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的城轨数字化建设管理与 安全风险管控研究

为顺应城市轨道交通高质量发展需求,开展信息化整体规划、顶层设计,研究编制建筑信息模型(building information modeling,BIM)标准体系与管理体系,研发基于 BIM 的建设可视化协同管理平台与基于 BIM 的安全 管控系统,依托重庆市铁路集团在建 15 号线、27 号线项目开展建设阶段基于 BIM 的数字化管控,以 BIM 模型 为数据载体,挖掘 BIM 技术的价值,重点探讨 BIM 技术在项目管理层面的应用延伸,以组织架构创新为先 导,以信息化应用重塑项目管理流程为核心,利用数字化管理平台,实现各管理层级、各部门、全员实时参与,管 理过程全专业覆盖、全过程实施、全维度管控,实现企业管理由传统的经验管理向数字化管理、流程化管理、标 准化管理的转变,提升项目管理水平与效率。     

数字孪生技术在轨道交通车辆全寿命周期管理中的应用思路

为将数字孪生技术应用于轨道交通车辆全寿命周期管理各业务，实现作业效率和作业质量的进一步提升，结合数字孪生在其它产业的应用情况，从数字孪生的定义、特征、关键支撑技术出发，阐述了数字孪生技术在轨道交通车辆行业产品研发、工艺设计、采购物流、生产制造及检修运维等业务板块的应用场景。对于建立理想状态的轨道交通车辆数字孪生体，从开展MBD(基于模型的工程定义)技术的协同应用、产品构型管理、产品健康管理，以及构建多物理场、多学科的协同仿真等方面提出建议。     

基于数字孪生的铁路货运站场资源可视化系统

针对铁路货运站场资源占用规模大、设施设备种类多、调度作业频繁复杂、站场内部资源缺乏系统性管理等问题，设计基于数字孪生的铁路货运站场资源可视化系统。结合站场资源管理的实际需求，详细阐述数字孪生应用原理及架构，通过精细化建模与仿真、交互与协同、数据融合和分析等关键技术，实现了对站场箱位、货位、股道、车辆等信息的维护和管理。应用表明，该系统可增强站场内部资源间的协同性及数据共享能力，有助于提高铁路货运站场的作业效率和管理水平。     

基于数字孪生技术的环铁一体化协同试验平台研究

数字孪生技术是实现铁路数字化转型和智能化升级的有效手段。针对环形铁道(简称:环铁)试验基地各个试验任务相对独立、缺乏统一监测和管控等问题,研究开发了环铁一体化协同试验平台,实现环铁实验基地全域数据资产管理,基于环铁试验基地数字孪生模型,提供实验管理、资产管理、调度管理等应用功能,可对试验计划、试验流程、试验过程和试验结果进行有效管理,有助于优化环铁试验资源配置和试验流程再造,进一步提高了环铁试验基地的试验服务能力,为环铁试验基地数字化、智能化转型升级提供技术保障。     

基于空天地多源数据的铁路三维大场景构建与应用系统

针对常规平面地形图二维场景存在的缺乏立体感、不直观的问题，提出基于多源空间数据的铁路三维大场景构建方案、铁路三维大场景构建技术流程及数据格式标准化、数据预处理、数据轻量化处理和数据组织管理方法。同时，设计研发了铁路三维大场景应用系统，阐述了系统研发目标、总体架构和系统功能。实践证明，所设计的系统可以为铁路设计人员提供一个更加直观、全面、真实的三维空间设计环境，能够满足铁路工程线路三维虚拟踏勘、专业设计验证和方案三维展示分析等勘察设计工作需要，提升铁路勘察设计数字化、智能化水平。     

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。     

实景三维空间信息平台与数字孪生川藏铁路

智能化是世界铁路发展的重要方向,数字孪生是建设智能铁路的有效途径,实景三维空间信息平台则是物理空间与信息空间中孪生铁路全生命周期精准映射与融合协同的重要基础和“铁路大脑”的神经中枢,也是复杂环境下铁路建设和管理信息化水平与品质保障的关键支撑。本文首先介绍了智能铁路的发展背景和数字孪生铁路的潜在应用;然后提出了实景三维空间信息平台的总体架构与功能组成,探讨了多模态时空大数据高效组织管理、灾害风险信息自适应汇聚与智能服务等关键技术;最后,面向川藏铁路建设的紧迫需求和主要挑战,对数字孪生川藏铁路实景三维空间信息平台的建设与应用作出了归纳与展望。     

基于BIM+GIS的铁路站房可视化管控平台设计与应用

针对铁路站房施工现场环境复杂、多方协同管理难、进度失控风险高、资料收集整理工作量巨大、信息孤岛难以共享继承等问题,以南宁北站站房建设项目为试点,搭建可视化管控平台,研究BIM+GIS在铁路站房建设项目管理中的具体应用。可视化管控平台以地理信息为基准,将BIM模型和地理场景相结合搭建数字沙盘,以信息技术为纽带,将宏观的地理环境与微观的构件信息相结合,对施工进度、质量安全、文档资料等多维度数据进行动态可视化管理。基于BIM+GIS的铁路站房可视化管控平台设计与应用对推动铁路站房施工可视化、数字化、智能化具有良好的指导借鉴意义。     

基于Bentley平台的铁路隧道BIM正向设计研究

随着铁路工程建设数字化水平的不断提高，为满足铁路隧道智能设计的应用需求，对铁路隧道BIM正向设计进行研究并完成相关设计程序研发。以Bentley平台为技术支持，结合隧道设计流程，形成了一套铁路隧道BIM正向设计系统，涵盖正向设计方法和设计成果输出。正向设计方法包含模板库参数化设计、构件库参数化设计、隧道纵断面设计、隧道洞身模型生成、隧道洞门参数化设计；设计成果输出包含三维模型应用、工程量统计、二维图纸生成。详细介绍参数化设计、纵断面设计、二三维联动等关键技术方案和程序实现原理，提出在设计数量及体量较大构件和差异性较大构件时智能化程度不高的问题，并针对性提供解决方案和后续研究建议，总结BIM正向设计在可视化、参数化设计、信息化管理、多专业协同、结合地形设计等方面的优势。     

铁路信息系统软件开发平台的研究与设计

针对铁路信息系统软件开发技术多样化、系统间互联互通和数据共享困难、软件研发力量亟待增强、软件开发管理机制不完善等问题，基于容器化、服务化、平台化的架构理念，应用微服务、数据仓库、企业应用集成等技术，构建铁路信息系统软件开发平台，为铁路信息系统的软件设计、实现、测试、部署及项目管理工作提供一整套高度集成的工具。该平台的应用有助于规范和优化铁路信息系统软件研发工作流程，强化软件开发技术选型统一管理，显著提升软件开发资源复用水平，为多主体协同研发提供强有力的支持，并有益于建立客观公正的软件研发项目团队评价与选用机制，促进铁路信息系统软件整体研发效能的全面提升。     

基于BIM技术的铁路轨道正向设计系统研究

为解决铁路工程专业间协同设计难度大、专业内构件关系复杂多样、信息模型难以跨阶段应用等诸多问题，阐述了BIM技术在轨道工程领域取得的研究成果，通过构建专业接口实现模型、线路计算模型、轨道结构参照关系模型，将轨道结构设计流程进行数字化表达，依托Bentley平台OpenRail Designer基础软件，研发了“以模型为载体、以数据来驱动”的铁路轨道正向设计系统，系统包含项目设置、数据管理、接口设计、轨道设计、轨道建模、模型应用和拓展应用等七大模块。研究结果表明：该系统实现了上下序专业间的模型级协同设计及轨道结构的参数化建模，软件使用流程契合轨道设计工作流程，轨道信息模型为设计、施工、运维等项目阶段的应用提供信息载体，大幅提高了轨道设计的质量和效率。     

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DevOps理念的铁路软件开发平台设计

针对不断提高的铁路信息化建设需求，设计了基于DevOps理念的铁路软件开发平台。通过微服务架构、容器化管理、统一安全认证等技术，提供全生命周期的一站式软件开发服务，实现软件开发可视化、管理统一化、数据公享化，打破单兵作战的软件开发模式。在中国铁路上海局集团有限公司应用的结果表明，该平台提升了软件交付效率，保证了软件开发与交付过程中的可靠性、稳定性和安全性。     

欧洲铁路数字孪生战略实施计划与应用现状

文章首先探讨在数字孪生趋势下欧洲铁路行业发展的机遇,阐述在数字孪生研发上进行持续投入对推动铁路数字化转型的关键作用。然后,简述法国国家铁路网应用数字孪生技术时面临的挑战,介绍目前与该公司数字孪生计划相关的5个项目的详细信息,以及通过部署此类技术带来的铁路网络性能的潜在收益。最后,介绍数字孪生技术作为铁路向数字化转变的一部分是如何在荷兰ProRail公司推广并应用于复杂、关键设施设备的健康状态判断的,以期为铁路行业从业者提供经验借鉴。     

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。     

三维协同工艺平台在轨道交通装备产品工艺研发中的应用

文章针对三维协同工艺平台在轨道交通装备行业的应用,详细阐述了三维协同工艺平台的架构、技术路线,以及工艺研发关键的业务场景。三维协同工艺平台可实现设计、工艺和制造并行协同,改变了传统多平台分步式工艺研发流程,推进了轨道交通产品工艺研发的数字化。     

基于BIM的铁路基础设施运维管理平台总体方案及关键技术研究

为了提高设计建设期数据资料的应用价值，实现铁路基础设施的可视化、信息化、规范化管理，提出基于BIM的铁路基础设施运维管理平台总体方案。方案阐述了当前铁路运维管理信息化系统的发展现状，分析了信息化平台建设的具体需求，从总体架构、网络架构和关键技术3个方面给出了详细的设计思路和实现方法。对BIM技术在铁路基础设施运维管理领域的应用研究具有一定的指导意义。     

铁路企业财务共享平台设计与研发

针对当前铁路企业部分单位财务报账相关业务操作标准不统一,企业财务数据信息共享程度低及财务风险管控较弱等问题,调研汇总相关需求,结合当前企业财务风险管理新发展趋势,全面规划功能,利用标准化表单流程模板、灵活的规则化凭证配置、系统微服务等关键技术,设计研发了铁路企业财务共享平台。通过该平台的"规范、集约、精细、规模、系统"的报账业务信息化处理,推动了相关制度及业务流程的规范及完善,增强了现有财务管理信息系统间的集成度,加强了业务协同和内控机制,有效提高了铁路企业的管理工作效率,具有广阔的应用前景。     

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...