基于BIM技术的新时期铁路信号可视化施工优化研究.pdf

文章编号:()收稿日期:基金项目:中铁十二局集团有限公司科技研发计划项目(公司技 号)作者简介:李蔚龙()男甘肃永登人高级工程师主要从事铁路四电技术管理方面的工作:.引文格式:李蔚龙.基于 技术的新时期铁路信号可视化施工优化研究.铁道建筑技术():.基于 技术的新时期铁路信号可视化施工优化研究李蔚龙(中铁十二局集团电气化工程有限公司 天津)摘 要:建筑信息模型()技术近年来迅猛发展其在设计、施工和运维等方面被广泛应用也为铁路建设带来诸多益处 通过 技术可以构建精确设计模型及早发现潜在问题并优化工程施工效率 同时 技术还能整合多方参与者的信息促进协作和沟通提高项目质量和效益 本文介绍 技术在铁路信号施工方面的优势并以中川机场环线铁路工程为例利用建模设计、轻量化处理和渲染交互等技术将 模型与异构数据相结合实现建筑可视化建模和数据模拟关键词:技术 铁路信号施工 可视化建模中图分类号:.文献标识码:./.(.):().:引言近年来随着国民经济快速发展和建设规模不断扩大我国的铁路交通事业发展势头强劲但由于铁路信号设备的复杂性和多样性我国在铁路信号工程建设领域面临着越来越多的挑战和需求 作为一种具有革命性意义的数字技术()在我国铁路建设行业得到充分关注 研究现状及目的.研究背景()我国工程建设领域存在着工程质量不稳定、成本超支、工期延误等问题 技术以其全生命周期管理的特点能够在项目预研、设计、施工、运维等各个阶段提供一体化的信息管理与协作平台从而提高工程质量、降低成本、缩短工期()我国长期以来注重科技创新与转型升级国务院、人民银行等各级政府逐步出台了一系列政策与指导意见鼓励各级政府、企事业单位积极推进 技术研究与应用从而推动工程建设行业向数字化、智能化转型 中国铁路 技术标准体系涵盖了 建模、数据管理、协作与集成等关键领域旨在实现建设全生命周期的信息共享与协同 通过统一的协作平台实现施工过程的有序进行提高施工效率减少潜在风险 中国铁路 技术标准体系见图 铁道建筑技术 ()李蔚龙:基于 技术的新时期铁路信号可视化施工优化研究图 中国铁路 技术标准体系.研究目的和重要性()铁路信号施工 技术的研究目的主要是提高施工质量和效率降低施工风险和成本 利用数字模型与施工过程相结合实现更精确的施工计划和预测()在铁路信号施工中 技术可以提供诸如建模、协调管理、信息共享、模拟分析、物流管理等功能从而实现数字化施工()技术可以实现信息共享使得各个部门和人员之间能够更好地沟通和协作 在数字模型中可以包含各种信息如技术标准、施工方案、施工进度、材料清单等并能随时查看和更新 技术.技术理论基础 技术是一种基于数字化建模和信息管理的技术可以在建筑项目的全生命周期内进行可视化仿真和协同设计从而提高工程效率、降低误差率、提高工程质量和安全性.基本概念 技术全称为 即建筑信息模型技术 它是一种数字化建模和信息管理技术能将建筑物的物理和功能特征数字化建模并将这些特征整合成一个完整的信息模型以支持规划、设计、施工和设施管理的全过程.工作原理 技术以数字化建模为核心通过对建筑物各方面数据进行整合实现对建筑项目的全过程信息管理和协同设计 技术数字化建模主要包括以下几个步骤:()数据采集:使用测量工具和传感器等设备对建筑物各项数据进行采集和录入()数字化建模:使用 软件将采集到的数据进行数字化建模包括对建筑物的三维几何信息、构造信息、材料信息、设备信息等()信息整合:将数字化建模所得到的各种信息进行整合建立一个完整的信息模型()可视化仿真:利用 软件对所建立的信息模型进行可视化仿真从而实现对建筑物的全方位展示和分析.构建流程 技术构建流程见图 主要包括以下几个步骤:()前期准备:确定建筑项目的需求和目标确定 应用范围和目标明确项目的组织结构和人员职责()数据收集和建模:通过传感器、激光测量仪等设备采集建筑物数据进行数字化建模建立一个完整的信息模型()协同设计:各专业领域之间进行信息共享和协同设计实现对建筑物的全方位仿真和分析()施工管理:包括施工计划制定、资源管理、进度控制等环节()设施运营和维护:包括设施维护计划制定、设备保养、设施更新等环节图 铁路信号施工 构建流程.企业应用 技术流程()确定 技术使用范围和目标 例如在设计阶段中使用 技术协同设计或是在施工阶段中使用 技术进行模拟施工等()确认 技术标准和规范 例如国家标准铁铁道建筑技术 ()李蔚龙:基于 技术的新时期铁路信号可视化施工优化研究路信号设计规范()等 企业应用 技术流程如图 所示图 企业公司应用 技术过程()制定 应用策划 根据项目需求和实际情况制定 应用策略包括利用现有资源、确定应用区域和时间、制定应用标准和流程等 根据 应用策略制定 应用计划包括时间表、人员安排、培训计划、技术资源等()进行 建模计划 确定 建模标准和流程确保所建模型的准确性和一致性 包括建模的格式、缩放比例、物体分类、符号和图标等细节内容 选择合适的 建模软件例如、或 等()编制铁路建筑模型 编制时需要考虑建筑结构、光线、设备、管道等问题并进行模型测试和检查()导入 协作平台 根据项目需求和团队规模选择适合的 协作平台例如 、或 按照 协作平台的安装指南进行安装并测试平台功能是否正常运作()导入现有 模型 将现有的 模型导入到 协作平台中确保所有功能和数据正确转换.应用范围及其技术实现.应用范围()施工设计:技术可以实现对施工场地和设备的三维建模和可视化为施工设计提供直观的展示和参考 在模型中能添加各种信息和功能比如施工进度、资源调配、材料管理等更好地协调各方利益确保施工质量和进度()施工过程管理:技术实现对施工过程的实时监测和数据分析发现问题采取措施 通过整合各种数据源包括传感器、监测设备、人员定位等实现对施工进度、资源消耗、设备状态、安全风险等方面的监测与控制更好地管理施工过程()施工后评估和维护:技术可以为施工后的评估和维护提供技术支持 通过收集和整合施工过程中产生的各种数据可以建立施工历史数据库为后期的维护和管理提供数据支持.技术实现()三维建模:技术的核心之一就是三维建模 通过三维建模可以实现对施工信息的可视化展示更加直观和方便地进行设计、施工和管理()数据整合和共享:技术可以整合各种数据源实现对施工信息的实时监测和数据分析需使用通用的 标准化规范和协议比如、等()智能算法和模型训练:施工时通过机器学习算法预测施工进度和资源消耗提前做好调配维护时通过人工智能算法自动识别设备故障和异常提前做好维护降低设备故障率和维护成本 技术在铁路信号施工的案例分析.工程概况()“兰州中川国际机场综合交通枢纽环线铁路”是交通运输部、公安部、中国民用航空局、国铁集团四部局联合列入国家“十四五”期规划建设、基本具备旅客换乘流程优化条件(零换乘)的 个区域综合客运枢纽之一也是兰州中川国际机场综合交通枢纽的重要组成部分()中川机场环线搭建 模型以站房建设为主同时纳入站场咽喉区以内(仅限物理模型)由图 可知站房部分的主要内容包括建筑和结构建模、钢结构与装饰及专业深化设计和施工预埋件 设计阶段搭建 模型协助设计施工阶段根据设计模型构建施工模型并提交囤工模型图 中川机场东站 建筑模型搭建流程.协作平台建立.多方协作 协作平台需要支持不同软件和工具的使用使不同参与方可以协同工作实现全流程的协作.提高设计效率采用 协作平台进行设计能够更加高效地进行数据和信息交流如设计铁路信号现场应用的设备、铁道建筑技术 ()李蔚龙:基于 技术的新时期铁路信号可视化施工优化研究模型、量表等信息实现实时共享和更新从而提高设计效率 例如采用 协作平台进行转辙机、信号机等相关模型建模设计如图、图 所示 图 转辙机模型 图 矮柱信号机模型.信息集成()协作平台需要将铁路施工项目的全部信息集成在一起包括设计图纸、模型和所需材料等并能够自动将问题数据提交给设计师和工程师()通过共享网络模型文件及时获得相关信息做出准确决策 外部用户可以随时查看单位信息以便快速选择合适的工程队伍.可视化()要实现可视化就需要对具体构件进行参数化建模同时也为实现施工过程的可视化模拟有必要基于 三维模型实现结构视觉化的表达和建筑设计()图 中搭建的 协作平台界面要包含建筑物实际形状、构件属性和规则信息使项目设计、建造和运营的沟通、讨论和决策都在可视化状态下进行从而提高效率和准确性图 协作平台界面 铁路信号施工 技术问题与挑战.模型的建立和管理铁路信号施工 技术的第一个问题是如何建立和管理 模型 模型作为施工过程中的核心数据资源需要准确地反映现实施工环境的相关信息在建立 模型的过程中如何对施工环境进行真实和精准的感知、数据收集和整合是亟待解决的问题.数据的收集和整合建立准确可靠的 模型需要收集和整合各种数据如现场控制数据、施工数据、技术资料、设备信息等这些数据来自不同系统、不同单位或部门存在数据来源的异构性和数据类型的多样性在进行数据整合时需要解决数据标准化、格式转换、清洗和去重等问题 结束语()技术在铁路信号施工中的应用前景十分广阔 在技术上未来的 技术将更加适用于铁路信号施工例如在施工过程中结合建筑信息模型与信号设计信息、施工现场信息实现动态监测、加速施工建造效率等在应用方面 技术将在更广范围内应用于铁路信号施工进一步提高施工效率和建造质量()进一步的研究方向和建议:建立和完善基于 的施工规划和控制流程加强技术培训和管理提高工程管理水平与新技术相结合如、人工智能、云计算等进一步推进 技术的创新与发展参考文献 王伟驰.面向铁路车站信息化建设的 集成技术研究.石家庄:石家庄铁道大学.华良杨绪坤王长进等.中国铁路 标准体系框架研究.铁路技术创新():.白照锋.我国铁路信号工程技术施工管理.工程建设与设计():.车雪孙海霞.基于 技术地铁车站三维建模.现代物业(中旬刊)():.杨志军.浅谈铁路信号工程技术施工管理.中小企业管理与科技(下旬刊)():.李燕粉王文灏李杰等.可视化技术在建筑施工中的应用研究.铁道建筑技术():.王佩吴磊.基于 技术的建筑装修施工三维可视化管理系统.微型电脑应用():.王贺.城市地铁高架车站 建模及可视化研究.建筑技术开发():.朱江.在铁路设计中的应用初探.铁道工程学报():.叶炜程凯.技术在乌鲁木齐高铁火车站设计中的应用.建筑技艺():.伍军.的本质及工程实践.铁道工程学报():.超平白雪郑云水.技术在铁路信号运维中的应用探讨.铁道通信信号():.郭聚富任有保.技术在跨海大桥设计与施工中的应用研究.铁道建筑技术():.春霞.技术在我国建筑行业的应用现状及发展障碍研究.建筑经济():.李志成王飞龙吉久茂等.技术在建筑工程设计中的应用.铁道科学与工程学报():.铁道建筑技术 ()