基于几何语义铁路隧道参数化建模研究

研究目的:为提高铁路隧道BIM建模效率及铁路隧道参数模型的通用性,解决商业BIM软件内置几何约束表征对二次开发参数化隧道建模的限制问题,本文基于独立几何语义对铁路隧道参数化建模进行研究,构建铁路隧道优化参数建模流程,发展相应的参数化算法,并采用开源几何造型库进行实现。研究结论:(1)提出了一种铁路隧道参数化建模流程与铁路隧道实体模型生成方法;(2)基于几何语义对铁路隧道横断面进行分解,确定了描述横断面所需参数;(3)确定了三种横断面轮廓分段形式下的参数关系,提出了一种优化铁路隧道参数化算法;(4)基于Open Cascade开源几何造型库,实现并验证了该铁路隧道参数化算法的优越性;(5)本文提出的铁路隧道参数化算法不受常用建模软件内置几何约束表征方式的限制,可直接绘制隧道断面轮廓并生成三维实体模型,能满足铁路隧道实体建模需求,提高铁路隧道实体建模效率与铁路隧道参数化建模的通用性。

基于无人机摄影测量的铁路地质灾害监测与评估研究

随着我国铁路建设规模不断扩大,铁路沿线地质灾害监测需求也在逐渐增加。针对铁路地质灾害的特点,提出基于无人机摄影测量的铁路地质灾害监测方法。详细阐述了无人机数据采集流程与数据处理技术,对某段运营期铁路现场踏勘并生成数字地形成果,并对存在地质灾害风险的区域进行数字地形成果综合解译。结果表明,无人机摄影测量技术可对铁路沿线地质灾害进行有效监测,为铁路运行安全提供科学可靠的数据支撑。

基于BIM+GIS的铁路工程电子沙盘系统的设计与实现

铁路工程是典型的带状结构,具有线长、点广等特点,为实现铁路工程全线全方位、多角度、多尺度的可视化展示及综合分析,融合建筑信息模型(BIM,Building Information Modeling)、地理信息系统(GIS,Geographic Information Systems)、数字高程、倾斜摄影及矢量地图等数据,设计并研发铁路工程电子沙盘系统。该系统通过对实体铁路工程仿真呈现,将施工过程信息动态附加,形成可交付运营维护的建设数字资产。在京张(北京—张家口)、京雄(北京—雄安)及其他重大铁路项目中的应用结果表明,电子沙盘系统具有较好的实用性、可扩展性及可视化效果,可为铁路工程各类资源高效利用、仿真分析及科学管理提供服务,也可为其他铁路项目开展电子沙盘的设计与开发提供参考。

基于Flex的施工组织形象进度图的设计与开发

针对铁路工程建设中指导性施工组织形象进度图无法在线阅览、格式标准不统一等问题,提出实现施工组织形象进度图的设计与开发目标,梳理了形象进度图的功能,提出了基于Flex和J2EE总体架构的开发思路,通过对基础数据的维护管理、构建标准化的图例库以及解决Flex与JAVA通信等问题,开发实现了可在线阅览、数据及时共享、标准格式统一的铁路工程指导性施工组织形象进度图。

基于GIS集成平台的高速铁路资产经营管理信息系统研究

高速铁路进入运营期后,对线路资产管理和运输经营需要进行统一精细化管理来提升高速铁路市场竞争能力,利用GIS集成技术对资产经营进行有效的管理与控制是实现资产保值、增值、创造收益的一条重要途径,本文介绍该系统的总体架构、功能结构设计,并介绍系统实现中的5个关键技术。最后通过结合京沪高铁实际情况,实现在地图上查询并展示资产位置和设备的状态、客运营销情况、动车在途追踪、客座率和列车密度表。该系统的最终上线运行将对我国高速铁路资产经营管理发挥重要的作用。

铁路工程施工组织形象进度系统研究与实现

从铁路工程施工组织管理业务流程出发,针对传统施工组织进度管理中人工手段分析结果不准确、效率低等缺点,提出了建设铁路工程施工组织形象进度系统,通过形象进度信息化解决现阶段存在的缺点。文章对系统的整体架构和应用功能进行详细设计,逐级分解整个工程项目的任务结构,建立了各专业图标图例,通过采用SVG技术及进度推演计算方法实现施工组织形象进度管理,并对系统中采用的关键技术进行详细论述。系统在多个在建铁路项目中试点应用,实现了施工组织信息化和形象可视化管理,满足工程建设施工组织管理需求。

基于BIM+GIS的铁路工程建设管理一张图关键技术研究及应用

当前铁路工程项目建造管理各阶段缺乏高效信息集成和共享传递技术手段,数据资源相对分散,较难实现信息高效共享和辅助决策分析。通过对大体量BIM模型轻量化处理、海量数据汇集以及基于BIM的多源异构数据融合等关键技术研究,提出高铁建设管理一张图管理模式,按照BIM源头标准设计,围绕工程建设信息“一张底图,共享建库”的思想,研发基于BIM+GIS的建设管理一张图系统。京雄高铁试点应用表明,系统既能实现BIM、GIS、倾斜摄影模型和工程建设等海量多源、多主题、异构时空数据融合在一张图上的集成展示,又能满足不同管理部门、不同层级用户的三维可视化、数字化、全要素信息建设管理精益化需求,为铁路工程建设项目资源管理集成化、协同管理高效化、过程管理信息化提供参考。

BIM技术在高速铁路接触网工程中的应用研究

通过对建筑信息模型(BIM)技术在高速铁路接触网工程中应用的深入探讨和研究,在设计阶段建立接触网零部件三维族库BIM。通过参数化快速腕臂装配建模、线路模型布置,开展碰撞检查、仿真模拟,实现接触网最优设计;通过BIM工程量自动统计、出图功能,提高设计效率。施工安装阶段利用BIM技术,进行工程进度展示,设计交底、施工方案交底,指导施工并提高施工质量。基于BIM的接触网数据集成与传递,实现接触网BIM承载的建设管理过程信息无缝转移到运维阶段,为将来智能运维奠定基础。

季节性冻土区路基专用太阳能主动供热装置研究

基于季节性冻土区路基冻胀特征及供热需求分析,设计1款采用太阳能主动供热的路基专用供热装置。通过模型试验分析装置供热温度、供热量、供热效率随太阳辐照量的变化规律,建立考虑纬度和日序数的供热温度预测公式。通过对路基长期供热效果的数值模拟分析,研究装置防冻胀效果。结果表明:路基专用供热装置供热温度随太阳辐照量的提高而增大,最高达60℃,平均范围在20~40℃,太阳能有效热利用率约为26%;供热温度与太阳辐照量呈3次多项式函数关系,供热温度计算式可预测装置应用于不同地区时的逐日平均供热温度;该装置在季节性冻土区对路基起到暖季预储热量和冬季实时补充热量的作用,可有效提高入冬时路基的抗冻胀能力,降低冻胀程度。

基于BIM的清华园隧道施工管理关键技术研究及应用实践

为解决京张高铁穿越北京主城区地质复杂、接口面多、风险大和环境保护要求高等隧道施工管理难题,从地质、主体结构和周边风险建筑物等多种三维模型参数化建模,生产数据、施工参数和风险监测等多源异构数据处理分析以及统一的建模编码体系等方面进行关键技术研究。采用基于WebGL为浏览器展示层的CarsView图形引擎技术,前后端分离架构进行研发铁路隧道施工BIM管理系统,并在国内首条铁路单洞双线、大直径、高风险的清华园隧道中成功实践应用,实现了进度优化调整、质量信息追溯、安全风险管控的目标,提升了隧道施工数字化、信息化与精益化管理水平,为探索建维一体化技术路线,打造工程建设全生命周期数据链条奠定了基础。

铁路工程线运输调度管理信息系统设计与应用

为提高铁路工程线在铺架期间的使用和管理效率,保障施工与行车组织安全有序,通过研究北斗卫星实时定位与防碰撞报警融合、基于运行控制中心模式的电子地图服务、隧道内机车相互报警等关键技术,首次研发了一套铁路工程线运输调度管理信息系统,并在京张高速铁路—崇礼铁路全线进行试点应用。结果表明,该系统可实现施工调度指挥信息化、列车运行监控实时化、施工安全管理可视化、统计分析智能化的目标,提升工程线管理单位调度指挥信息化水平。

铁路工程施工组织进度智能化管理系统研究

针对当前铁路施工组织(简称:施组)在计划编制、调整和进度把控中存在的问题,围绕施组计划编制、计划调整及智能辅助决策展开研究,研发了铁路工程施组进度智能化管理系统。系统内置了统一的铁路施工工项模板、智能辅助决策方案及形象化表达等关键要素,并在西昆(西安—昆明)高速铁路得到应用。应用结果表明,该系统可实现铁路工程施组计划智能编制和跟踪预警,提升现场施组管理效率并辅助管理决策。

轨行区施工调度系统研究与实现

为保障施工和运输作业安全,实现轨行区调度统筹兼顾、协调有序,研究设计轨行区施工调度系统。系统结合北斗定位、无线射频、车站图形化等技术手段,实现对轨行区施工计划、施工请销点、调度命令及铺轨工程进度等的管理,为调度中心人员提供有力的管理手段和参考依据,并帮助施工单位合理安排施工组织和行车组织。实践证明,系统解决了轨行区作业管理跨度大、行车施工调度安全级别要求高、安全生产预警预控难、全过程管理易缺位等突出问题。

铁路工程调度管理新模式研究与探讨

分析当前铁路工程调度的管理现状,提出需加快推进调度管理的信息化和智能化,实现铁路工程调度管理的敏捷化、科学化和精细化。通过构建完整准确的铁路工程主数据,为工程调度应用系统奠定数据基础;通过建立多维度工程进度管理系统,直观及时掌握工程推进情况;通过即时通信、视频会议、文件安全传输、应急事件处置等系统,构建即时高效的上通下达能力;通过建立直通现场的视频监控系统、指标化调度看板系统及高效的工程项目管理系统,持续提高铁路工程调度管理能力;同步修改完善铁路工程调度管理办法,加强调度工作考核,促进铁路工程调度新模式的建立。

高铁无砟轨道逐轨枕复测信息系统设计与应用

针对高速铁路无砟道床施工检测密度不足,导致长钢轨铺设后出现无砟轨道道床返工和长轨精调难度增加的问题,研究了基于无砟轨道逐轨枕复测模式的原理和方法,设计了无砟轨道逐轨枕复测信息系统,该系统具有无砟轨道施工进度管理、复测数据分析、超限数据预警等功能,能够实现无砟轨道施工质量精度控制和数字化管理目标。实践表明:所设计的无砟轨道逐轨枕复测信息系统可以动态掌握施工进度和质量,有助于提前发现轨道施工病害,避免质量问题进入下一道工序,产生更大的整治费用,对无砟轨道施工质量控制具有较强的实用价值和参考意义。