基于三维大场景的铁路数字勘察与设计优化技术研究及应用

结合铁路设计人员对三维大场景应用需求不断提升,以及铁路三维GIS技术研究及三维可视化平台开发在勘察设计多专业综合应用方面尚存在不足的现状,开展了基于三维大场景的铁路数字勘察与设计优化技术研究,提出了不同阶段铁路三维大场景的制作方法,构建了铁路勘察设计数据库并开发了后台数据管理系统,研发了大场景铁路线路设计优化与决策系统(简称“大场景平台”),实现了铁路三维大场景网络化构建、多源数据管理以及三维虚拟踏勘、专业调查、线路优化、专业设计验证、成果展示等应用功能。经过铁路工程项目实际应用,大场景平台能够满足铁路勘察设计人员室内开展三维数字勘察与设计优化的应用需求,可明显提高铁路勘察设计作业效率及数字化技术水平,并为设计成果数字化交付打下了良好基础。     

基于BIM技术的桥梁下部结构参数化建模与协同设计应用

为解决铁路桥梁下部结构建模过程中,参数化程度低、各专业协同数据传递不畅等问题,对铁路桥梁下部结构参数化建模与协同设计应用进行研究。本文为铁路桥梁应用较为广泛的桥墩、基础类型提供了参数化建模方法,提出下部结构协同设计功能的实现方式和流程,并从数据、建模、应用三个层面对开发工作展开论述。在数据层面,提出桥梁下部构件数据结构的定义思路,并基于Bentley平台EC框架建立参数化数据与三维模型间的联系,解决了设计信息的传递问题;在建模层面,基于平台图形接口与参数化模板技术,实现不同截面、不同类型实体的创建,提高了参数化建模功能的适用性;在应用层面,对软件界面及主要功能进行详细介绍,通过将三维参数化建模方法与协同设计数据融合,开发了基于协同接口的三维建模与下部结构计算功能,实现了协同数据的高效利用,保证了三维模型的准确性与设计数据的统一性。该参数化建模方法在通苏嘉甬铁路项目信息模型设计中进行了应用,实现了设计成果的三维可视化分析与各专业接口的快速核查。     

基于BIM公共数据环境的装配式建筑协同设计

装配式建筑是一种新兴的建筑形式,具有高效、环保、节能等优点,已经成为建筑行业重要的发展方向之一。装配式建筑设计过程中,建筑、结构和机电等专业需要频繁进行数据交互,设计方与生产厂、物流商、施工单位等也是数据高度耦合,沟通协调量大。为解决设计阶段信息混乱、共享效率低等问题,推动不同团队、不同单位围绕设计工作展开高效协作,并最终提升装配式建筑设计协同度,为此,采用BIM公共数据环境(CDE)解决传统基于IFC、gbXML等国际标准进行数据交换存在的数据丢失问题,并建立一个基于BIM CDE的装配式建筑协同设计平台。该平台的核心为一种由“三要素”(通用数据、文件数据以及数据关系)组成的扁平化数据模型,对设计过程中形成的各种几何数据(如建筑、结构、机电等专业工程模型和数据)和非几何数据(如装配式建筑设计说明书、生产运输说明书、施工组织设计等)进行融合和存储管理。进而,以REST API的接口方式对资源的访问,包括建筑、结构、机电等专业之间的数据交换,以及设计、生产厂和施工单位之间的信息反馈,并梳理基于该平台的装配式建筑协同设计工作流程。该平台有助于实现装配式建筑设计阶段的专业协同与阶段协同,保障...     

基于实体结构分解的设计转施工模型研究

为解决铁路领域设计阶段模型传递给施工阶段存在的重复建模和模型与业务关联度不高的问题。提出一种标准化的模型转化方案,并探索基于该方案的模型与施工业务关联的方法。分析设计阶段和施工阶段的编码体系对应关系,提出实体结构分解的最佳方案。该方案将设计阶段模型按照施工业务的不同组成部分进行拆解,以保留模型的细节和关联信息。为实现模型转化,研究开发自动赋码和编码模板关联管理的软件工具,以减少工作量和人为赋码的错误。研究结果显示,采用该标准化模型转化方案的项目在质量管理方面、进度管理方面取得提升,并实现成本节约。本研究结论为该模型转化方案有效支持施工业务管理,提高项目管理的效率和质量,减少误差和重复工作,实现成本节约和整体绩效的提升。基于现有标准和规范体系,具有较好的可复制性,为不同建设领域基于BIM的全周期管理提供有益的参考,并展示铁路领域在设计与施工阶段实现模型转化的创新点。     

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。     

复杂条件下盾构施工BIM管理平台研发及应用——以大连地铁5号线海底隧道工程为例

为解决在地质条件差、周边风险源高度敏感、施工工艺复杂、安全隐患探知难且处理难等复杂条件下存在的盾构隧道施工风险大、施工进度慢、前期处置费用高等问题,从BIM模型、生产管理信息等以GIS为骨架,多源异构的静动态数据融合形成时空整体,盾构机PLC、智能监测仪器等多源安全风险数据集成,二三维关联快速定位,实际进度与形象进度实时对比综合分析进度异常原因并辅助决策,材料用量异常结合地质状况分析等方面进行关键技术研究。采用WebGL三维引擎、Spring Cloud微服务架构、AVUE前端、Redis数据缓存,自研一键转换发布工具、系统集成综合框架、快速开发平台等研发盾构施工BIM管理平台,并在国内首例大直径穿越岩溶强烈发育区的“超级穿海”工程——大连地铁5号线火梭区间海底盾构隧道工程中成功实践应用,实现了盾构施工安全风险管控、质量巡检定位与二三维关联跟踪处理、进度对比辅助决策、成本异常溯源与分析等目标,保障了盾构施工安全洞通,提升了工程质量,缩短工期72 d,节省成本5%,有效提升了盾构隧道施工的数字化、信息化、可视化管理水平,为复杂条件下盾构隧道施工管理探索出可行的数字技术路线。     

堰筑法超大深基坑BIM+智慧工地建造技术

针对深基坑工程多工序、多交叉、时间紧、任务重等特点,基于Autodesk平台,采用Civil 3D、Revit、部件编辑器和Dynamo可视化编程将BIM技术与智慧工地技术相结合,打造管理平台系统架构,建立统一管理系统,并合理分析智慧工地建造技术在实际工程应用效果。结果表明：通过将BIM、GIS、大数据以及云计算等信息技术与工程施工过程相融合,管理人员能够快速了解隧道运行和安全状态,大大加强了管理人员对施工项目的把控程度,提高了项目管理人员处理应急情况的能力,为类似项目智慧工地的建设和管理提供一定的借鉴和指导。     

城市轨道交通车辆段与停车场“在地性”设计研究

城市轨道交通车辆段及停车场因工艺流程需要普遍具有占地面积大、建筑功能类别全等特点。从对场地外在环境的在地呼应、区域人文精神的在地传承、绿色生态的在地融合、建构技术的在地应用以及以创新手段搭建在地性智慧管理平台多维度提出在地性设计的研究策略,并选取南宁、呼和浩特、成都具有典型代表性相关案例进行阐述说明,城市轨道交通车辆段及停车场“在地性“设计研究不仅可以提升车辆段及停车场的设计维度,减弱场段出入段线及道岔区对城市空间的割裂,还为构建未来高质量可持续发展的新型城镇化城市提供思路与方向。     

BIM技术在南宁北站站房工程创新应用

依托贵南高铁南宁北站站房建设工程,从全过程BIM技术、BIM标准体系建设、站房数智化建造总控系统建设3个方面,介绍BIM技术在铁路站房工程信息化方面的创新应用。基于BIM标准和网格空间创新应用搭建的站房数智化总控系统,在创建BIM质检部位、自动形成Web端制式表单、系统审批及电子签章、数据联通和构件级质检文件关联等具体应用中取得良好效益,在一定程度上推动了BIM及信息化技术在铁路站房工程领域的应用落地。     

基于BIM+GIS的铁路站房可视化管控平台设计与应用

针对铁路站房施工现场环境复杂、多方协同管理难、进度失控风险高、资料收集整理工作量巨大、信息孤岛难以共享继承等问题,以南宁北站站房建设项目为试点,搭建可视化管控平台,研究BIM+GIS在铁路站房建设项目管理中的具体应用。可视化管控平台以地理信息为基准,将BIM模型和地理场景相结合搭建数字沙盘,以信息技术为纽带,将宏观的地理环境与微观的构件信息相结合,对施工进度、质量安全、文档资料等多维度数据进行动态可视化管理。基于BIM+GIS的铁路站房可视化管控平台设计与应用对推动铁路站房施工可视化、数字化、智能化具有良好的指导借鉴意义。