基于BIM和AI技术的铁路桥梁智能布跨研究

针对我国铁路桥梁占比高、标准构件应用范围广、孔跨布置作业繁重的特点，将建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）与人工智能（AI,Artificial Intelligence）技术相结合，进行桥梁智能布跨研究。文章根据桥梁布跨原则，基于信息集，选用Q-Learning算法对Bentley平台二次开发，形成了一套完整的可视化桥梁布跨方案。验证结果表明，该方案可应用于一般铁路桥梁设计中，并从设计层提高BIM数据应用深度与广度，提高桥梁布跨工作效率与质量。     

基于BIM技术的轨道交通桥梁工程量计算

为了解决轨道交通桥梁工程数量计算中存在的工程量信息传递次数多、效率不高等问题,提出一种基于结构化数据的工程量计算方式,省去了基于二维图纸进行工程量计算方式中的信息传递过程,避免了三维模型成熟度不高或信息缺失造成的数量丢失。具体做法为:采用数量项类型划分、分类计算、混合方式编码等方法,建立构件与工程数量、工程数量与清单的映射关系,可跳过图纸或模型进行工程量计算和工程量清单的输出。在智能京张BIM设计过程中,通过编写桥梁工程数量计算软件进行工程数量的计算和输出,验证了该方法的可行性。     

轨道交通梁式桥BIM辅助设计软件开发研究

为了满足轨道交通桥梁设计中的专业计算和建模需求,解决BIM桥梁正向设计实施困难的问题,结合轨道交通项目梁式桥的设计流程和操作习惯,提出以数据为依托的参数化解决方案。选取Bentley公司的Microstation软件进行轨道交通梁式桥设计程序开发,所开发的程序具有地质和线路专业资料获取、桥梁墩台及基础等构件管理、孔跨布置、墩台计算、一键式BIM模型创建、一键式计算和工程量清单输出等功能,为轨道交通桥梁BIM正向设计提供了有效的工具支撑。     

BIM技术在轨道梁线形控制领域的应用研究

为提高跨坐式单轨轨道梁的线形控制精度,在总结跨坐式单轨交通技术特点的基础上,结合轨道梁的区间设计资料建立动态数据库,对区间轨道梁的线形控制技术进行深入研究,提出集轨道梁工法计算、可视化查看、模拟架设为一体的BIM解决方案。并基于MicroStation平台,编制跨坐式轨道交通PC轨道梁三维工法设计软件,初步实现了轨道梁从设计到施工的一体化流程,使轨道梁线形控制精度达到毫米级。     

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AI的桥梁自动布跨及三维可视化技术研究

在铁路桥梁布跨设计过程中，存在工作量大、自动化水平不高、方案展示不直观等问题。为优化桥梁方案设计、提高桥梁布跨设计效率，提出一种基于AI的桥梁自动布跨及三维可视化方法。针对桥梁人工布跨效率低的问题，引入强化学习的人工智能算法，根据桥梁布跨原则，自动计算桥墩位置，优化桥梁设计方案，提高桥梁布跨效率；针对方案展示不直观的问题，基于Cesium平台，构建三维地理环境场景，读取线路数据，定制桥梁参数模板，创建和展示桥梁方案模型。基于上述方法，开发了桥梁自动布跨及三维可视化软件，实现了AI自动布跨及真实环境场景下的桥梁方案展示。在某城际铁路中，应用桥梁自动布跨和三维可视化技术进行桥梁设计方案的比选和优化，为设计决策提供技术依据，证明该方法在实际工程项目中具备可行性和实用性，有助于减少人力资源的浪费，提高设计效率。