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B/S模式的铁路勘测设计案例信息化管理系统设计与实现

铁路专业设计院在长期铁路建设项目设计中积累了丰富的铁路设计案例。为弥补既有设计案例信息化管理平台的不足,解决大量资源在新建线路设计和员工技能提升方面没有发挥应有价值的情况,基于B/S架构进行铁路勘察设计案例信息化管理系统的设计与实现,介绍了系统的总体架构和具体功能实现。该系统能够较为全面地对铁路勘察设计资料进行统一收集管理,实现既有设计资料的快速查询和分析利用。便于专业设计人员快速学习、参考、利用既有案例资料和技术专家的知识经验。     

城市轨道交通项目生产统筹管理系统的设计与实现

城市轨道交通建设是一项非常复杂的系统工程,使用传统项目管理模式,出现了勘察设计单位与工程现场不能有效协同、与业主及施工单位的沟通协调容易出现纰漏、项目远程技术支持力度不够等问题。针对出现的问题,通过对设计阶段与施工阶段的主要工作流程进行分析,结合行业特点,以中间件开发技术,形成统一的系统架构,研发城市轨道交通项目生产统筹管理系统,以信息化技术手段对城市轨道交通项目全过程进行管理,实现设计过程的标准化流程控制和设计信息的共享,以此满足精细化管理的要求。该系统完成后已在多条城市轨道交通项目上应用,工程应用表明,系统结构设计合理、业务处理流程清晰,能够有效提高工作效率。     

铁路隧道工程辅助设计系统的设计与实现

研究目的:在分析铁路工程隧道设计工作流程和特点的基础上,建立铁路工程CAD系统的整体架构,从复杂系统各组成部分统一协调的角度出发,把其中的各子系统看作既互相关联又互相独立的部分,结合辅助设计软件在行业内应用的深度、广度及复杂性等特点,建立各子系统的数学模型,采用面向对象的技术研发系统.研究结论:由于在铁路隧道工程辅助设计系统的研发过程中,坚持了以隧道设计业务需求为导向,以整体架构与局部模块相统一的逻辑模型,采用OOP分析技术,合理划分设计对象的粒度大小,保证了系统功能划分的合理性,有效地提高了开发效率.该系统完成后在多条铁路干线上进行应用,效果良好.系统还具有易于集成,易于维护的特点,为专业设计软件的研发提供了值得借鉴的解决方案.工程应用表明,系统技术架构和实现方法是可行的.     

基于铁路工程的数字化协同设计平台应用研究

随着数字中国战略的提出，工程勘察设计企业数字化转型的需求日益迫切。为满足数字化协同设计的需求，解决统一协同设计环境和规范化资料管理手段缺乏、流程流转效率和真实性低、项目信息化管理手段不足、三维成果可视化分析不易、知识数据资产无法沉淀的问题，对协同设计平台进行研究并完成相关研发。确定了协同设计平台框架，结合层次化索引、增量存储技术、流程数字化构建、数据采集技术、基于WebGL引擎的数字孪生场景构建五项关键技术。根据铁路项目协同设计需求，研发了协同设计平台，包含系统管理、项目管理、数字孪生场景、计划管理、校审管理、互提管理、分发管理、共享资源、工作空间九个功能模块。介绍了平台在如通苏湖城际铁路项目中的应用，以及在统一协同设计环境、资料集中管理、线上流程管理、信息化进度管理、信息化质量管理、数字孪生场景可视化分析、知识沉淀等七个方面取得的应用成效，提出目前在数据应用效率、管理数字化责任分配认定、用户需求处理上遇到的问题，并针对性提供解决方案和后续研究建议。经研究，协同设计平台能满足铁路工程数字化协同设计需求，在项目应用中可以极大提升设计效率和质量，同时降低成本，有效提高企业数字化水平。     

接触网设计平台及基础数据库系统的设计与实现

铁路勘察设计电气化接触网专业在设计过程中,涉及专业、人员、数据量众多。为提高不同专业间协同设计及具体区间辅助设计效率,确保项目流程的可追溯性,实现多专业数据共享,特开发了接触网设计平台及基础数据库系统。通过对电气化接触网专业业务流程的分析,设计项目管理流程,结合短信提醒与中心数据库管理技术,实现了项目流程的管理、监控与数据共享。从接触网辅助设计的数据获取,中期数据处理、工程设计约束及工程数量统计等方面进行分析、归纳和简化,采用参数化的设计方法,建立了对应辅助设计子系统的数学模型,并采用"用户-角色-权限"模式的访问控制机制保证了应用过程中数据的安全性。     

基于空天地多源数据的铁路三维大场景构建与应用系统

针对常规平面地形图二维场景存在的缺乏立体感、不直观的问题，提出基于多源空间数据的铁路三维大场景构建方案、铁路三维大场景构建技术流程及数据格式标准化、数据预处理、数据轻量化处理和数据组织管理方法。同时，设计研发了铁路三维大场景应用系统，阐述了系统研发目标、总体架构和系统功能。实践证明，所设计的系统可以为铁路设计人员提供一个更加直观、全面、真实的三维空间设计环境，能够满足铁路工程线路三维虚拟踏勘、专业设计验证和方案三维展示分析等勘察设计工作需要，提升铁路勘察设计数字化、智能化水平。     

市域（郊）铁路乘务管理系统的设计

针对市域（郊）铁路列车交路复杂、乘务管理业务繁杂的问题，全面梳理了市域（郊）铁路乘务管理的业务需求，设计了适用于市域（郊）铁路的乘务管理系统。介绍乘务管理系统的业务架构、功能架构和硬件架构，该系统具有乘务计划自动编制、出/退勤过程卡控、多元化的司机培训等功能，并顺利在金义东市域铁路投入使用。     

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。     

协同设计技术在大型交通勘察设计企业的应用探讨

研究目的：研究协同设计技术，提出交通勘察设计企业为提高勘察设计效率和质量应采取的对策。 研究方法：分析协同设计在大型交通勘察设计企业应用的必要性，以及国内外协同设计的现状，结合协同设计技术的发展趋势，探讨了交通工程勘察设计项目协同设计的方法。 研究结论：交通勘察设计企业的协同设计宜采用逐步推进的方式，可分4步，即：（1）利用现有网络及相关资源搭建一个简单的协同设计平台，按照“松散型协同”方式开展设计，摸索适合自身的工作模式；（2）结合各自特点梳理基于文件级协同的需求，建设实用性强、技术性能好、集成性高、应用方便的协同设计平台系统，并开展设计；（3）以主导专业应用软件为基础，制定与其他专业的数据接口标准，并形成集成化软件，实现不同专业间设计规程的集中管理和数据的交流、传递；（4）引入BIM，制订完整的数据标准，在三维设计的环境下开展协同设计，实时传递信息。     

地铁地质设计及地铁规范修订的建议

根据广州地铁的勘察、设计实践,提出地铁(轨道交通)地质设计的含义,论述其工作内容和方法,从理论上和工程实例方面提出修订地铁规范的建议。     

天平车辆段的创新设计

苏州1号线天平车辆段与综合基地位于天平山风景区周边,根据当地有关职能部门的要求,总平面布置受到的制约因素较多,如何满足规划和建设条件,是设计工作面临的巨大挑战.通过分析该工程设计中的受控因素,从车辆段总平面布置、工艺设计、建筑造型设计、景观绿化设计等方面,以求实创新的设计理念,不断研究和深化设计,提出了切实可行的设计方案,达到了设计要求.该工程的设计和实施建设,很好地解决了占地与规划、工艺设计完善与建筑设计风格融合、景观绿化设计与周边景区协调等重要课题,它的建成已成为国内首座极具特色的园林景观式车辆段,也为今后类似工程的设计工作提供了有益的借鉴作用.     

铁路客站设计评审要点探讨

铁路客站作为公共交通建筑,与一般的公共建筑有较大差别,其设计和使用过程中有诸多自身特点.重点探讨在方案设计阶段和初步设计阶段的各专业的设计评审要点,并分专业说明了这2个阶段的主要图纸文件的基本要求.     

地铁工程的设计创优

地铁设计贯穿于地铁工程项目的全过程,覆盖地铁工程项目的各个方面。结合地铁工程特点,介绍了从投资控制、质量控制、项目管理以及工程接口管理等几方面实行地铁设计技术质量管理的实践,以达到“规划满意、环保满意、业主满意”,实现地铁工程设计创优。     

轨道交通BIM协同设计平台的设计与实现

协同设计是BIM正向设计的显著特点,是解决轨道交通设计工作中设计专业广、设计人员多、设计资料杂等问题的重要手段。为有效支持众多设计人员的协同工作并管理这些设计模型及资料,需开发面向轨道交通项目的BIM协同设计平台。该平台结合工作流思想,基于B/S风格实现了项目管理、自定义流程管理、自定义多级审核管理、文档管理、用户管理、角色管理等功能。平台对现有的用户角色权限管理和工作流设计模式进行了改进,具有较高的通用性与可扩展性,用户可以根据自身轨道交通项目需求,动态制定项目设计流程,将贯穿于项目设计周期内的信息进行集中及有效管理,有效提升设计院的信息化管理水平。     

液化气体罐车设计中分析设计的应用研究

对压力容器的常规设计和分析设计2种方法进行了比较,并结合实例进行了分析。     

配气凸轮轴型线逆向优化设计

通过建立配气机构运动学及动力学仿真模型,对实测的凸轮型线进行分析,在保留了原凸轮升程特性基础上,对凸轮型线的测绘数据进行逆向优化设计.通过凸轮型线优化设计,保证配气机构的动力学特性,包括气门落座速度和凸轮接触应力等参数,并保证凸轮型线的二阶连续从而保证型线的加工性.     

国外现代有轨电车外观设计分析

以法国海港城市马赛、丝织业中心里昂、香槟酒之都兰斯、澳大利亚文化和时尚之都墨尔本以及最新设计的概念型现代有轨电车为例,从地域文化展示、仿生设计、情感设计、城市环境融合、形式和技术之美5个方面对国外现代有轨电车的外观设计方法与实践进行分析,为体现我国各地文化和城市形象的现代有轨电车外观设计提供参考。