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基于BIM的高铁接触网信息模型及全生命周期管理技术研究

孟飞  
【摘要】:高铁接触网具有点多线长、环境复杂、故障率高等特点,对设计、施工和运维管理都有较高要求。随着铁路工程信息化的发展,以建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技术为核心的信息技术逐步成为提高高铁接触网全生命周期生产管理水平的重要手段。然而,由于高铁接触网BIM技术研究及应用起步较晚,现阶段高铁接触网全生命周期过程中仍然存在管理手段落后,各环节相互割裂,各参与方之协同程度低等问题,使得高铁接触网全生命周期管理成本居高不下,质量安全隐患较多。针对上述问题,本研究基于BIM技术开展高铁接触网信息模型及全生命周期管理技术相关研究。具体研究内容及创新成果如下:(1)提出了基于BIM的高铁接触网信息模型总体框架梳理了高铁接触网全生命周期管理的主要内容及特征,归纳总结了高铁接触网全生命周期管理框架。从实体维、时间维、主体维、版本维和类型维对高铁接触网信息进行分类,提出了基于BIM的高铁接触网信息模型总体框架。深入研究了IFC标准,利用IFC标准的动态扩展机制,定义了高铁接触网BIM模型身份信息、定位信息和技术信息属性集,设计了基于IFC标准的高铁接触网BIM模型数据结构,实现了高铁接触网BIM数据结构的标准化。研究了面向高铁接触网BIM模型的数据库存储技术,利用NoSQL型数据库MongoDB实现了高铁接触网结构化IFC数据和非结构化文档数据的存储,为解决海量BIM数据的集成与共享管理提供了有效地解决方案。(2)提出了高铁接触网BIM协同设计方法提出了高铁接触网BIM协同设计概念模型,深入研究了高铁接触网BIM参数化建模技术,开发了高铁接触网BIM构件库管理平台,实现了接触网BIM模型的参数化装配。研究了基于BIM的高铁接触网设计审核技术,建立了BIM审核流程。设计了高铁接触网专业内与专业间BIM协同设计流程,开发了基于工作流技术的BIM协同设计工作流程管理模块。(3)提出了基于BIM的高铁接触网数字化施工管理技术分析了基于BIM技术的高铁接触网数字化施工管理的内涵,提出了基于BIM技术的高铁接触网数字化施工管理总体框架。其次,研究分别建立了高铁接触网施工进度、成本和质量WBS分解结构及编码体系。然后,提出了高铁接触网施工BIM模型的自动生成方法,研究了施工BIM模型的自动生成技术,实现了施工BIM模型的自动生成。提出了基于BIM的高铁接触网施工进度管理和成本管理方法,设计了基于BIM的施工进度管理和成本管理的工作流程。深入研究了基于BIM的高铁接触网腕臂结构预装配技术,设计了基于BIM的腕臂预装配工作流程和平台,经试验验证,有效减小了腕臂结构的安装误差,提高了工作效率。(4)提出了面向高铁接触网智能运维的BIM数字化交付方法建立了基于BIM的高铁接触网交付信息模型基本结构,建立基于SpreadXML格式的高铁接触网交付BIM信息的数据格式。设计了基于BIM的高铁接触网交付流程,以及基于BIM的高铁接触网检测检修管理和应急管理工作流程,为智能运维管理的实施提供有效支持。


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