铁路技术创新

主题策划

  • AR+BIM+GIS在铁路施工组织设计外业调查中的应用

    曹政国;古健;李致;

    铁路施工组织设计外业调查是铁路建设过程中的重要环节,不仅关系到铁路工程进度、质量、安全等多方面工作成效,也对铁路施工组织设计水平和工程造价有着重要影响。目前,铁路施工组织设计外业调查存在交互性不强、效率低、数据滞后、误差大、技术陈旧和成本高等问题,制约了铁路建设发展。以AR、BIM和GIS的数据为基础,实现实景数据与虚拟模型数据的叠加融合、沉浸式数据交互、全生命周期4D时空数据浏览、调查数据合理性评价、调查数据共享等功能;通过创新铁路施工组织设计外业调查方式,实现实景数据与虚拟数据不断迭代优化;打破不同专业之间的数据传递壁垒,建立数据沟通桥梁,使各专业相互协作配合,共同推动铁路工程发展。

    2022年01期 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1298K]
  • 基于BIM+GIS的高铁动车运用所设备设施运维管理平台

    赵峰;

    为响应铁路数字化、网络化、智能化转型发展趋势,基于BIM+GIS技术开展高铁动车运用所设备设施运维管理平台研究。搭建平台整体架构和功能框架,构建动车运用所BIM+GIS数字孪生场景,开展平台数字孪生虚拟展示、运营监控、设备中心、报警管理、资产管理、维保管理、智能分析以及移动端具体功能设计。研究成果可实现动车运用所设备设施运维信息的集成和共享,以及设备设施全生命周期安全监测管理,为铁路各级管理部门提供更加集成化、智能化的决策信息,从而提高高铁动车运用所运维管理水平,应用前景广阔。

    2022年01期 7-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1605K]
  • 基于BIM+GIS的铁路征地拆迁系统综合应用研究

    倪苇;刘彦明;石硕;

    随着我国铁路建设的快速发展,征地拆迁已成为铁路项目建设的重要前期工作之一。针对当前征地拆迁工作中存在的任务量大、范围广、管理不直观等问题,提出基于BIM+GIS服务的铁路征地拆迁管理系统,采用主流微服务架构实现征拆信息综合展示、计划进度管理、基础数据管理、文件档案管理、移动端APP等功能,满足征拆对象的高效可视化、参数化和信息化需求。为铁路工程项目管理人员提供征拆所需的信息汇总和综合分析,并为辅助决策、提高工作效率提供技术支持。

    2022年01期 14-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1665K]
  • 基于GIS+BIM的数字化地质调查软件开发与应用

    石碧波;张曦;胡晓斌;

    提出基于GIS+BIM的数字化地质调查解决方案:在奥维地图、ArcGIS平台上导入基础地质资料及BIM模型,进行室内地质测绘和调查策划,以提高现场地质调查的针对性;依据相关规范与技术要求编制地质调查模板,通过大量标准化的选项,以保证调查的专业性和全面性,并可提高地质调查的效率;编制数据接口,实现地质调查数据的标准化输出(word文档)和存储(勘察数据库)。同时通过实际应用,提出下一步改进的方向。

    2022年01期 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1619K]

标准研究

  • 路基与土方工程IFC国际标准研究

    赵飞飞;韩斌;杨绪坤;

    路基与土方工程作为buildingSMART国际标准项目IFC Common Schema的重要研究内容,是基础设施领域不可或缺的组成部分,也是其他工程的基础,其IFC标准定义需兼顾基础设施领域不同行业的应用需求。通过用例识别确定交换需求,构建路基与土方工程概念模型,并将其映射到IFC标准,从而将IFC标准定义扩展至路基与土方工程领域。路基与土方工程相关概念主要从物理构件的角度进行分解,在IFC标准架构的共享层增加共享基础设施元素模块,并在此基础上定义路基与土方工程相关实体和属性集。研究成果可为IFC标准向基础设施领域的扩展提供重要支持。

    2022年01期 26-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1433K]
  • 铁路工程设计结构化数据交换格式研究

    冯亦博;马腾;

    铁路工程设计数据目前多采用Excel表格格式进行存储,该格式不满足结构化数据电子文件交付管理办法相关要求,需转换为JSON数据交换格式。铁路工程设计数据Excel表格多含有复杂嵌套表头,利用现有JSON转换工具无法进行处理。同时,铁路工程设计数据表应引入IFD标准编码以保障数据准确性。因此,提出一种通过遍历Excel表格单元格,利用合并单元格的多种属性进行判别的方法。首先将Excel表格表头区域与数据区域分离,再将Excel表格的表头及数据与JSON格式文件的子对象及值对准确对应并分别进行处理,实现铁路工程设计Excel数据表格向JSON格式的转换,以及数据表格内容IFD标准自动编码。研究成果可有效提高铁路工程设计人员工作效率。

    2022年01期 34-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1542K]
  • 基于NoSQL数据库的铁路通信数字工程存储研究

    武文斌;

    BIM技术是铁路工程建设行业数字化核心技术,也是推动数字化转型升级的核心技术支撑。数字工程是进一步利用BIM技术和大数据、物联网等信息技术结合而成的先进建造理论。通过铁路通信数字工程实体对象的分析和定义,实现了基于非关系型数据库NoSQL的铁路通信数字工程数据的存储和读取、删除和修改、遍历和建立索引,并进一步探索如何将铁路通信数字工程和实际工程的过程数据更好融合,将复杂多变的铁路通信数字工程转变为特定格式的数据进行高效合理存储,并以数据支撑铁路通信数字工程的应用,推动铁路工程数字化转型进程。

    2022年01期 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1336K]

技术研究

  • BIM技术在铁路隧道设计优化中的研究与应用

    董凤翔;田明阳;曾昊;赵国强;李俊松;

    传统隧道设计方式需要依赖人工绘图与统计,在面对不同数据源数据引用、抽象构件表达、多专业协同等情况时难免会出现纰漏。结合BIM技术优势以及前期项目经验,利用隧道专业BIM设计、工点模型、深化模型提升设计质量的方法,提出一套基于BIM技术的铁路隧道设计优化技术方案,用于优化设计方法、纠正设计问题、提升设计精度,解决铁路隧道设计过程中的复核优化问题。实践表明,每条隧道采用该技术方案平均能解决5处设计问题,可有效地从设计优化角度提升隧道设计质量,真正将BIM技术运用于隧道设计阶段,为铁路工程全专业BIM设计优化应用提供借鉴。

    2022年01期 47-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 1463K]
  • 明挖装配式地铁车站BIM协同设计

    柯尉;王华兵;沈婷;徐军林;

    装配式建筑是建筑工业化的重要组成部分,为实现装配式地铁车站一体化、信息化设计,需将BIM技术引入装配式地铁车站设计过程中。利用BIM协同设计平台开展多专业协同设计,将建筑、结构、机电、装修等专业集成于同一平台,开展全过程同深度整体设计,精准完成预制构件的预埋件及孔洞预留,实现装配式地铁车站的标准化、模块化设计。

    2022年01期 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1220K]
  • 铁路工程BIM构件库建设管理关键技术

    唐雪芹;曾昊;董凤翔;赵亮亮;

    为了对BIM项目实施过程产生的可重复利用的BIM构件或组件进行有机管理,提高铁路工程项目BIM设计生产效率,对铁路工程BIM构件库建设与管理关键技术进行研究,提出BIM构件的分类与编码、命名方式、几何深度和信息深度要求,系统阐述构件库管理系统的搭建、用户角色分类和权限职责、构件入库流程、构件审核要点等,对构件库数据安全维护提出设想。并对研究成果进行验证与应用,实现了BIM构件资源整合、有效传递和高效利用,有利于BIM生产项目降本、提质、增效。

    2022年01期 60-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1326K]
  • 基于BIM与FE技术的铁路隧道上跨结构开挖研究

    刘沛;叶明珠;赵国强;田明阳;曾昊;

    为了可视化研究具有上跨横通道的铁路隧道工程在横通道开挖过程中自身的力学响应,以有限元方法为理论基础,设计并建立隧道及其上跨横通道结构BIM模型,采用HyperMesh结合BIM模型建立上述结构的有限元模型,并采用ANSYS14.5进行开挖过程仿真计算。研究表明:随着开挖过程的进行,正洞与横通道正交处的衬砌拱脚内表面、衬砌外表面应力逐渐减小,且数值满足强度设计要求;正洞与横通道正交处的拱顶垂向变形量、拱脚水平变形量均随开挖过程的进行逐渐减小,且满足铁路隧道设计规范要求。

    2022年01期 66-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 1340K]

专业应用

  • 基于Revit软件二次开发的塔吊深化设计系统开发

    谢中原;黄鑫;张坤;李义毫;

    塔吊深化设计是施工深化设计的重要组成部分,但目前常用的Revit软件中没有内嵌塔吊深化设计系统,不利于该领域工作开展。为了进一步提高塔吊深化设计的效率、准确性和标准化程度,需要在原有Revit软件基础上利用API进行二次开发。同时构建与塔吊深化设计相关的企业数据库,形成塔吊深化设计一站式、可视化、智能化的解决方案,最终以应用程序为载体,内嵌到Revit软件,解决实际工程问题。

    2022年01期 72-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1374K]
  • 基于交互式VR的BIM运维管理系统开发与实现

    李文华;于煬;郭容昱;陈志军;

    以某数据中心为例,通过研究交互式VR技术在BIM运维管理中的应用,开发了基于交互式VR的BIM运维管理系统。以UE4搭建数据中心BIM运维场景,采用华为VR设备实现场景的虚拟交互,实现了VR交互漫游、空间管理、设备设施管理、VR巡检、维修培训、应急演练等功能。实践证明,交互式VR技术在BIM运维管理中能有效提高管理效率,降低运维成本,在建筑智慧运维方面具有参考价值。

    2022年01期 78-83页 [查看摘要][在线阅读][下载 1464K]
  • 基于最佳路径算法的虚拟导航在BIM技术中的应用

    呼腊梅;

    BIM技术发展为建筑行业的设计、施工、运维带来了巨大价值。导航技术的应用,为日常出行及行为活动创造了便利条件,目前针对BIM技术与导航技术相结合的技术研究相对较少。以CAD施工图为参考对象,采用点模型与线模型构建路网图,利用BIM软件搭建昌平站模型,为导航技术应用提供新的研究思路。基于Dijkstra算法查找最佳路径的理念,将路网图与BIM模型相结合,实现三维场景中的有障碍、无障碍条件下的最佳路径展示,达到最佳路径下的虚拟导航。研究成果可为基于BIM技术的虚拟导航提供技术参考,有助于推进房建专业的智能化应用及发展。

    2022年01期 84-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1377K]
  • 基于BIM的既有铁路声屏障EPC项目全过程应用

    王冠柏;

    基于BIM的铁路工程管理已成为全新的发展模式,有效推动铁路工程信息化建设。通过分析传统EPC模式在设计、采购、施工阶段存在的问题,研究BIM技术在EPC项目全过程的应用情景。通过BIM技术实现声屏障模型属性信息添加、工程量统计、碰撞检测、实景展示、物资采购动态化管理、材料验收跟踪管理、施工场地布置、施工模拟、可视化技术交底和施工管理信息化等应用,基于协同平台的大数据整合与共享,实现声屏障EPC总承包项目全过程的信息集成管理,并评估项目应用的经济、社会效益。研究可为既有铁路声屏障EPC模式与BIM技术的融合发展提供借鉴。

    2022年01期 90-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 1774K]
  • 参数化驱动的接触网腕臂装配BIM建模方法

    耿肖;石瑞霞;赵传;

    针对接触网BIM设计中腕臂装配模型重复利用率低、不能参数化驱动等问题,提出一种通过设计参数、零件参数、测量参数驱动的接触网腕臂装配BIM建模方法,在完成母板库和零件库的基础上,通过参数化驱动腕臂装配母板计算,再进行零件三维模型绑定的方式,可快速获得腕臂装配的三维模型和信息参数。该研究成果可应用于接触网腕臂安装图设计、腕臂预配计算、智能建造和数字化施工管理,为接触网BIM设计、BIM成果信息流转和数字铁路建设提供技术支撑。

    2022年01期 98-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1463K]
  • 基于BIM的三维设计交底和施工工序仿真技术

    王自超;

    我国铁路BIM技术经过近几年的高速发展,已经完成设计阶段协同设计平台、BIM标准、BIM设计流程、创建和交付BIM成果的一系列验证和应用,但BIM数据由设计阶段向施工阶段传递以及在施工阶段的应用,是亟待解决的难题。从三维设计交底和施工工序仿真的角度,对铁路工程单元划分、数据传递流程、适用于不同数据体量的BIM应用平台、应用场景进行分析,对设计阶段铁路BIM成果如何向施工单位传递进行研究和举例,并在多个项目上进行工程应用,以期为BIM技术在其他工程施工阶段的应用提供参考。研究得出结论:(1)针对单体设备、设施、构筑物等铁路分部分项工程,将BIM模型处理为3D PDF格式文件,在PDF中实现三维模型的浏览查看、旋转、测量、剖切,通过对PDF文件进行个性化定制,既可实现三维模型的精细化表达,又可辅以文字、图纸、标注等补充说明,便于施工单位对设计图纸的认识和理解,可作为传统文字性设计说明的有力补充;(2)针对铁路单位工程,如1座桥梁、1座隧道、1段路基,可通过Composer进行三维设计交底和BIM成果交付,通过Bentley可视化4D施工模拟平台进行动态施工仿真,借助标注、批注、局部放大镜、剖切、测量、时间轴、关键帧等工具,充分展示复杂工点的各个细节,快速实现BIM模型的动态演示;(3)针对铁路长大带状工程,通过将达索3D XML格式BIM模型导入Composer,转换为3D S格式文件,进而导入Navisworks,实现达索系统长大铁路工程全专业BIM数据在本地计算机的快速集成,缓解达索系统BIM数据向施工单位传递的难题。

    2022年01期 104-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 1737K]

经典案例

  • 丰台综合交通枢纽BIM正向辅助设计应用

    朱纯瑶;

    丰台综合交通枢纽采用双层车场高速普速重叠立体化的布局形式,在车场布局、建筑功能流线组织、空间设计、结构体系设计、机电系统设计等方面极大地增加了复杂性和难度。通过发挥BIM技术在多专业协同设计和可视化设计方面的优势,在项目设计中采用了伴随式正向辅助设计模式。介绍项目BIM正向辅助设计的主要成果:全专业BIM信息模型、站房配套工程接口设计及校核、公共空间及复杂部位协同设计、隐蔽空间正向设计、机电系统规划及三维综合管线设计、模型碰撞检测及设计优化、施工配合及深化设计等。丰台综合交通枢纽有针对性地应用BIM正向辅助设计,高效解决二维设计环境下难以全方位协调的重难点问题,为项目建设保驾护航,可为超大型复杂枢纽工程设计阶段的BIM设计应用提供借鉴。

    2022年01期 112-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 1850K]
  • BIM技术在地铁车站结构设计中的应用

    李双双;

    Revit软件是目前我国城市地铁工程中使用最广泛的BIM软件之一,但在地铁车站BIM设计中,建筑、机电等专业均已实现直接利用Revit软件进行正向设计,结构专业因为国内暂无可以直接利用Revit模型进行受力计算的软件,导致其BIM设计的工作深度、精度都达不到建筑、机电等专业的应用程度,在一定程度上限制了BIM技术在结构专业的推广应用。通过测试YJK与Revit的软件接口,以实际地铁车站为例,对BIM技术用于结构专业设计及计算的效果及存在的问题做出初步分析。

    2022年01期 121-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 1648K]
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