BIM技术在西韩城际铁路等三条陕西城际项目中的应用研究

近年来,在铁路BIM联盟推动下,铁路行业BIM技术发展迅速。但是由于受铁路行业自身特点的影响,铁路工程BIM技术应用尚未完全成熟。为促进BIM技术在铁路工程中的推广及应用,以陕西3条城际铁路BIM技术应用为案例,对铁路行业BIM技术应用面临的三维信息模型的高效构建、铁路BIM标准的应用、信息的交付与传递等难题进行研究。从铁路行业专业BIM软件的研发、铁路项目BIM标准的建立和完善、BIM综合管理平台的研发等方面对铁路工程BIM技术应用面临的难题提出解决对策。研发适用于铁路各专业的辅助设计软件。编制城际铁路BIM设计应用指南和设计成果交付标准,利用LID编码构建铁路辅助设计各专业结构树,并对铁路联盟IFD标准进行扩展和完善。研发BIM建造管理平台,为设计成果交付和施工阶段的BIM技术应用提供了基础。     

铁路隧道洞口三维设计系统研究与实现

为解决隧道洞口工程设计因控制因素变化导致设计工作需多次反复、工作量大、传统设计方式效率低的问题,提出利用BIM技术在AutoCAD Civil 3D平台上研发三维辅助设计系统技术方案。通过对隧道洞口处dwg地形图进行预处理与识别,建立三维数字地形模型,采用部件编辑器与C#语言编程相结合的方式实现自定义部件,利用Civil 3D的“廊道”功能,实现隧道洞门参数化设计。通过对系统进行整体架构设计和关键模块设计,利用.NET API二次开发接口,研发铁路隧道洞口三维设计系统,并应用到隧道设计中。工程应用表明,该三维设计系统技术方案可行,系统结构设计合理,满足隧道专业设计需求。     

铁路站房信息专业辅助设计软件研发与应用

针对铁路信息专业设计工作量大、效率低、工程量统计易出差错、设计结果差异性大等问题,研发铁路站房信息专业辅助设计软件。该软件基于C/S架构,服务器负责设备数据、图形图块等资源的存储维护,客户端调用服务器资源实现具体业务功能,保证了设计成果的规范统一。在信息专业平面图设计阶段,该软件可实现设备快速布置,基于Dijkstra算法完成了设备线缆路径自动规划及工程量生成;在系统图设计阶段,软件内置各类信息子系统模型框架,可基于平面图设计数据实现系统图的自动生成和工程量统计。目前该软件已在包银铁路、汕汕高铁等项目进行测试,提高了设计效率和成果质量,有利于控制工程投资,为设计数据的扩展应用和其他专业的辅助设计研发提供了基础。     

铁路隧道智能辅助设计软件的研究与开发

根据铁路隧道设计业务需求和已有隧道辅助设计软件的现状,提出基于变量化设计技术和专家系统方法开发铁路隧道智能辅助设计软件的方案。介绍变量化设计技术和基于专业知识的智能化设计的原理和实现实质,研究隧道设计对象的组成构件的参数化特征,在对组成构件的5个方面的特征进行详尽描述的基础上,建立参数化特征模型和洞身衬砌标准库,开发铁路隧道辅助设计软件,实现隧道的智能化设计。该软件完成后已在多条铁路干线上进行应用,工程应用表明,技术方案是可行的,提升了隧道设计效率和设计质量。     

基于轻量化BIM、RFID技术与ERP系统的预制装配式隧道结构智能建造系统

预制装配式铁路隧道建造体系代表着一种新型隧道建造模式,其在建铁路工程实践已经开展。装配式结构标准化、定制化、批量化等特点可更有效地串联沟通制造、建设、设计、施工和运维单位,相对于传统隧道建造工法,其在信息化、机械化等方面具有天然优势。基于轻量化BIM、RFID等技术,整合建筑行业和管理领域先进理念技术,提出基于轻量化BIM、RFID技术与ERP系统深度融合的预制装配式隧道结构智能建造系统,介绍各组成部分的特点、功能和价值,建立系统整体架构,可为预制装配式铁路隧道全生命周期建设运维提供技术支撑。     

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。     

石鼓山隧道附属洞室BIM三维建模设计应用

BIM技术是未来铁路工程设计的趋势,结合宝兰客运专线陕西段石鼓山隧道工程,利用达索系统中的CATIA软件,对石鼓山隧道附属洞室BIM三维建模的设计应用进行介绍。     

基于插件式架构的铁路工程协同设计管理系统设计与开发

协同设计是勘察设计行业发展的一个重要方向.根据铁路项目设计管理工作的特点,提出基于插件式架构的协同设计管理系统研发方案;通过对核心业务需求进行分析,对系统架构和关键模块进行设计,分析并研究与专业设计软件嵌入集成的关键技术,以文件级协同的协同模式,研发铁路工程协同设计管理系统.该系统实现了对铁路勘察设计全过程管理的覆盖,...     

基于BIM技术的铁路隧道洞口设计软件研究

随着BIM技术在铁路隧道工程领域的飞速发展与应用，为解决铁路隧道洞口传统二维设计过程中洞口位置选择不合理，洞口开挖回填边界线绘制困难，洞口开挖工程量难以精确计算，端墙洞门结构及截水沟设计与地形匹配不直观等难题，提出利用BIM技术在Bentley OpenRail Design平台研发隧道洞口设计软件技术方案。通过对隧道洞口设计内容和设计流程进行梳理，对软件整体架构、关键模块和数据库进行设计，研发基于BIM技术的铁路隧道洞口设计软件。本软件利用C#/C++混合编程技术，通过动态剖切地形曲面，实现隧道洞口横、纵断面图与三维模型实时联动，实现隧道洞口位置的合理选择，完成洞口边仰坡设计以及端墙洞门结构、洞外截水沟创建以及图纸输出等功能。工程应用表明，该软件结构合理，满足隧道洞口设计实际需求，能有效减轻设计人员的劳动强度，显著提高隧道洞口设计效率与设计质量。     

基于Bentley平台的铁路工程BIM设计关键共性技术研究

铁路工程站前、站后各专业在开展BIM设计研发工作中存在研发进度不均衡、基础功能重复开发、应用标准不统一等问题,针对铁路工程BIM设计的基础、共性技术进行研究,并提出完成相关API库与程序开发的技术方案。通过对铁路线路空间位置计算API库、基于线路中线的BIM模型构件布设与拼装、基于最小设计单元的专业结构树、BIM模型构件非几何信息添加、BIM模型剖切5项关键共性技术的研究,以Bentley平台为依托,采用C++/CLI混编和WebService技术,构建铁路线路空间位置计算API库与通用函数库,以最小设计单元的方式建立了专业结构树,利用.NET API二次开发接口,研发了铁路工程BIM设计辅助工具。该API库已在专业BIM设计系统研发中进行了集成与调用,辅助工具已在BIM设计中进行了应用。应用表明,该技术方案可提高铁路线路相关功能的研发效率,具有一定参考借鉴意义。     

铁路线路设计回顾与思考

研究目的:铁路选线设计是涉及面广、技术性强、关系全局的总体性工作,也是一项复杂的系统工程。本文就铁路线路设计手段从以人工与图板为主,发展到甩掉图板,运用计算机辅助设计系统进行了平面、纵断面、横断面优化设计等方面进行了回顾,阐述了线路设计技术的进步、创新与发展方向,从而就铁路线路设计标准的提高和不断发展提出铁路线路设计需解决的关键技术问题及研究课题。研究结论:尽快由三维设计环境向多维设计环境发展,由计算机辅助设计向人工智能设计发展,建成数字铁路远线专家系统,是铁路选线设计技术的一次重大革新。必将大大提高铁路选线设计的生产效率,缩短工程设计周期,提高设计质量。     

铁路站场平面CAD系统的模型设计

工程设计的模型是实现工程设计中CAD系统设计的基础和核心,就铁路站场专业平面CAD软件的开发,介绍了站场平面CAD系统的模型设计过程。     

西成客运专线铁路桥隧工程BIM技术应用研究

以西成客运专线十岔沟中桥、清凉山隧道作为BIM研究实际工程背景,结合铁路桥隧BIM模型具有规模大、接口复杂、数据量大等特点,以BIM技术在铁路桥隧工程中的应用为主要目的,对铁路桥隧工程勘察设计全过程进行研究,包括外业勘察阶段的水文数据分析,设计阶段的模型创建、设计方案汇报展示、碰撞检查、协同设计、施工图绘制、工程数量计算、施工过程模拟等应用研究。研究认为,现有BIM软件平台基本能满足铁路桥隧工程BIM设计要求,但须按桥隧工程的设计特点进一步修改、完善。桥、隧BIM模型手工创建耗时、费力,专业化率较低,操作复杂,有针对地进行二次开发,将是桥隧BIM技术推广运用的突破口。虽然桥隧BIM出图率低,图纸不规范,但对各种数量信息的传递和汇总相对比较容易,用动画来表述施工过程,使复杂的工法变得清晰明了,这些都体现了BIM技术的优点,且技术也比较成熟,值得在铁路桥隧实际生产中的推广运用。     

高速铁路山岭隧道智能化建造技术研究——以郑万高速铁路湖北段为例

高速铁路山岭隧道智能建造技术是“智能铁路”的有机组成部分,能有效节约人力资源,并更好的保证施工安全和质量,是我国高速铁路隧道建造技术的发展方向。为提升我国隧道工程建造技术水平,基于互联网、大数据分析、人工智能、BIM等技术,结合郑万高速铁路湖北段隧道机械化、信息化施工研究成果,围绕隧道支护参数设计、施工控制执行、施工质量管控及检测,提出了高速铁路山岭隧道智能化建造技术的总体架构,包括:高速铁路山岭隧道围岩智能分级系统、隧道设计参数智能化选择系统、隧道开挖及支护智能化施工系统、隧道质量智能化管控及检测系统、隧道智能化建造协同管理平台,分析了各系统的研究进展,并提出了我国隧道智能化建造技术发展的3个阶段。对推动我国隧道智能化建造标准体系的建立具有一定的参考价值。     

CAD二次开发在铁路车站信号工程设计中应用的研究

结合CAD二次开发全电子微机联锁执行单元模块排列表和铁路站场联锁表工程设计,介绍Visual Lisp在CAD二次开发铁路车站信号工程设计中的应用,包括Visual Lisp在CAD二次开发中的总体思想、优点、数据结构、流程等.     

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。     

中外铁路水下长隧道消防系统对比研究

研究目的:在我国高速铁路大规模建设的背景下,铁路技术水平迅速提升,对越江、越海铁路水下长隧道工程消防系统设计技术标准的需求日趋紧迫,需要深入的研究和探讨。本研究拟为铁路水下长隧道的消防系统设计提供借鉴和参考。研究结论:对广深港客运专线珠江狮子洋隧道和英法海峡隧道消防系统对比研究得出如下结论:狮子洋隧道在消防硬件系统配备更加完善,灭火的效率和可靠性有保证;消防的水量、水压保证设施到位;消防设施的监控力度加强,监控设备的技术水平和可靠性大大提高;其它辅助设施的功能和性能得到了改进和加强。     

对地观测技术在铁路勘测设计中的应用

研究目的:长期以来,虽然对地观测技术在我国铁路勘测设计中发挥了重要的作用,但是,当新的对地观测技术取得了突飞猛进发展的时候,其在我国铁路勘测设计中的应用却出现相对滞后,目前,中国铁路已经步入高速时代,针对最新的对地观测技术发展,铁路工程技术人员必须找到适合我国铁路勘测设计新的工艺流程和技术突破点。研究结论:针对目前最新对地观测技术发展态势,铁路勘测设计人员一方面要继续挖掘既有对地观测技术和资料的应用潜力,也要对数码航空摄影、机载激光雷达、高分辨率卫星影像数据等最新的对地观测技术和成果加大研究、应用力度。对地观测技术既可应用于国家基础测绘,也可广泛应用于铁路地形图测绘、铁路线路选线设计、铁道工程地质勘测、铁路环境评价等领域。     

瓦斯隧道运营通风监控系统的设计

研究目的：瓦斯隧道在运营中,瓦斯浓度在任何时间、任何地点都不得大于0.5%。针对其规范要求进行研究,进而采取有效的瓦斯隧道运营通风监控系统的设计。研究方法：在总结南昆线家竹箐隧道KJ4瓦斯监测与报警系统设计的基础上,结合本次“达成线云顶、天台寺”瓦斯隧道实际情况,进一步分析目前监控系统软件的技术,明确本次监控系统设计中需要解决软件技术支持的重点问题。研究结果：本次运营通风监控系统软件采用“基于非恒定流理论的通风控制模型”和神经网络控制算法及先进的监测联网技术。提高了集成度、可靠性,易安装、维护和使用,同时在经济上降低系统建设、维护和运营费用。研究结论：隧道风机控制室计算机软件、监测系统的联网技术、本地控制柜的应用软件、数据通讯的FSK技术、瓦斯监测传感器的接入技术运用到本瓦斯隧道运营通风监控系统设计中,充分体现了监控系统设计的先进性,从而在根本上解决瓦斯隧道通风控制问题。