BIM+GIS技术在高速公路临建工程中的应用

为提高临建工程设计效率，以玉楚高速公路土建11标临建工程为依托，通过卫星地形与卫星影像建立三维GIS模型，结合线路的走向和红线用地情况，基于GIS模型进行面域、高差及坡度分析，筛选拟选临建工程区域，结合临建工程建设标准，定义出红线范围；利用BIM技术开展三维正向设计，并将其BIM模型与GIS模型整合，指导现场实施。     

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。     

空间多肢弯斜钢拱桥设计

为满足人民群众更高品质的生活需求,作为城市中最重要的公共建筑形式之一,城市桥梁需要更好的呈现建筑美和技术美,从而对桥梁结构设计也提出了更高的要求。青海西宁北川河片区滨河西路桥为更好表现建筑结构形态,并适应道路平面线形和与河道斜交的桥位条件,桥梁结构呈现“空间、多肢、弯斜”的显著特点,属于复杂景观钢拱桥,因此在设计方法上明显有别于常规拱桥。本文结合桥梁全过程的BIM正向设计,对结构体系、空间拱轴线、多边形变截面多肢拱肋、吊杆及连杆、弯斜钢箱梁等关键设计内容进行了论述和探讨,以期为类似城市景观桥梁设计提供参考。     

基于正向设计的创新性评审方法及应用研究

主要介绍了一种零部件创新性等级的点检方法，以及根据创新性等级开展的快速设计评审方法。在新一代轻型商用车上运用这些方法，并不断优化总结，形成了一套完整的且在正向设计开发过程中基于零部件创新性程度的管控机制。该方法对新车型开发项目有着重要的应用价值。     

基于MEA-BP神经网络的自锚式悬索桥施工阶段吊索索力预测分析

为减小自锚式悬索桥在施工过程中吊索索力偏差对桥梁线形的影响程度，提高有限元模型的计算效率，提出一种基于思维进化(MEA)算法优化BP神经网络的吊索索力预测方法，以实现对桥梁各施工阶段的高精度逼近与吊索索力的快速反馈。在考虑施工过程中材料参数、荷载参数和环境温度等因素的不确定性基础上，结合有限元模型得到神经网络训练样本集。通过MEA算法实现BP神经网络权值与阈值的寻优，从而提高BP神经网络的预测精度。以某空间索面自锚式悬索桥为工程背景，建立该座桥梁的MEA-BP神经网络预测模型。结果表明，MEA-BP神经网络较传统BP神经网络具有更强的泛化能力与预测精度，MEA-BP神经网络的预测值与现场实测值的误差在10%以内，MEA-BP神经网络模型在索力预测方面具有较好的适用性。     

BIM正向设计在地下综合交通枢纽中的应用研究——以西安火车站北广场综合改造工程项目为例

城市地下综合交通枢纽工程具有影响范围广、涉及主体多、协调工作量大等特点，设计中常会受到进度管控、动态变更、工程量算繁复等因素制约。基于西安火车站北广场综合改造工程，针对工期紧、周边环境复杂与协同需求大等特点，构建BIM正向设计管控平台。通过在设计中严格贯彻平台应用原则、明确专业间数据链传递与冲突解决机制、合理协调模型生长与信息量关系的方式，实现了平台在场地部署、土方开挖分析、参数化建模、机电深化设计、施工模拟与进度管控等方面的应用，解决了开挖优化、多专业协作工作流、快速建模与拼装接驳等问题。实践表明：利用BIM正向设计平台能确保各专业的协同作业，保障模型生长的完整性与有效性，实现了“一模多用”效果。该平台正向设计效率较传统翻模模式提升了17.3%,使项目提前1个月完工。     

基于MBSE的车门系统设计研究

以文档为载体的传统设计方法存在着需求表述不明确、设计信息传递不准确、设计变更困难等问题，文章将基于模型的系统工程(MBSE)思想引入设计过程，并以轨道车辆车门系统为例进行可行性验证，形成了一种适用于轨道车辆的产品正向设计流程。首先，详细介绍了MBSE思想的实施过程，包括建模语言、建模方法、建模工具；其次，基于Magic Grid方法论，结合轨道车辆应用场景，进行车门系统正向设计；通过利益相关者需求的不断细化，定义系统和子系统功能，设计系统和子系统活动逻辑，梳理各级接口通信信息，明确系统物理实现需求，支撑后续详细设计阶段工作开展；最后，采用SysML语言描述车门系统的需求、功能、架构模型，并建立相应的追溯关系，验证该方法的可行性。结果表明，MBSE思想在车门系统设计上得到了成功应用，以模型为载体的MBSE设计方法能够准确传达设计意图和设计信息，有效地提高设计和变更效率，形成的产品正向设计流程可扩展应用于轨道车辆总体系统设计过程。     

成都西一线跨绛溪河大桥设计

成都西一线跨绛溪河大桥为(55+175+55) m三跨连续曲线异形钢拱桥，桥宽51 m。拱肋呈空间扭曲形态，两拱肋于主跨跨中交汇，拱脚处拱肋与边纵梁结为一体，拱间无其他横向联系，曲线内、外侧拱肋均采用单箱单室钢箱结构。主梁采用纵横梁+正交异性钢桥面板，设4根纵梁，均采用单箱单室钢箱梁。主跨内对称布置8对吊杆，呈扇形布置。桥墩采用矩形实体墩，桥台采用重力式桥台，基础均采用群桩基础。3号墩采用纵向固定、横向滑动的减隔震支座，2号墩及1号、4号桥台均采用双向滑动减隔震支座，并在桥台中间设置横向剪力键。应用BIM技术进行上部钢结构100%的正向设计，确保结构设计的合理性；采用MIDAS Civil和Abaqus软件进行结构性能分析，计算结果表明该桥受力性能满足规范要求。该桥采用先梁后拱的总体施工方案。     

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。