基于三维选线的数字铁路资产构建与应用体系

铁路和公路等线性工程的智能化挖掘首先应该建立在统一、完整的孪生数字交通工程基础上,遵循数字地球→数字城市→数字工程的客观技术发展逻辑。基于数字地球的三维选线设计系统支撑,提出了构建真正具备全生命周期应用价值的孪生三维数字铁路普适性资产构建与应用产品体系,并且通过技术开发实现了大部分产品应用,为智能铁路的业务应用提供了一种高效的资产构建手段与全面的应用支撑体系。     

数字孪生技术在城轨车辆全生命周期中的应用研究

数字孪生作为物理实体在虚拟世界的多维数字化映射,可实现与物理世界的虚实融合、实时交互等,进而在产品全生命周期中实现多种服务与功能,包括仿真验证、运行监测、智能管控、健康管理等。随着信息技术的不断发展,互联网+、大数据、云计算等理念和技术的推广和普及为数字孪生技术的落地提供了可能。文章介绍了数字孪生技术的历史发展,并对其概念内涵进行了定义,提出了现阶段可与数字孪生技术结合运用的关键技术。针对城市轨道交通车辆的全生命周期,分析了数字孪生技术在各生命阶段的典型应用,对数字孪生技术在城轨车辆行业的应用和发展做出了展望和总结。     

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。     

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。     

数字孪生技术在城市轨道交通供电系统中的应用场景分析

分析了数字孪生技术在城市轨道交通供电系统的潜在应用方向和技术可行性。基于设备的全生命周期管理需求,分析了数字孪生技术在供电设备的产品设计阶段、制造阶段和运维阶段的应用场景。基于数字孪生技术的城市轨道交通智能供电系统,能够充分发挥数字孪生技术强大的分析处理能力,实现供电设备全生命周期管理及寿命可视管控,实现供电系统运维向状态修转变,从而提升供电系统运维管理能力。     

基于光纤传感技术的德国铁路数字孪生

德国铁路股份公司（DB）目前正在研究应用光纤传感、数字孪生等技术来提高德国铁路线网的运输能力,并为列车移动闭塞运营及铁路基础设施智能维护提供支持。文章将介绍DBNetz与其合作伙伴联合开展的FOSSIL4.0研究项目,该项目旨在发掘光纤传感（FOS）技术潜在用途和功能,以替代传统无源传感器提供所需数据,为铁路数字孪生打造新的、更精确灵敏的神经系统。     

从空间本体论与工程控制论看智能铁路技术

研究目的:当前铁路行业推广BIM建模与应用方兴未艾,智能铁路概念又强势来袭,铁路行业亟需数字工程的空间观与工程控制论的组织原则来提供技术理论支撑,客观地辨识智能铁路、数字工程与铁路BIM的关系,科学合理地为有关技术决策者提供智能铁路顶层技术路线的技术支撑。研究结论:(1)构建数字铁路工程是开展智能化铁路工程的前提与载体;(2)从空间本体论与工程控制论角度出发,指出了铁路BIM构建数字铁路工程难以逾越的三大问题,即空间统一、高效构模及体系化系统性组织问题;(3)铁路行业内给予BIM的地位远远大于其在数字工程体系中应有的地位,建筑行业BIM"拿来主义"模糊了铁路数字工程前行的视线;(4)三维数字铁路产品回归空间本体与系统工程组织,沿袭"数字地球→数字城市→数字工程"一脉相承的技术理念,以3D GIS的技术手段与空间观出发,通过对铁路工程构件的自动建模研发,以空间数据库的组织形式提供了真正的全生命周期普适性应用价值,可为开展智能铁路应用创造实体条件与应用手段。     

京张高铁官厅水库特大桥工程智能建造及智能运维技术应用方案

北京—张家口高速铁路（简称：京张高铁）是服务于2022年北京冬奥会与冬残奥会的重要交通基础设施,也是支撑京津冀协同发展轨道交通网的重要组成部分。文章依托京张高铁重点工程—官厅水库特大桥工程,研究并整理了该桥建设期所采用的智能建造技术,将贯穿建设期、联调联试期、运营期的全生命周期智能监测系统与智能检修车装备结合形成了智能运营维护体系。京张高铁官厅水库特大桥建设中获得的智能化技术应用方面的经验可复制和推广,为后续智慧铁路建设提供参考。     

BIM地形建模技术在高速铁路测绘中的应用

为了提高铁路测绘过程中的信息化水平和管理效率,利用BIM技术构建三维地表模型,通过各专业间的协同工作,实现对铁路建设项目的全生命周期管理。利用航空摄影测量技术获取高分影像数据,经过空三加密、点云滤波等处理,得到数字高程模型(DEM)和数字正射影像图(DOM)。采用CATIA软件进行地形曲面创建、地表材质铺贴以及地形裁切,为后序设计专业进行铁路BIM模型设计提供三维地形环境;将该技术应用于BIM铁路项目,模拟项目工点区域的真实三维环境,为路基、桥梁、隧道等专业的二维设计提供直观可靠的设计依据;将BIM技术应用于地表模型创建,辅助后序各专业开展设计,通过协同设计实时对设计变更区域进行合理的地形裁切。还可展示土地的使用情况,帮助管理者制定征地拆改方案,进行安全监管,从而提高铁路建设过程中的信息化水平和管理效率。     

基于达索平台的铁路隧道工程全生命周期BIM技术应用探讨

以达索平台为技术支持,探索铁路隧道工程各阶段BIM技术应用的解决方案。通过对BIM理论的广泛调研,提出BIM在铁路隧道工程中的定义并总结其特点,并以宝兰客运专线石鼓山高风险隧道为工程依托,研究BIM技术应用于铁路隧道全生命周期中的技术路线。实践表明,BIM技术可为解决规划、设计、施工、运营各阶段的信息断链问题提供技术保障,使工程信息在全生命周期中得以有效利用与管理,达到优化设计方案、严控施工过程、提高运营管理的目的,为进一步提高我国铁路隧道BIM技术应用水平提供借鉴。     

BIM在铁路设计中的应用探讨

通过阐述建筑信息模型(BIM)概念,分析基于BIM技术的全生命周期理念的建筑优势,并介绍BIM技术在国内外建筑业及国内铁路行业的发展现状,提出铁路设计应用BIM的5个关键点:与GIS技术结合、综合管线碰撞检测、站场运营管理、协同设计与作业、项目各阶段的衔接,总结国内BIM发展存在的问题:行业标准缺失、三维协同设计理念缺乏、专业软件不足、市场认知与人才培养问题,并提出对应的推行BIM策略,最后提出BIM将引领铁路建设向信息化、智能化发展。     

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。     

基于数字化设计系统的铁路站场BIM自动化建模研究

铁路站场设计是一项复杂庞大的系统工程,应用BIM技术可集成工程项目各种相关信息,形成工程数据模型,实现项目全生命周期中动态的工程信息创建、沟通和管理。然而,当前国内外铁路站场BIM的研究尚处于起步阶段,存在着建模工作量巨大,效率较低的问题。基于此,对铁路站场BIM模型快速构建方法进行了研究,提出基于铁路站场数字化设计系统,可将设计参数信息进行数字化保存,依据参数信息高效驱动铁路站场BIM模型的构建,并对铁路站场数字化设计系统总体架构与BIM模型设计插件的程序模块与流程进行了介绍。通过开发的软件原型系统初步验证,该方法能实现铁路站场BIM模型构建在效率与质量上的双重提升。     

成渝中线高速铁路智能化方案研究

为推动成渝双城经济圈高质量发展，进一步深化智能高速铁路的创新应用，基于中国智能高速铁路战略发展规划和当前时期的体系架构，结合成渝中线（重庆—成都）高速铁路主要特点和全生命周期应用需求，提出了以智能铁路人工智能（AI,Artificial Intelligence）平台为核心，包含智能建造、智能装备、智能运营3大板块智能应用的成渝中线高速铁路智能化方案，阐述了智能高速铁路AI平台主要功能、智能应用主要工程内容和通信网络构成。     

高速铁路基础设施视频大数据应用方案研究

为充分挖掘利用综合视频监控系统采集的海量视频数据,分析开展高速铁路基础设施视频大数据应用的可行性,明确系统建设目标,提出系统总体架构和逻辑架构.该系统提供监控视频结构化分析平台,通过准确的视频数据标注,实现视频数据的结构化组织和存储管理,可为智能视频数据分析提供准确有效的数据集,也为铁路信息资源整合和综合应用开发提供了...     

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。     

基于系统论的智能高铁建设运营管理创新与实践

为解决新时期高铁建设运营工作中由要素众多、变化动态、关联密切等系统集成而带来的管理难题,构建“模数驱动、轴面协同”的智能高铁建设运营管理系统模型,以描述多专业协同、外部需求满足、与外部环境互动的静态截面最优设计,以及全生命周期动态最优的系统目标;构建高铁系统与信息系统双螺旋融合促进模型,分析智能高铁系统管理效率提升的作用机理;建立包含技术、数据、标准等维度的智能高铁建设、运营、管理三维支撑技术体系,研究智能高铁系统底层支撑技术内容及技术体系内部作用机理。结果表明:智能高铁建设运营系统管理在推进高铁系统横向全生命周期各环节无缝衔接、纵向管理界面全要素协同等方面具有明显优势,为新时期高铁建设运营的规范化、高效化管理提供了一套新的理论和实践思路。