基于IFC的轨道交通BIM构件标准库研究

针对轨道交通工程的建筑信息模型(building information modeling,BIM)建模方法不统一、信息不规范,导致 BIM 模型数据难以在后期有效统一应用的弊端,研究基于工业基础类(industry foundation classes,IFC)标准的轨道交通 BIM 构件标准库。首先,根据轨道交通工程各专业构件的表达需求,研究构件类型、构件信息的 IFC表达,以及适配 IFC 标准的扩展机制;其次,提出轨道交通 BIM 构件标准库技术框架,主要包括基础数据层、技术支撑层、应用场景层、用户层;然后,采用国家标准的分类编码方法定义轨道交通各专业 BIM 构件的分类编码,设计了构件信息模板,规范各专业构件的属性信息及其资源链接方式;最后,研究 BIM 构件模型的加解密方法,以保障轨道交通工程 BIM 模型数据的安全性。研究结果表明,通过搭建统一的 BIM 构件标准库,能够促进参建方采用标准化的 BIM 构件模型创建轨道交通 BIM 项目模型,保障 BIM 模型的规范性。     

地铁BIM模型Web端轻量化策略及加载优化方法研究

地铁BIM(Building Information Modeling)模型具有体量大、构件重复率高、外形规整等特点，针对其Web端模型加载、渲染效率低下，易导致浏览器卡顿、页面崩溃等问题，提出地铁BIM模型Web端轻量化策略及加载优化方法。验证表明，采用恰当的模型轻量化手段可显著减少复杂建筑模型的面片数量，降低模型存储消耗，结合视锥体剔除算法，能够有效提高渲染帧率与用户交互流畅度。     

铁路机务车辆BIM数据存储标准研究及应用

BIM数据存储标准是BIM技术标准的重要组成部分，而IFC标准是唯一支持数据完整性以及数据交换性的公共标准，铁路大部分专业已完成了IFC标准扩展及部署应用，但铁路机务车辆IFC标准尚为空白，有必要开展铁路机务车辆IFC标准研究。在IFC4标准基础上，系统梳理铁路IFC标准框架及研究进展，提出铁路机务车辆IFC标准扩展原则，结合全路机务车辆设备分类趋势和专业设计习惯，开展铁路机务车辆IFC标准实体类及属性集扩展，其中实体类扩展包括空间结构单元扩展、系统扩展和构件扩展，属性集扩展包括部件属性集扩展和构件属性集扩展；完成了扩展成果在达索平台的部署及应用，并依据铁路机务车辆IFC实体分类原则建立了铁路机务车辆BIM标准化模型数据库。研究成果充实完善了中国铁路BIM标准体系，实现了铁路机车车辆BIM设计高效化、标准化以及BIM模型几何和非几何信息的标准化传递及共享，为建设管理和运维交付及拓展应用提供标准化BIM基础数据支撑。     

基于IFC标准的城市轨道交通BIM(建筑信息模型)数据有效性检查

城市轨道交通BIM(建筑信息模型)数据的体量不断增长,数据的有效性成为各个阶段协同工作的关键要素之一。以IFC(Industry Foundation Classes)标准为基础,对实现城市轨道交通BIM数据的有效性检查进行分析。基于IFC标准架构对轨道交通BIM数据的完备表达,引入了模板匹配的检查方法,搭建了基于IFC标准的BIM数据有效性检查平台,实现了对城市轨道交通BIM中对象及属性信息的有效性检查。最后,通过实际工程案例测试验证该方法的可行性。     

基于.NET6的铁路BIM可视化综合应用系统研究

针对现有建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）+地理信息系统（GIS,Geographic Information System）可视化方案部署和应用复杂、依赖商业软件、要求带宽高等问题，研发并设计了基于.NET6技术的铁路BIM可视化综合应用系统。通过工业基础类（IFC,Industry Foundation Class）文件解析转换、数模分离及属性数据存储等技术，实现了BIM解析、部署、应用一体化及动态场景演示等功能。该系统可对铁路单工点、单场段、车站等范围内的BIM成果进行部署和应用，是对现有BIM+GIS大体量模型部署方案的有效补充。系统的应用有利于现阶段BIM成果发挥更大的应用价值，为实际工程项目灵活部署提供参考。     

基于构件复用与边折叠的BIM模型几何轻量化方法

针对BIM模型几何复杂、与GIS融合时构件结构难以准确恢复等问题，提出一种基于构件复用与边折叠的BIM模型几何轻量化方法。首先，对IFC格式的构件装配关系进行解析，确定各构件的参考模型和空间变换矩阵；然后，利用边折叠简化算法对模型面片顶点进行二次误差测度，在保证质量的前提下对参考模型进行几何简化；最后，将构件实例的相对空间方位信息转换为3D GIS平台的绝对位置姿态信息，实现BIM模型在3D GIS场景中的构件级重装配。通过实验对比分析，验证了本文方法可将模型的几何轻量化比率提高1.9倍，并确保3D GIS平台中BIM模型各构件之间的拓扑联接关系得到完整恢复。本文方法能够为基于BIM与GIS的精细化建设管理提供一套可靠的数据交换方案。     

基础设施领域IFC国际标准研究

IFC标准原为面向建筑领域的BIM数据表达和交换标准,随着BIM技术在基础设施领域的应用越来越广泛,bSI开展了多个项目以将IFC标准扩展至基础设施领域,包括铁路、道路、桥梁、隧道、港口、水运等,并引入线性参考概念,增加Alignment定义。在对bSI标准流程进行简要介绍的基础上,阐述基础设施领域IFC标准扩展项目及标准编制过程,并通过相互协调融合,构建了统一的UML模型报告与IFC标准定义,描述了基础设施领域IFC标准采用的验证方法。扩展后的IFC4.3标准涵盖建筑、桥梁、铁路、道路、地质、线路中心线、港口、水运等内容,而隧道将在此基础上扩展定义并发布为IFC4.4。此外,根据b SI在2020年发布的技术路线规划,对IFC标准未来发展方向进行阐述。该研究可为相关领域BIM研究与应用提供重要参考。     

基于IFC标准和数据库技术的铁路站场自动化BIM建模方法

随着BIM+GIS相关技术的快速发展，对勘察设计成果多维化表达的需求持续增强，如何解决铁路站场专业设计流程复杂、接口专业繁多等问题造成的三维建模效率低下的现状，以及由此导致的二维勘察设计工具平稳过渡到三维设计平台是铁路站场工程亟待研究的热门问题。国内外市场公开发行的三维建模产品形式多种多样、效率参差不齐，针对不同的工程应用场景适应性差异巨大，并且现有产品多为封闭的图形数据库存储格式，不同平台之间难以实现准确、高效的协同化作业。国际buildingSMART组织提出的IFC技术和相关标准为数据从底层逻辑实现跨平台流通提供了出色的技术路线和发展理念，以及高度可扩展性。结合MDB/SQL等成熟的数据库技术将AutoCAD图形数据与IFC编码信息梳理成一套完整的映射和存储关系，并开发了配套软件系统，可以将图形信息经数据库模块等中间件生成为IFC文件，进一步基于OpenRail Designers平台参考L-SYSTEM理论和NURBS建模等方法开发了一套将IFC文件读入并自动创建BIM模型，由于是配合铁路站场专业需求的二次开发，将二维勘察设计成果转化到三维勘察设计成果的过程中也能够将很多原自定...     

基于BIM的城市轨道交通运维模型交付标准研究

结合我国城市轨道交通建设的发展现状，并基于BIM（building information modeling，建筑信息模型）技术的应用尝试与实践，阐述轨道交通交付信息标准化的重要性，提出了轨道交通设施设备BIM模型数据库的初步架构。以轨道交通运营维护管理需求为导向，调研分析轨道交通交付的设施设备对象及其信息，在21类轨道交通设施设备中确定了15类交付对象，并将交付对象的属性信息分为两大模块，即基本模块和外部链接模块，规范BIM模型建制单位提交的BIM模型成果内容。最后，探讨轨道交通建筑信息模型的交付形式，对BIM模型交付的数据格式、模型拆分与组合给出了一定的建议。     

IFC铁路通信系统分解及数据需求研究

在工业基础类(IFC)铁路标准研究项目背景下,关注铁路通信领域的数据存储标准研究。根据铁路通信工程的实际需求,提出了IFC铁路通信系统分解架构,采用面向对象理念对各铁路通信领域特有构件进行数据需求的定义,实现了铁路通信工程信息模型的基本数据描述。为铁路通信工程全生命周期数据存储、共享与应用提供了技术支撑。研究方法及成果对其它相关领域具有借鉴作用。     

基于WebGL的轨道交通BIM轻量化应用方案

为了解决轨道交通建筑信息模型(BIM,Building Information Model)在Web端的渲染需求,提出了基于WebGL(Web Graphics Library)技术、JSON(JavaScript Object Notation)文件格式、FastDFS存储技术3者相结合的轨道交通BIM在Web端的轻量化应用方案。通过Revit的二次开发,提取Revit自有的BIM表面模型数据,将其使用JSON的方式存储;针对完整BIM对应的JSON格式文件较大的问题,提出了多个JSON格式文件代替一个JSON格式文件的存储方案;使用FastDFS文件服务器,将这些JSON格式文件存储;利用WebGL分级渲染FastDFS中的JSON格式文件。所提方案实现了轨道交通各专业BIM Web端显示。试验结果表明,BIM轻量化显示方案拥有非常好的通用性,对轨道交通的大模型兼容性好,保证了原始BIM数据精确,实现了各专业BIM的交互。     

基于Web和SQL的接触网建筑信息模型区间布置软件系统

介绍了基于Web(全球广域网)和SQL(结构化查询语言)数据库的接触网BIM(建筑信息模型)区间布置软件。该软件利用Web和SQL数据库最大资源共享的特性,将MicrosoftStation等BIM软件设计的接触网模型和布置关系转为接触网零部件和接触网布置数据,存于数据库中,并共享于网内其他用户。该系统提供简捷的项目管理和布置设计功能,用户可对其扩展属性进行适应性调整,从而有效促进BIM技术在接触网专业中的应用。     

基于BIM的铁路隧道辅助设计关键技术研究

以Bentley PowerCivil为基础,采用隧道设计思路,参考地模、地质和线路模型信息,根据围岩情况实现隧道设计模型的精确建立,同时,结合IFC/IFD编码标准,完成工程信息的自动附加。通过梳理设计阶段与施工阶段模型结构树的区别,完成几何分解和设计阶段信息到施工阶段的自动转换。以拉(萨)林(芝)铁路扎莫隧道为试点,建设了一套完整的基于建筑信息模块(BIM)技术的铁路隧道辅助设计系统与流程。实践证明,该系统能够结合地质、设计参数等信息有效地辅助隧道设计,提高设计精度。通过信息挂接与阶段模型转换,解决了模型在工程全生命周期的持续应用问题。     

CATIA二次开发应用于铁路箱涵出入口建模

针对铁路涵洞出入口在各种孔径、角度等约束条件下的批量三维建模问题,以铁路钢筋混凝土框架箱涵通用图为研究对象,以Excel作为数据源对CATIA二次开发进行了研究,利用VB.NET调用CATIA类库,采用独立窗体显示并加载通用图数据,开发出基于VBScript的箱涵出入口三维建模程序。可通过向程序导入Excel通用图数据文件,在CATIA中自动创建、拉伸及裁剪出入口三维模型,并批量输出模型文件。本程序已在铁路BIM相关设计项目中应用,效果良好,改变了手动建模的工作模式,提高了建模效率。     

基于数据驱动的列车智能驾驶算法研究

结合数据驱动控制理论和司机驾驶经验,提出数据驱动推理控制算法.考虑到列车运行控制的复杂性,在推理控制算法的基础上引入了牛顿迭代学习法以减小运行误差.在MATLAB环境构建了在线仿真模型,并运用实际线路进行了仿真比较,与PID控制算法的结果对比表明,该算法优于PID控制算法,基本符合驾驶经验,提高了舒适度、降低了能耗,同时满足停车精度和运行时间要求.     

不同软件平台下动车段所的BIM设计探索

为了对比不同BIM软件在管线三维建模方面的优缺点以及不同软件之间的数据交互模式,以某动车运用所检查库压缩空气管线平面及立体图为基础,分别在CATIA和REVIT等BIM平台上建立了压缩空气管线、阀门三维信息模型,并梳理了采用SOLIDWORKS和REVIT等软件建立的机辆设备三维模型,通过 IFC 格式的转换和 IGS格式的轻量化后,导入CATIA平台的步骤和流程;为了高效管理三维信息模型,提高动车段所机辆设备建模效率,阐述了在CATIA平台中,三维模型信息属性的添加方法,在此基础上建立了基于CATIA平台的机辆设备BIM三维信息参数化模型库,极大地方便了机辆设备模型的批量管理、批量建模和批量修改。     

桩基工程BIM智能化建模及数据提取方法

为解决桩基工程BIM(Building Information Modeling)技术应用常见的桩基建模、地质建模、模型整合方法问题,提出了一种通过BIM软件与可视化编程软件Dynamo相结合的桩基工程BIM技术应用方法。详细论述了此方法如何应用于桩基建模、地质建模、模型整合及数据提取,并将该方法的应用效果与其他方法进行了对比。分析结果表明,该方法可提升桩基工程模型搭建精度及效率,辅助确定桩长,能推动BIM技术在桩基工程中的应用。     

BIM技术在铁路预应力混凝土连续梁零号节段深化设计中的应用

近年来,部分铁路预应力混凝土连续梁支座附近出现浇筑不密实、蜂窝麻面等问题,一定程度上影响了连续梁质量。针对这一现状,结合BIM及C#语言技术,从深化设计平台的选择、精细化模型的构建以及BIM技术在深化设计中的应用开展研究。结果表明:(1)通过合理拆分并在空间上进行布尔组合,能够较快构建铁路连续梁零号节段BIM模型,满足深化设计条件;(2)基于BIM模型开展深化设计、生成2D图纸并统计工程数量,能够直观发现设计中的不足,一定程度上提升设计质量和效率。     

建筑信息模型技术在城市轨道交通设备维护管理中的应用

简要分析了在城市轨道交通设备运维过程中传统模式存在的问题。以石家庄地铁1号线西王站为例,介绍了基于建筑信息模型(BIM)技术的城市轨道交通设备运维管理系统的框架设计和模型构建,并着重阐述了数据集成处理、设备维护模块设计、三维可视化管理、搜索和定位模块设计及维护记录模块设计等功能设计内容,分析了在维护管理应用中存在的问题。实践证明,BIM为城市轨道交通设备的维护管理提供了信息化、可视化的管理方式,提高了运维管理水平。