥梁设计具有环境关联性强、协作专业多、接口复杂等特性，设计时需要与多个专业主体密切配合，在开展三维设计过程中，需重视协同设计的理念。依托新建成都至达州至万州高速铁路，在桥梁三维设计过程中，使用自主研发的桥梁数字化设计软件，通过协同平台进行流程管理，对新建成达万高速铁路桥梁进行BIM建模。搭建基础、桥墩、简支梁、连续梁、涵洞等常规构件库作为模板，根据桥梁设计过程中数据的识别与转换，快速批量导出常规桥梁模型，对特殊结构如斜拉桥、桥梁挡墙防护等通过手动建模方式实现。结合地形地物以及其他专业模型，对设计成果进行三维可视化检查，直观地暴露桥梁与周边环境及其他专业的接口问题，减少施工图纸中错漏现象的发生，降低了工程风险。通过构建数字资产管理平台，为施工管理与运营维护提供数字化信息管理服务，在施工方案三维模拟过程中加入关键技术动态展示，优化施工组织的合理性，构建智慧施工平台，为施工调查、征地拆迁、动态展示等提供数据支撑。在传统三维模型仅展示漫游功能的基础上，探索三维设计在管理运维中的拓展应用，为高速铁路桥梁BIM协同设计思路提供经验。     

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Autodesk及Bentley平台的地铁区间BIM技术应用研究

研究目的:当前地铁工程的主流BIM设计及应用均局限于车站主体结构的范围内,而对于地铁区间结构的BIM设计尚无研究及应用成果。对于地铁区间的BIM设计尚存在是选择Autodesk平台还是Bentley平台作为BIM设计的工具这一难题。模型在不同软件间传递也总存在丢失构件及其信息的问题。本文以呼和浩特轨道交通1号线一期盾构区间BIM设计为背景,结合Autodesk平台及Bentley平台进行区间结构专业BIM设计,而后采用Navisworks软件与其他专业进行协同设计,以解决以上问题。研究结论:(1)本次BIM设计首次建立了地铁区间的联络通道、疏散平台、区间风井模型,验证了各BIM软件综合应用、无需自主研发区间结构专业BIM插件即可解决区间结构专业BIM设计问题;(2)此次BIM设计验证了采用dwg、skp、dwfx作为中间格式,进行软件间的模型传递,不丢失构件及其信息;(3)此次BIM设计探索了一套盾构区间全专业BIM协同设计及应用的流程及方法,BIM软件生成的工程量是符合工程实际的,多专业协同设计的流程及方法是切实可行的。     

BIM技术在铁路机务段设计中的应用

铁路机务段设计具有涉及专业多、专业接口复杂的特点,传统二维设计容易出现管线碰撞及设计缺陷。为提高设计质量,以迁建西安机务段项目为依托,对BIM技术在大型铁路工程中的应用进行探索。本项目运用Inventor、Revit、Navisworks等设计软件作为BIM设计工具,将所涉及的14个专业工程内容全部进行BIM设计。通过建立族库、各专业BIM设计、模型整合的流程,构建一个覆盖全专业的数字化仿真模型,并总结出一套机务段BIM设计流程。实现了模型可视化展示、二维出图、属性信息添加、工程量统计、碰撞检测等应用。机务段工程设计复杂,专业接口众多,运用BIM技术可直观展示设计意图,并能轻易发现各专业设计中的错、漏、碰、缺问题,为提高设计质量提供有力保障。     

轨道车辆二维快速布局设计系统的建立及应用

介绍轨道车辆二维快速布局设计系统的构建方案及应用情况。通过归纳分析轨道车辆各系统功能单元结构特点及接口关系,基于参数化设计理念,在AutoCAD/Windchill软件基础上,基于车辆二维平断面布置设计流程,采用二次程序开发,形成了可配置式二维快速布局设计系统。通过该系统,实现了后台参数化设备图块的配置、添加、修改,后台数据的集中管理和权限分配等;前台以人性化的导航界面引导设计人员实现了车辆快速选形定形,设备图块位置的快速放置与调整,设备图块参数化驱动,从而实现平断面图的快速设计,规范了二维快速布局的配置及操作方法,确保了设计流程的上下贯通与设计数据流向的准确性,有效缩短了产品研发周期,提高了研发的质量。     

接触网设计平台及基础数据库系统的设计与实现

铁路勘察设计电气化接触网专业在设计过程中,涉及专业、人员、数据量众多。为提高不同专业间协同设计及具体区间辅助设计效率,确保项目流程的可追溯性,实现多专业数据共享,特开发了接触网设计平台及基础数据库系统。通过对电气化接触网专业业务流程的分析,设计项目管理流程,结合短信提醒与中心数据库管理技术,实现了项目流程的管理、监控与数据共享。从接触网辅助设计的数据获取,中期数据处理、工程设计约束及工程数量统计等方面进行分析、归纳和简化,采用参数化的设计方法,建立了对应辅助设计子系统的数学模型,并采用"用户-角色-权限"模式的访问控制机制保证了应用过程中数据的安全性。     

基于BIM公共数据环境的装配式建筑协同设计

装配式建筑是一种新兴的建筑形式，具有高效、环保、节能等优点，已经成为建筑行业重要的发展方向之一。装配式建筑设计过程中，建筑、结构和机电等专业需要频繁进行数据交互，设计方与生产厂、物流商、施工单位等也是数据高度耦合，沟通协调量大。为解决设计阶段信息混乱、共享效率低等问题，推动不同团队、不同单位围绕设计工作展开高效协作，并最终提升装配式建筑设计协同度，为此，采用BIM公共数据环境(CDE)解决传统基于IFC、gbXML等国际标准进行数据交换存在的数据丢失问题，并建立一个基于BIM CDE的装配式建筑协同设计平台。该平台的核心为一种由“三要素”(通用数据、文件数据以及数据关系)组成的扁平化数据模型，对设计过程中形成的各种几何数据(如建筑、结构、机电等专业工程模型和数据)和非几何数据(如装配式建筑设计说明书、生产运输说明书、施工组织设计等)进行融合和存储管理。进而，以REST API的接口方式对资源的访问，包括建筑、结构、机电等专业之间的数据交换，以及设计、生产厂和施工单位之间的信息反馈，并梳理基于该平台的装配式建筑协同设计工作流程。该平台有助于实现装配式建筑设计阶段的专业协同与阶段协同，保障...     

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。     

四电BIM信息集成管理平台构建研究

针对四电工程信息管理过程中工程算量大、数据共享困难、资源复用率低等问题,提出基于BIM技术的四电信息集成管理平台。平台以四电工程图纸信息为基础,借助Revit软件创建工程中的构件族库,生成BIM模型云构件库和云模型库。将模型信息和工程资料相结合,实现施工信息多源协同建模;最后在BIM标准规范体系支撑下,采用EA架构理论,构建四电专业各项目可以多方参与、多阶段协同的信息管理平台。平台已在北京地铁信号项目等工程中上线应用,预期效果实现良好。     

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...     

BIM正向设计在地下综合交通枢纽中的应用研究——以西安火车站北广场综合改造工程项目为例

城市地下综合交通枢纽工程具有影响范围广、涉及主体多、协调工作量大等特点，设计中常会受到进度管控、动态变更、工程量算繁复等因素制约。基于西安火车站北广场综合改造工程，针对工期紧、周边环境复杂与协同需求大等特点，构建BIM正向设计管控平台。通过在设计中严格贯彻平台应用原则、明确专业间数据链传递与冲突解决机制、合理协调模型生长与信息量关系的方式，实现了平台在场地部署、土方开挖分析、参数化建模、机电深化设计、施工模拟与进度管控等方面的应用，解决了开挖优化、多专业协作工作流、快速建模与拼装接驳等问题。实践表明：利用BIM正向设计平台能确保各专业的协同作业，保障模型生长的完整性与有效性，实现了“一模多用”效果。该平台正向设计效率较传统翻模模式提升了17.3%,使项目提前1个月完工。     

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。