BIM在铁路设计中的应用初探

研究目的:从分析当前铁路设计所存在的问题入手,探讨将建筑信息模型(BIM)技术应用到铁路设计中的方法,提出实现BIM进行铁路设计的步骤。研究结论:参考BIM在房建、公路等领域应用的成功经验,将BIM引入到铁路设计中对提高设计生产率、减少设计返工、减少施工中曲解设计意图、乃至提高铁路建设的整体水平具有积极的意义;提出在铁路设计中分阶段、分步骤实现BIM设计的构想,从而为开发多专业集成的BIM三维可视化设计软件平台提供初步实施依据。     

基于青连铁路四电工程BIM技术的应用研究

以青连铁路四电工程为试点,对铁路四电BIM技术进行应用。开展基于达索平台的铁路四电过程BIM技术的应用研究,通过青连铁路四电工程BIM技术的应用与实施,具体分析BIM技术在铁路建设协同设计、施工过程以及项目管理中的方法与应用。探索出一种适用于铁路四电工程BIM应用的技术路线,从协同设计到施工管理,基于BIM模型完成铁路四电工程拓展应用,提供了系统的BIM应用案例。     

铁路工程地质BIM技术与应用研究

铁路工程地质BIM技术是铁路行业工程建设信息化发展的重点和难点。从理论基础、技术路线和地质BIM技术实现方面论述地质BIM建模理论及方法;从地质专业应用和多专业BIM协同设计方面分析铁路工程地质BIM技术应用;阐述地质BIM技术重点和难点问题,并对其进行前景分析,提出铁路工程地质BIM技术应在线路规划、项目勘测、详细设计、施工建设和运营管理等阶段进一步深化和发展,可为铁路地质BIM技术开发提供参考和借鉴。     

基于欧特克平台的铁路路基BIM设计技术研究

铁路路基BIM设计与地形结合较为严密,路基BIM模型不规则结构较多,批量建模困难,路基附属结构设计与地质参数关联性较强,与各专业模型信息交换较多,协同设计难度大,路基专业已经成为铁路BIM设计较难突破的专业。依托银西高铁BIM试点项目,选择欧特克平台进行铁路路基BIM设计实践,探索并验证铁路路基BIM设计技术路线,通过对路基本体模型的创建、路基附属结构模型的拼装、区间路基排水设计等方面的应用,探讨该平台对于铁路路基BIM设计的适用性,对铁路路基BIM设计的重难点问题进行分析。研究结果表明:需要对欧特克平台相关软件进行二次研发,才能解决路基BIM设计中的重难点问题,在快速建模、协同设计、信息利用、出图及工程数量计算等方面取得突破,提高铁路路基BIM设计应用水平。     

基于BIM技术的铁路工程正向设计方法研究

铁路工程BIM设计相比建筑工程具有涉及专业多、专业接口复杂、与地形地质关系密切的特点。在现阶段,由于专业间BIM资源不能很好地相互利用,铁路工程BIM仍以单专业翻模为主,各专业开展BIM正向设计困难。对此情况,选取银西高铁项目为研究试点,以本特利平台系列软件为基础,按照铁路工程设计一般流程,探索研究基于BIM技术的铁路工程正向设计技术路线。提出一种铁路工程BIM设计协同管理和正向设计方法,并对铁路BIM标准进行初步应用,为今后开展铁路工程全专业BIM设计提供借鉴。     

基于达索平台的铁路土建工程BIM协同设计技术研究

为解决铁路土建工程建筑信息模型（BIM,Building Information Modeling）设计过程中出现的重复建模和数据传递不畅等问题，以路基、桥梁、隧道专业为代表，从三维协同设计环境出发，提出了信息传递及设计成熟度管理方法，实现了模型数据的有效管理及BIM技术标准的有效实施；围绕“骨架–模板”设计方法，提出以骨架设计、构件模板装配设计形成的土建工程BIM设计流程，实现了三维BIM环境下的土建工程设计流程再造；对土建工程间的接口设计技术进行研究，充分发挥了协同设计环境在土建工程领域的应用价值。该研究为满足各专业信息需求提供了有效路径，可为后续BIM技术在铁路工程中的应用提供借鉴。     

铁路车站BIM设计实施标准研究及应用

BIM技术在铁路车站中的应用还处在起步阶段,还没有一套成熟的铁路车站BIM标准体系。借鉴房屋建筑BIM技术的思路,对铁路车站BIM资源库的建设与管理、信息模型设计标准、协同设计方法、交付标准进行研究,形成铁路车站BIM设计实施标准。运用研究成果对阿房宫车站进行协同设计、碰撞检查、施工图绘制、工程量统计、施工模拟等应用实践,取得良好成效。研究结果表明:铁路车站BIM设计实施标准的制定规范了铁路车站BIM设计方法,提高了设计效率和质量,为铁路车站BIM标准的制定提供参考。     

铁路BIM设计系统中的大数据渲染技术研究

研究目的:针对铁路多专业集成BIM设计系统因大数据渲染效率低下出现的响应迟缓和用户界面停滞问题,研发CPU预剪除技术。通过CPU计算剪除一部分不需要渲染的铁路BIM设计模型,减少后续GPU计算需要处理的数据量,优化CPU和GPU的计算负载,达到提升系统运行速度、减少系统响应时间的目的。研究结论:(1)基于铁路BIM模型的空间分布规律,应选择使用R-树空间索引实现CPU预剪除;(2)在大饭铺至马栅铁路线BIM设计实验中,采用基于R-树空间索引的CPU预剪除技术后,铁路BIM设计系统的渲染效率提升幅度达170%~210%;(3)基于R-树空间索引的CPU预剪技术能够有效缓解铁路BIM设计系统中的大数据渲染压力;(4)该研究结果可应用于铁路多专业协同设计领域。     

京张高铁八达岭地下站及隧道工程信息模型一致性表达

北京—张家口高速铁路是国内第一条全线、全生命周期内所有专业均应用建筑信息建模技术的智能高速铁路。文章结合京张高铁重点工程—八达岭地下站和隧道工程BIM应用,基于铁路工程BIM技术标准,重点研究多专业设计数据一致性表达,构建了八达岭地下站和隧道工程的全要素信息模型,并利用中铁工程设计咨询集团有限公司开发的铁路多专业数字化协同设计软件,搭建了一个协同设计平台,使传统上离散的各专业设计数据能够实现集成展示,方便设计方案的对比和优化,有助于提升设计效率和质量,实现铁路工程的智能化建造。此外,提出将全要素信息模型与能够反映铁路基础设施运营维护阶段真实状况的海量三维点云数据融合起来,为运营维护阶段基础设施一致性检测提供支持。     

铁路领域BIM研究知识图谱构建与分析

研究目的:建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)近年来在铁路建筑领域取得越来越广泛的应用,成为该行业赋能的重要技术手段之一。为研判BIM技术在铁路领域的应用现状及发展趋势,以国内外文献为数据源,运用文献计量理论方法,从研究热点和研究趋势两方面构建国内外BIM技术在铁路行业应用的知识图谱,从定性和定量两个角度剖析铁路领域BIM研究现状及趋势。研究结论:(1)国内外BIM技术在铁路工程领域的应用研究各有侧重点,国外注重BIM基础理论及标准化方面的研究且起步较早,成果较为丰硕,形成较为完整的知识体系,国内则多集中于工程实践的应用,虽原创性成果相对缺乏,但呈现出奋起直追之势;(2)从研究趋势角度分析,BIM技术与人工智能、物联网、云计算、大数据等新一代信息技术深度融合,实现铁路工程的协同设计、施工管理、运维阶段可视化管理、铁路全寿命周期管理、BIM应用标准化等工程领域深化应用,将成为未来的发展方向;(3)本文研究可为深入推广BIM技术在铁路领域的理论研究和实践应用提供借鉴。     

中小型铁路旅客站房BIM正向设计应用

现阶段的BIM技术应用多侧重于工程的三维属性,通过CAD图纸翻模进行BIM的可视化、碰撞检测等应用,对于直接利用BIM相关软件开展正向设计也是少量集中在建筑领域,对于铁路站房BIM正向设计鲜有研究。以某站房工程为依托进行BIM正向设计研究。首先通过方案比选确定了基于Autodesk平台的协同方式,其次确定了BIM正向设计流程,再通过建立各专业结构树及编码划分体系,建立包含设计、施工及运维必要信息属性的单元库,并利用单元库进行BIM正向设计。本次研究探索出了中小型铁路旅客站房合理可行的BIM正向设计解决方案,研究成果可为类似项目提供借鉴与参考。     

铁路工程BIM协同设计与构件共享研究

建筑信息模型（BIM, Building Information Modeling）的广泛应用能够提升铁路工程建设技术水平以及信息管理的能力，也是铁路工程建设信息化的核心和方向，对铁路工程建设有着巨大的发展潜力和应用价值。BIM设计作为BIM全生命周期的源头，对BIM技术的推动起着至关重要的作用。立足于铁路工程建设项目设计阶段，对基于BIM的协同设计所涉及的工作流程及构件复用问题进行研究，提出了BIM模式下的协同设计流程以及BIM模型构件库方案，提高了BIM模型修改、维护的效率和便捷性，实现了设计资源的共享和利用，为建立BIM设计协同管理和正向设计体系奠定基础。     

基于BIM技术的铁路中间站三维设计方法研究及实践

BIM技术是在建筑行业中推广使用的一项重大革新技术,但在铁路建设行业中尚处于起始阶段。通过分析BIM技术特点和铁路行业应用现状,将实现BIM技术的理论和方法应用于占铁路车站数量比重最大的中间站设计中,探索铁路设计行业构建BIM技术平台的新方法。首先对中间站的基元模型划分并进行三维建模,在Access数据库中建立铁路中间站的标准站型库,利用Revit软件平台,结合数据库实现中间站的参数化设计,通过人机交互方式进行编辑与修改,输出设计成果,以支持后续专业的需求与后续功能的实现,满足铁路规划、工可设计研究阶段需求。     

基于Bentley平台的铁路隧道BIM技术应用研究

以Bentley平台为技术支持,以京张高速铁路隧道工程为项目背景,以BIM技术在隧道设计中的应用为目的进行研究。叙述了BIM隧道建模过程及对铁路BIM标准的验证,通过使用BIM技术进行碰撞检测、正向设计、协同设计对设计流程的优化,总结了出现的问题及解决对策。研究认为:现阶段Bentley平台上BIM技术在铁路隧道设计中还不能满足出图和工程量计算的要求;在模型不同的设计阶段,由于精度要求的不同导致模型有时无法重复利用;模型的应用在设计、施工、运维间缺乏联系。解决以上问题需要根据隧道专业的需求进行有针对性的二次开发;提高BIM模型的重要性以替代二维出图;规范中对于BIM精度的要求应通过项目的验证不断优化;应制定统一的标准,规范BIM设计各阶段完成内容,构建多阶段、多专业的BIM平台。     

浅析BIM技术在铁路建设中的应用

采用BIM技术,可以通过数字信息仿真,模拟建筑工程的实际信息,在国外得到广泛应用.目前,国内不少施工企业也开始思考如何应用BIM技术来提升建设项目管理水平和企业的核心竞争力.此文在简述BIM技术发展现状及其特点的基础上,就BIM技术在铁路工程设计、施工、运营阶段的应用进行分析与论述.望能在今后的铁路工程建设中借鉴.     

京张高铁标准梁BIM技术应用研究

为了能使BIM技术更好地融入铁路桥梁行业,从正向设计的角度出发,对京张高铁标准预应力混凝土简支箱梁的设计流程进行研究,并通过C#语言的二次开发实现了以下功能:(1)开发了一套针对简支箱梁的数据结构,能快速生成或修改预应力标准箱梁的精细化BIM模型;(2)基于BIM模型与数据结构,可自动生成有限元计算模型,也可将计算结果反馈到BIM模型中,跳过了设计人员自行建模计算的过程;(3)根据最终的BIM模型与计算结果,可直接以标准格式输出设计图纸、工程数量等,大幅度提高了绘图效率,减少了人工误差。该研究成果可为BIM技术在铁路桥梁中的正向设计、BIM技术与标准化设计的结合、BIM技术对工程设计的优化起到指导作用。     

基于BIM建模的站房大空间照明设计节能研究

在高速铁路站房大空间建筑电气照明设计中,如何合理模拟灯光与环境及建筑结构间的连锁关系是一项不可忽视的多模型复杂课题,特别在针对舒适度和节能有高要求的绿色生态建筑设计中。在实际BIM设计过程的基础上,结合国内外软件特点,研究BIM建模照明仿真计算并合理利用自然资源,实现模拟站房大空间光环境。前瞻性地利用BIM全生命周期特点从前期设计阶段准确把握光环境效果、照明系统性能和运行情况,能够在保证设计满足规范标准的同时优化设计方案与实际使用舒适度,最终真正做到三维BIM一模多算整体设计,为站房照明与节能提供方案优化设计,并为BIM电气设计未来深化推广打下坚实理论依据与设计基础。     

基于BIM标准体系的铁路协同设计体系研究

随着物联网、云计算、大数据等前沿技术的不断进步,铁路行业正在迎来新的发展机遇。数字孪生铁路是以智能建造、智能装备、智能运营为核心的智能高铁技术应用数字环境,也是铁路工程全生命周期应用的数据基础。传统的设计方式中各专业内和专业间数据相对离散、逻辑关联性不高、成果不易维护且信息存在大量冗余,无法满足铁路智能化应用的要求。以京张客运专线BIM项目为载体,研究能够集中管理各专业设计资源、定制各专业设计参数交互流程、构建专业间数据层面逻辑关联、具有统一数据框架的协同设计体系。该体系强化了各专业间的联系,提升了设计质量,为工程数字化建设提供了数据结构组织有序、易于维护、动态可感知的数字孪生工程,同时也为勘察设计企业拓展工程全生命周期业务提供了可靠的技术保障。