盾构隧道BIM参数化建模软件设计与实现

随着BIM技术在铁路隧道工程领域的飞速发展与应用，为解决盾构隧道三维建模过程繁琐、建模精度不足、建模效率低的问题，提出参数化建模软件研发方案。通过对盾构隧道设计内容和关键技术进行研究，根据核心业务需求，对软件进行整体架构、关键模块和数据库设计，研发盾构隧道BIM参数化建模软件。对盾构通用楔形管片的几何约束和工程约束进行研究分析，建立设计参数与中间推导参数的数学表达式，实现参数间的联动，实现盾构管片BIM模型的参数化创建。然后建立线路数学模型，通过计算高精度线路坐标，完成盾构管片的三维空间定位排版拼装，实现盾构隧道BIM模型的创建。工程应用表明，该软件结构合理，满足盾构隧道建模实际需求，能有效减轻设计人员的劳动强度，大幅提高盾构隧道BIM模型的建模精度和效率。     

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。     

基于三维地理信息系统与建筑信息模型融合的城市轨道交通线路设计方法

3DGIS(三维地理信息系统)平台可实现城市轨道交通线路规划设计和空间位置优化,并可承载BIM (建筑信息模型)模型的地理环境。通过3DGIS中的线路设计数据在BIM软件的自动集成,实现线路BIM模型参数化建模。根据线路里程与地理坐标的空间关系,采用FBX BIM数据交换格式,按里程将线路BIM模型转换到3DGIS地理空间中,实现3DGIS场景和BIM模型的有效集成,解决了城市轨道交通线路BIM模型集成展示及管理中存在的问题,实现了基于BIM技术和3DGIS的城市轨道交通线路三维设计。     

墩台结构的参数化BIM模型设计

BIM能够将桥梁工程项目通过三维数字技术模拟桥梁从设计到施工完整的真实信息,为工程设计和施工提供相互协调、内部一致的信息模型。相较于传统的二维平面图纸,BIM技术实现了资源一体化的设计施工,方便各专业协同工作,节约了工期和成本,使工程保质保量。成果模型均基于达索3DEXPERIENCE平台建立,按照铁路桥梁BIM设计项目统一建模标准命名。对于铁路BIM设计中数量较多,而形状相似的墩台结构,模型采用参数化驱动建模,通过改变参数,可迅速自动生成新项目的墩台模型,大大节省了新项目的建模时间,减少了出错概率。     

基于BIM技术的铁路隧道正向设计研究

以Bentley平台和二次开发软件为技术支持,对基于BIM技术的铁路隧道正向设计进行研究:结合新版软件功能,从项目创建、流程管理、参数化设计、三维建模、工程量统计等方面出发,总结BIM正向设计在可视化、参数化设计、信息化管理、结合地形设计等方面具有的优势;另一方面,BIM技术还存在部分构件建模过程复杂、二次开发软件不足、出图功能欠缺、参数化数字化设计不完善、审核难度大等问题。通过本次研究,进一步优化了铁路隧道BIM正向设计流程,为在隧道专业中推广BIM正向设计积累了宝贵的经验。     

基于Civil 3D部件编辑器的铁路BIM部件模型构建研究

为实现铁路线路结构参数化建模,基于Autodesk Civil 3D部件编辑器(SAC,SubassemblyComposer)研究了自定义部件参数化模型的构建流程。利用部件编辑器可视化的设计流程和参数驱动图形交互的方法,针对不同的横断面形式,构建了单线有砟轨道部件、隧道部件和多级边坡部件参数化模型,并将参数化部件与三维地形曲面模型相融合,在三维可视环境下实现设计部件的工程量精确计算。通过SAC创建的部件具有设计参数更改方便、建模迅速、交互性强、形象直观的优点,是铁路BIM应用部件建模一种有效的方法。     

基于Revit的BIM模型参数化建模研究

BIM技术在铁路行业全生命周期的应用是未来的发展趋势。建立完整BIM模型首先要快速、准确地建立各设备BIM模型。对于结构相对固定的实体,建立设备BIM模型可大大减少参数化建模工作量,提高建模准确率与工作效率。以钢结构避雷针塔为研究对象,在分析其结构特点并确定模型精度的基础上,定义钢结构避雷针塔的关键参数,明确几何参数与关键参数的对应关系以及几何参数间的约束关系,并通过Revit二次开发对钢结构避雷针塔进行参数化建模。实践表明,实现BIM模型的参数化建模可减少因模型重建造成的时间浪费,提高建模准确率和工作效率。     

基于BIM的三维铁路道岔建模方法研究

在我国大力推进铁路数字化过程中,BIM技术的研究与应用显得尤为重要,道岔三维数字化建模是铁路BIM化作业中的一个重点和难点,目前却很少有人研究。利用VBA开发AutoCAD平台,自主研究道岔各个组成部分和计算方法,设计可视化界面,并结合土木工程设计软件Civil3d,实现基于BIM不同型号的三维道岔建模。研究结果表明:设计中重复,固定的过程由计算机系统自动完成,对道岔的设计效率、准确性和直观性都具有十分重要的意义,同时,道岔BIM模型是铁路线路BIM模型的一个重要组成和补充,可以嵌入整个铁路项目BIM模型中。     

BIM技术在高速铁路接触网工程中的应用研究

通过对建筑信息模型(BIM)技术在高速铁路接触网工程中应用的深入探讨和研究,在设计阶段建立接触网零部件三维族库BIM。通过参数化快速腕臂装配建模、线路模型布置,开展碰撞检查、仿真模拟,实现接触网最优设计;通过BIM工程量自动统计、出图功能,提高设计效率。施工安装阶段利用BIM技术,进行工程进度展示,设计交底、施工方案交底,指导施工并提高施工质量。基于BIM的接触网数据集成与传递,实现接触网BIM承载的建设管理过程信息无缝转移到运维阶段,为将来智能运维奠定基础。     

山地轨道交通隧道Geo-BIM建模方法与应用研究

为解决山地轨道交通隧道在BIM建模中存在的隧道线路偏差大、隧道构件复杂繁多、属性添加效率低以及呈现效果单一等问题,提出一种基于Revit+Dynamo+Excel及EVS软件的山地轨道交通隧道Geo-BIM建模方法。结合隧道线性工程特点,对Revit内置Dynamo插件二次开发,实现隧道快速精准的参数化建模和批量定义属性参数。提出基于EVS软件建立隧道三维地质体模型的方法,制定地层建模和岩性建模的实现方式和标准流程,结合隧道BIM模型全面实现隧道建设过程中的可视化。依托施家山隧道项目,基于Cesium框架实现了BIM模型、GIS地表和地质体三维模型的集成,实现三维可视化模型与模型属性、数据信息等可交互式操作。实践表明,Geo-BIM建模方法可以快速地对隧道BIM模型及其三维地质模型进行建模,通过集成后的模型信息之间能够表现出很好的交互效果,具有良好的工程应用价值。     

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。     

不同软件平台下动车段所的BIM设计探索

为了对比不同BIM软件在管线三维建模方面的优缺点以及不同软件之间的数据交互模式,以某动车运用所检查库压缩空气管线平面及立体图为基础,分别在CATIA和REVIT等BIM平台上建立了压缩空气管线、阀门三维信息模型,并梳理了采用SOLIDWORKS和REVIT等软件建立的机辆设备三维模型,通过 IFC 格式的转换和 IGS格式的轻量化后,导入CATIA平台的步骤和流程;为了高效管理三维信息模型,提高动车段所机辆设备建模效率,阐述了在CATIA平台中,三维模型信息属性的添加方法,在此基础上建立了基于CATIA平台的机辆设备BIM三维信息参数化模型库,极大地方便了机辆设备模型的批量管理、批量建模和批量修改。     

预应力连续刚构桥梁BIM精细化建模实例

桥梁BIM模型构建技术是运用BIM建模软件建立参数化3D、4D乃至n D桥梁BIM模型,运用信息模型基础数据为桥梁全生命周期服务,为参与桥梁建设各方提供信息化交流平台,为实现建设对象可视化、施工进度控制动态化、信息数据采集智能化提供技术支持。以湖润1号大桥的3D、4D模型构建为例,阐述采用Revit构建大桥模型全过程,提出一种桥梁BIM模型精细化构建的方法与思路。     

BIM技术在京张高铁标准梁设计中的应用研究

以Bentley软件为建模平台,创建标准梁的BIM模型,对基于BIM技术的京张高铁标准梁设计进行研究。研究表明:(1)标准梁设计的主要控制要素为几何精度与信息深度;(2)在Bentley软件平台上,可以设定标准梁模型的属性附加项,通过对BIM模型不同类别的属性赋值来承载模型的几何与非几何信息;(3)标准梁的BIM模型主要依靠构件模型控制点的平面位置坐标、高程与方向角进行定位。     

基于BIM技术的铁路中间站三维设计方法研究及实践

BIM技术是在建筑行业中推广使用的一项重大革新技术,但在铁路建设行业中尚处于起始阶段。通过分析BIM技术特点和铁路行业应用现状,将实现BIM技术的理论和方法应用于占铁路车站数量比重最大的中间站设计中,探索铁路设计行业构建BIM技术平台的新方法。首先对中间站的基元模型划分并进行三维建模,在Access数据库中建立铁路中间站的标准站型库,利用Revit软件平台,结合数据库实现中间站的参数化设计,通过人机交互方式进行编辑与修改,输出设计成果,以支持后续专业的需求与后续功能的实现,满足铁路规划、工可设计研究阶段需求。     

城市轨道交通屏蔽门监控系统的仿真研究

屏蔽门监控系统集屏蔽门、综合后备盘,列车等功能于一体,是地铁车站监控系统的重要组成部分。本文在基于Windows操作系统上,通过VC++编程开发综合后备盘仿真界面。通过3Ds Max、MultiGen Creator构建屏蔽门与列车三维模型,最终通过综合后备盘的开关按钮和信号指示灯来控制和显示屏幕门的开、关状态,实现屏蔽门与综合后备盘的联动。     

轨道交通三维视景模型的建模与控制

提出了基于MSTS（Microsoft Train Simulator）平台的轨道交通三维视景建模方法，分析了其视景模型特点，介绍了静态模型、动态模型建模与导入线路的过程，并以屏蔽门模型、信号机和道岔模型为例，详细介绍了动态模型的控制方法。实践证明，基于MSTS平台的建模方法具有高效性、可扩展性与灵活性。     

列车全自动驾驶模式下的站台门全寿命周期管理

对适应全自动驾驶模式下站台门系统进行了分析,研究了全自动驾驶情况下站台门系统全寿命周期管理技术。从建筑信息模型技术在智能设计及现场安装中的应用、基于大数据分析的站台门系统状态监控、站台门系统寿命管理及智能维修和站台门系统应急管理等4个方面,对适应全自动驾驶情况下站台门系统全寿命周期管理技术进行了全面阐释。     

地铁屏蔽门有限元分析

以某型地铁屏蔽门为研究对象,建立了地铁屏蔽门结构的有限元模型,并应用有限元分析软件Patran建立屏蔽门的有限元模型,对屏蔽门进行结构静力分析,计算该屏蔽门结构在弯曲工况下的刚度、强度,并对计算结果进行评价,结果表明屏蔽门结构的整体刚度、强度均满足使用要求,结构应力在材料的屈服极限以内,通过分析得到了静态下的最大应力与最大变形,并且与设计要求进行对比,为屏蔽门的优化设计与制造提供理论依据。