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。     

基于BIM的铁路封闭式路堑设计研究

为了提高封闭式路堑的设计水平，实现工程数字化管理，开展基于建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）的铁路封闭式路堑设计研究。介绍其设计流程和方法，以及与隧道、桥梁接口的深化设计，钢筋深化设计及综合碰撞检查。该设计方法已在多个铁路工程项目中应用，有效减少了设计盲区及专业间的错漏碰缺，提高设计效率和质量，可为其他铁路封闭式路堑设计提供参考。     

铁路工程三维协同大数据云平台研究与开发

铁路工程三维协同大数据云平台是基于3DGIS空间信息平台、BIM云平台、GIM云平台、在线监测云平台及增强现实云平台的多平台融合技术,根据铁路工程项目不同阶段的具体业务需求,通过专题分析和技术应用整合衍生多种专项系统,实现铁路建设项目的设计成果数据、施工过程数据、运维状态数据等多源数据信息一体化协同管理,为铁路项目参与各方提供全生命周期的可视化大数据共享服务。     

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GIS+BIM的西十高铁设计成果综合应用平台研究

BIM技术在铁路工程中的研究应用逐步由最初的二维翻模转变为正向设计,由少数专业应用向全专业应用发展.为更好地表达BIM设计成果,拓展BIM应用价值,依托新建西十高铁项目,对基于GIS+BIM的设计成果综合应用平台进行探究.以CityMaker作为基础GIS平台,通过多源地形融合、多专业BIM设计成果集成、BIM与地形融...     

铁路工程设计BIM技术的差异化与解决方案

研究目的:单体建筑的BIM技术及其应用已趋于成熟,但铁路工程BIM技术的开发与应用整体上尚处于起步和探索阶段。目前业主的需求越来越迫切和广泛,铁路工程设计BIM技术的开发与应用已迫在眉睫。通过建立基于BIM技术带状的铁路工程真实场景模型协同设计平台,实现各专业在同一个全线真实三维场景模型下的协同设计,使工程技术人员对各种工程信息作出正确的理解和高效的应对,从而提高生产效率、节约成本和缩短工期。研究结论:(1)带状大范围工程设计三维真实感场景技术的研究成功,开辟了一个全新的铁路工程设计应用BIM技术途径;(2)利用航空遥感影像数据和地形数据,由计算机生成与现场一致的三维真实场景模型;将各专业的工程三维模型按照里程坐标集成在一个带状连续的三维真实场景中,即可实现铁路工程BIM方式下的协同设计;(3)本文提出的铁路工程设计BIM技术开发与应用的解决方案,对铁道工程设计单位开展BIM工作具有一定的借鉴意义。     

基于达索平台的铁路BIM自上而下设计模式研究及应用

目前铁路BIM设计大多局限于模型建立阶段,缺乏对整体设计流程及模型全生命周期应用的统一管理。基于达索3DExperience平台,结合多年铁路各专业BIM协同设计实际管理工作经验,整理并实现BIM设计中多专业的协同设计,总结自上而下的协同设计流程。从骨架驱动设计、专业人员组织划分、自上而下设计模式、ENOVIA权限管理等多个方面,介绍基于达索平台的铁路BIM自上而下设计模式。     

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。     

基于BIM+GIS技术的铁路工程管理系统研发与应用

随着BIM技术在铁路工程建设全生命周期中的作用日益突出,如何利用信息化手段以低成本、高效率的方法管理好铁路项目成为当前研究的热点。分析铁路BIM应用现状,探讨以GIS服务为核心、BIM模型为主体的铁路工程项目管理模式,研发基于BIM+GIS服务的铁路工程管理系统,完成向建设阶段的BIM交付,实现设计施工信息一体化、BIM工程化应用及信息共享。     

基于BIM的铁路隧道附属洞室设计研究与应用

为升级设计手段，提高设计质量，实现铁路工程数字化交付，文章以铁路隧道附属设施设计为切入点，通过梳理设计流程、研究优化技术，提出基于建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）的铁路隧道附属洞室设计方法。配合BIM软件的二次开发，该设计方法能有效打通隧道设计上下游数据，显著提升隧道设计智能化水平。实践证明，基于该方法在Bentley平台下开展附属洞室设计，能同时满足项目BIM交付及现有设计规范下二维图纸交付的需要，提升附属洞室设计的效率和质量，实现BIM技术与传统设计的融合，助力铁路行业从BIM辅助设计到BIM正向设计的转变。     

BIM+铁路精细化管控平台的设计和应用

为解决铁路全生命周期建设过程中涉及参与方多、专业跨度大、施工过程精细化管理要求高等问题，文章设计BIM+铁路精细化管控平台，将三维模型与施工信息关联，结合物联网、大数据、云存储等技术，从施工组织优化、进度跟踪、综合展示分析等多方面把控工程质量，实现铁路工程建设施工过程的全方位、多角度管理。该平台已应用于雄安特大桥的项目建设，应用结果表明，该平台可辅助施工建设并提高施工效率，助力铁路建设信息化发展。     

铁路三维大场景虚拟踏勘及线路设计要素系统研究

为解决在二维矢量图中进行铁路选线设计工作时缺乏立体感、不直观的问题，基于SuperMap iObjects. Net GIS组件，采用组件式开发技术研制了铁路三维大场景虚拟踏勘及线路设计优化系统。围绕该系统的设计思路，详细介绍了系统的架构、数据库、功能及界面设计；围绕系统开发关键技术，分别阐述了三维场景中线路方案显示及参数化交互技术、基于最小影响域的线路平纵断面及三维中心线自动更新方法、系统与CAD动态联动实现原理、基于WebService的三维地形模型高程计算、GIS三维模型快速生成方法。该系统综合运用了BIM与GIS技术，采用航测影像、卫星影像、激光雷达点云等多种数据源对铁路沿线及周边的三维大场景进行构建，通过系统研发的各个功能模块能在构建的三维大场景中开展线路虚拟踏勘、专业调查、二三维联动设计、GIS三维模型快速布设、成果展示汇报等工作。系统的应用可以满足铁路设计人员三维选线设计的基本需求，能够进一步提高铁路选线设计效率。     

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。     

铁路站场BIM技术应用研究

BIM技术应用是一次设计手段的变革,站场专业是铁路工程中的龙头专业,是BIM技术应用的重点专业,站场设计的效率和质量对整个铁路的建设和运营具有极其重要的影响。论述站场专业BIM技术应用现状。以站场专业利用BIM技术作为设计手段为目的,从设计软件、标准、基础数据和交付平台等方面对站场专业BIM技术应用提出解决对策;提出站场BIM设计软件研发的两种方法。以铁路工程信息模型分类和编码标准为基础对站场IFD标准进行扩充和完善,以站场和航测专业的数据接口为例对站场设计从二维到三维转变时的接口数据适应性调整进行说明。通过对站场设备添加可定位的身份编码,在自主研发的BIM综合管理平台上构建铁路站场专业三维信息模型组织结构树。     

BIM技术在铁路地质勘察中的应用

为解决传统铁路设计存在不同专业间信息沟通不及时、不完全、设计意图表达和理解不明确、设计成果不能有效地服务于铁路工程建造、运营、维护等问题,提出BIM技术应用到铁路设计及地质勘察中的必要性及重要性。BIM技术具多维化、协同性、模拟性等特点,并贯穿设计、施工、运维整个铁路生命周期,其应用能有效地实现勘察成果的数字化、可视化,使铁路设计中各专业能基于BIM模型进行协同设计,多阶段无缝衔接,最大程度实现信息共享,提高设计效率,减少设计变更成本。初步提出将BIM技术应用到铁路地质勘察设计中的2种途径:一是将现有二维成果资料三维化;二是直接模型化勘察基础数据。为BIM技术在铁路地质勘察中的应用提供了参考价值。     

信息系统BIM设计在铁路客运站房的应用研究

以武当山西站的BIM应用实践为例,对信息系统BIM设计流程、设计成果进行了介绍,并作出了总结。通过BIM手段可实现专业间数据的协同与共享,避免传统施工图中差错漏碰现象,对于提高设计效率,控制投资,指导施工并减少施工返工率有着重要的意义。     

基于Revit的铁路构件三维建模方法研究与应用

随着信息化和大数据时代的到来,BIM在土木工程领域的发展已经成为必然趋势.但铁路工程具有专业多、体量大、结构复杂、线路长等特点,铁路模型构建难度大、重复性工作多且各组件拼接复杂,建模效率低,直接影响了BIM在铁路工程的应用和推广.为解决上述问题,基于Autodesk Revit平台探索铁路三维参数化建模的思路与方法.通过建立构件族库,利用族样板和族嵌套技巧,实现铁路BIM模型的快速搭建.结合柳州市航二路延长线工程实际,验证了铁路参数化建模的实效性.     

基于多源影音数据融合的铁路工程调度指挥平台关键技术研究及应用——以广州白云站工程为例

为解决铁路行业工程建设阶段现场资源调度难、生产情况实时把控难,以及紧急事件应变处置难等问题,提升施工各参与方对铁路工程施工现场情况的掌控分析和紧急情况的应急决策能力。以广州白云站铁路工程项目为实际背景,通过对项目管理各方实际调度需求的梳理分析和施工建设管理过程中涉及的多源影音数据归纳管理,研究私有云+公用端模式的多层架构体系(MVC)、5G技术、数据融合、BIM+GIS、全IP网络结构等关键技术以及安全传输协议,结合多源影音数据融合与分析算法,研发涵盖“基础数据管理、即时通讯、预警分析、指挥调度以及调度移动端APP”等功能模块的铁路工程多源影音融合指挥调度平台。平台将施工现场的物联设施、监控设备、通讯工具等多源时效数据交互应用,实现高效管理与资源调度、现场即时管控与多方面综合考量、快速分析与应急决策的铁路工程项目调度指挥信息化、数字化管理。平台在白云站建设过程中示范应用,为白云站工程调度效率提升30%,减少25%的安全事故,取得良好的经济效益和社会效益。     

IFC在铁路隧道中的应用研究

IFC标准是开放的建筑产品数据表达与交换的国际标准,支持建筑物全生命周期的数据交换与共享。根据铁路工程需要进行IFC Schema扩展,形成铁路IFC标准可为基于BIM的铁路工程建设管理服务。依托大瑞铁路高黎贡山隧道,基于Bentley平台开展铁路IFC标准在隧道项目的应用研究。完成了铁路隧道IFC标准到商用BIM软件平台的嵌入,能够将设计模型信息传递至施工模型,将施工模型信息传递至工程建设管理平台,实现了信息在相关阶段的传递和互用。     

铁路山岭隧道BIM设计应用研究

以铁路山岭隧道为研究对象,通过广泛调研提出了铁路山岭隧道BIM设计技术路线,结合"武襄十"铁路王家庄隧道BIM设计实践,详细论述了铁路山岭隧道BIM设计流程。实践表明,利用BIM技术构建3D模型,可以直观、准确地再现隧道与地质构造、附属结构等的空间关系,避免了常规二维设计的差错漏碰现象;通过三维可视化模型输出二维图纸及进行隧道工程数量统计保证了二维图纸相互关系的正确性及工程数量的准确性。通过应用研究初步实现了BIM与GIS系统结合,并引入FLAC3D软件对BIM隧道模型结构受力进行了三维数值模拟分析。