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中國鐵設(shè)鐵路BIM技術(shù)助力鐵路建設(shè)
建筑信息模型（BIM）是一項(xiàng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)對建筑物進(jìn)行模擬、仿真、虛擬建造的技術(shù)。BIM技術(shù)是提升鐵路勘察設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率、建設(shè)施工及運(yùn)營管理水平的關(guān)鍵技術(shù)。
中國鐵設(shè)工程實(shí)驗(yàn)室在鐵路BIM技術(shù)研究與應(yīng)用方面處于行業(yè)先進(jìn)水平。在鐵路BIM聯(lián)盟主持下，中國鐵設(shè)工程實(shí)驗(yàn)室主編發(fā)布了《鐵路工程信息模型數(shù)據(jù)存儲標(biāo)準(zhǔn)》等鐵路BIM標(biāo)準(zhǔn)�！惰F路工程信息模型數(shù)據(jù)存儲標(biāo)準(zhǔn)》英文版被國際BIM標(biāo)準(zhǔn)組織采納發(fā)布為公開規(guī)范，填補(bǔ)了國際BIM標(biāo)準(zhǔn)在鐵路領(lǐng)域的空白。
中國鐵設(shè)工程實(shí)驗(yàn)室作為核心成員參與國際BIM標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，提升了中國鐵路BIM標(biāo)準(zhǔn)在國際上的知名度，增加了國際鐵路BIM標(biāo)準(zhǔn)制定話語權(quán)，連續(xù)兩年獲building SMART國際BIM大賽獎；研發(fā)的鐵路BIM協(xié)同設(shè)計(jì)平臺達(dá)到國際先進(jìn)水平，已經(jīng)成功應(yīng)用于牡佳高鐵、京雄城際鐵路、雅萬高鐵、雄忻鐵路等鐵路工程BIM設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)鐵路工程全專業(yè)BIM協(xié)同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)基于鐵路BIM標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)成果交付，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的設(shè)計(jì)與施工協(xié)同，創(chuàng)造了較大經(jīng)濟(jì)價值和良好社會效益，有效地提高了鐵路建設(shè)的數(shù)字化、智能化水平。
RIM科研成果被鑒定為國際先進(jìn)
日前，中國鐵設(shè)工程實(shí)驗(yàn)室RIM團(tuán)隊(duì)研究的“高速鐵路建設(shè)智能仿真技術(shù)研究”科技成果順利通過天津市科學(xué)技術(shù)評價中心組織的鑒定，被鑒定為國際先進(jìn)。
鑒定委員會專家審閱了研究項(xiàng)目的相關(guān)資料，經(jīng)過質(zhì)詢和討論，對研究中的科學(xué)價值和意義、研究開發(fā)內(nèi)容、技術(shù)創(chuàng)新程度、難易和復(fù)雜程度、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、應(yīng)用和推廣程度、經(jīng)濟(jì)和社會效應(yīng)、技術(shù)輻射能力等方面進(jìn)行了綜合評價，形成鑒定意見。
“高速鐵路建設(shè)智能仿真技術(shù)研究”項(xiàng)目提出了一種基于語義約束的BIM與GIS融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了BIM工程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與高速鐵路建設(shè)管理智能仿真平臺的自動轉(zhuǎn)換；提出了一種參數(shù)控制的高速鐵路設(shè)計(jì)深化方法，實(shí)現(xiàn)了地形自適應(yīng)的全線工點(diǎn)智能設(shè)計(jì)仿真及多方參與、實(shí)時協(xié)同的三維設(shè)計(jì)；提出了事件驅(qū)動的施工過程全要素仿真方法，實(shí)現(xiàn)了施工方案的快速仿真和共享，并基于信息模型的動態(tài)更新，實(shí)現(xiàn)了全線工點(diǎn)實(shí)時進(jìn)度仿真和施工建設(shè)管理的智能分析及預(yù)警。
專家一致認(rèn)為該成果具有明顯的創(chuàng)新性，達(dá)到國際先進(jìn)水平。
空天地一體化勘察技術(shù) 推動鐵路工程建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展
“十三五”期間，中國鐵設(shè)工程實(shí)驗(yàn)室綜合勘察實(shí)驗(yàn)室依托中國國家鐵路集團(tuán)有限公司重大課題“艱險復(fù)雜山區(qū)鐵路空天地立體勘察新技術(shù)及數(shù)據(jù)平臺應(yīng)用技術(shù)研究”和工程實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新平臺，系統(tǒng)開展鐵路勘察新技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，在高分三維遙感判釋、無人機(jī)攝影調(diào)繪、低空磁測、大深度大地電磁、天然源面波、三維地震反射、深孔原位測試等關(guān)鍵技術(shù)手段方面取得重要進(jìn)展。
綜合勘察實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)以空天地三類技術(shù)+數(shù)據(jù)平臺為主體，采用技術(shù)手段與裝備、組合模式與融合應(yīng)用、多源數(shù)據(jù)管理與拓展應(yīng)用三層結(jié)構(gòu)，基于多源數(shù)據(jù)融合和統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建鐵路工程地質(zhì)多源數(shù)據(jù)管理與服務(wù)平臺，初步形成了全域覆蓋、空間立體、動態(tài)監(jiān)控的空天地一體化工程勘察技術(shù)體系，通過多技術(shù)協(xié)同、多源數(shù)據(jù)融合應(yīng)用，達(dá)到艱險復(fù)雜山區(qū)鐵路工程地質(zhì)勘察全域覆蓋、多參數(shù)定量、全過程服務(wù)的目標(biāo)。
空天地一體化工程勘察技術(shù)體系通過多種有效手段的協(xié)同配合和綜合運(yùn)用，從多維度、多層次、多參量進(jìn)行工程地質(zhì)勘察，為復(fù)雜地區(qū)鐵路勘察提供了全周期、一體化解決方案，滿足復(fù)雜地形地質(zhì)條件下的深埋長大隧道、跨深谷河渡橋梁、陡坡路基及活動斷裂、滑坡、巖溶等重大不良地質(zhì)區(qū)段勘察需求。
在雄忻、沈白、川藏等復(fù)雜山區(qū)鐵路勘察、監(jiān)理及咨詢工作中，他們采用以地質(zhì)遙感和綜合物探為主導(dǎo)的空天地一體化綜合勘察新模式，綜合工程區(qū)域地質(zhì)特征、勘察階段深度及工程設(shè)計(jì)所需參數(shù)要求，選擇相應(yīng)的技術(shù)手段及組合模式，從面到點(diǎn)、從宏觀到微觀、從定性到定量逐步深入，科學(xué)、合理、高效地開展地質(zhì)綜合勘察工作，成功解決了長大深埋隧道勘察、中深部采空區(qū)、復(fù)雜巖溶勘察等諸多技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了勘察效率、深度、精度的同步提升，有力推動了鐵路工程建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展。
成功研制噪聲檢測分析系統(tǒng)
日前，中國鐵設(shè)工程實(shí)驗(yàn)室成功研制軌道交通數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能測評平臺——噪聲振動多元檢測與智能分析通用系統(tǒng)設(shè)備軟件。
噪聲振動多元檢測與智能分析通用系統(tǒng)主要由噪聲振動數(shù)據(jù)共享與智能分析軟件和服務(wù)器組成，可用于噪聲振動研究人員、新產(chǎn)品開發(fā)人員、工程設(shè)計(jì)人員和環(huán)評人員開展科研、生產(chǎn)工作。
相對于現(xiàn)有系統(tǒng)，新系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)開放共享、分析軟件通用化、管理信息化和大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等優(yōu)勢。
中國鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司于2019年申請并獲批承擔(dān)天津市服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型升級專項(xiàng)（科技服務(wù)業(yè)）“軌道交通數(shù)字化設(shè)計(jì)與智能測評平臺”。項(xiàng)目由中國鐵設(shè)工程實(shí)驗(yàn)室牽頭實(shí)施，計(jì)劃建成軌道交通數(shù)字化設(shè)計(jì)系統(tǒng)、噪聲振動多元檢測與智能分析通用系統(tǒng)、大型基礎(chǔ)構(gòu)件外觀尺寸快速智能檢測系統(tǒng)和智能牽引供電系統(tǒng)仿真測試驗(yàn)證系統(tǒng)等4個系統(tǒng)，預(yù)期借助大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等新技術(shù)，助力企業(yè)高端技術(shù)服務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展，推動建設(shè)智慧企業(yè)，賦能企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
CRDC_RIM平臺產(chǎn)業(yè)化取得新突破
日前，中國鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司同皖贛鐵路安徽有限責(zé)任公司簽訂鐵路投資控制管理系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)服務(wù)協(xié)議，并接受委托繼續(xù)開發(fā)鐵路投資控制管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)整個項(xiàng)目建設(shè)周期的投資控制管理功能。這標(biāo)志著由中國鐵設(shè)工程實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的CRDC_RIM總包信息管理平臺正在以先進(jìn)的技術(shù)、優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)、安全可靠的性能等優(yōu)勢贏得各方認(rèn)可，在產(chǎn)業(yè)化道路上取得新突破。
實(shí)現(xiàn)EPC項(xiàng)目六位一體管理
CRDC_RIM總包信息管理平臺是集高精度航測遙感數(shù)據(jù)采集與處理、海量三維地形建模、鐵路參數(shù)化快速建模、3DGIS數(shù)據(jù)集成管理、鐵路設(shè)計(jì)仿真、施工仿真、鐵路建設(shè)管理信息化等于一體的綜合性、開放性應(yīng)用平臺，是鐵路行業(yè)實(shí)現(xiàn)BIM+GIS融合并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的自主創(chuàng)新項(xiàng)目。
該平臺涵蓋招投標(biāo)、施工準(zhǔn)備、工程施工、竣工驗(yàn)收等工程項(xiàng)目建設(shè)全生命周期的管理，以施工質(zhì)量為核心，以進(jìn)度為主線，以提升工程管理精細(xì)化水平和創(chuàng)造效益為目標(biāo)，形成開放創(chuàng)新、集成共享的信息化協(xié)作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)EPC總包項(xiàng)目安全、質(zhì)量、進(jìn)度、投資、環(huán)境、創(chuàng)新六位一體管理。平臺服務(wù)于總包、建設(shè)、監(jiān)理、施工等參建各方，綜合考慮各方應(yīng)用需求，參建各方實(shí)現(xiàn)信息共享、取得較高效益。
平臺應(yīng)用前景廣闊
平臺采用松耦合、模塊化的架構(gòu)設(shè)計(jì)，包括綜合管理、技術(shù)管理、現(xiàn)場管理、過程控制、監(jiān)控量測5個子系統(tǒng)共49個模塊，可基于項(xiàng)目特點(diǎn)定制開發(fā)相關(guān)功能，也可同其他平臺實(shí)現(xiàn)集成和數(shù)據(jù)交換，以綜合、高效的信息化手段提高工程項(xiàng)目建設(shè)管理水平。
目前，該平臺已在中國鐵設(shè)鹽通高鐵、昌景黃高鐵、龍龍鐵路等總包項(xiàng)目中推廣應(yīng)用，其中大臨工程、“四電”選址、驗(yàn)工計(jì)價等模塊使用效果良好，得到業(yè)主、總包項(xiàng)目部和施工單位的認(rèn)可。
昌景黃高鐵（安徽）項(xiàng)目利用RIM平臺已經(jīng)開展了五期驗(yàn)工計(jì)價，實(shí)現(xiàn)了實(shí)體工程進(jìn)度與計(jì)價的關(guān)聯(lián)查詢與分析，提高了計(jì)價效率和計(jì)價成果的標(biāo)準(zhǔn)化水平，得到皖贛鐵路安徽公司的認(rèn)可。
重載鐵路科技成果獲獎
中國鐵設(shè)工程實(shí)驗(yàn)室的研發(fā)成果“既有重載鐵路擴(kuò)能改造路基強(qiáng)化技術(shù)研究”獲2019年度中國交通運(yùn)輸協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎二等獎。
工程實(shí)驗(yàn)室技術(shù)研發(fā)中心科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)多年來持續(xù)致力于重載鐵路、高速鐵路路基關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)工作，在重載鐵路路基強(qiáng)化技術(shù)、高速鐵路新型路基結(jié)構(gòu)研發(fā)、復(fù)雜邊坡安全性評估、路基減隔振技術(shù)、路基工業(yè)化建造等方面取得了多項(xiàng)創(chuàng)新性成果。
獲獎的“既有重截鐵路擴(kuò)能改造路基強(qiáng)化技術(shù)研究”是基于國家863項(xiàng)目“重載鐵路橋梁和路基檢測與強(qiáng)化技術(shù)”、國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“軸重30噸以上煤炭運(yùn)輸重載鐵路關(guān)鍵技術(shù)與核心裝備研制”以及中國鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司重點(diǎn)科研項(xiàng)目的研發(fā)成果，提出了既有重載鐵路路基強(qiáng)化設(shè)計(jì)理論與強(qiáng)化加固方法，研發(fā)了強(qiáng)化加固設(shè)備及強(qiáng)化加固工藝，成果創(chuàng)新性和應(yīng)用價值顯著，已成功應(yīng)用于朔黃線與黃萬線等既有鐵路路基的病害整治工程中，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會效益。
新型噪聲辨識裝置組裝下線
近日，中國鐵設(shè)工程實(shí)驗(yàn)室主持研發(fā)的新型噪聲辨識裝置組裝下線，在中國鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司空港園區(qū)開啟全天候長期運(yùn)行測試。
新產(chǎn)品能夠準(zhǔn)確區(qū)分鐵路場、站、段邊界排放噪聲與強(qiáng)背景噪聲，實(shí)時顯示監(jiān)測結(jié)果，聲學(xué)性能達(dá)到環(huán)境噪聲監(jiān)測II級精度儀器的要求。配套監(jiān)測預(yù)警平臺自動完成超標(biāo)判定和預(yù)警發(fā)送。產(chǎn)品定名“場界噪聲辨識裝置”，型號BEA-I，使用商標(biāo)“環(huán)拓思”，具備了對外銷售的基本條件。
具備直觀的噪聲辨識功能
BEA-I是中國鐵設(shè)工程實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新研制的一代鐵路場站段噪聲辨識裝置。
裝置由全天候三傳聲器陣列、寬頻噪聲高速定向辨識計(jì)算單元、信號放大器、電源模塊、顯示模塊、傳輸模塊組成，安裝在鐵路場、站、段及工地邊界處，能夠自動識別作業(yè)排放噪聲和背景噪聲，實(shí)時顯示辨識結(jié)果。
設(shè)備配套噪聲監(jiān)測預(yù)警平臺，實(shí)時接收BEA-I上傳的辨識數(shù)據(jù)，自動完成多參數(shù)聯(lián)合的排放噪聲超標(biāo)判定等分析處理。平臺具備10項(xiàng)主要功能，監(jiān)測數(shù)據(jù)在線顯示、全時段噪聲分布查看、20分鐘等效聲級和最大聲級自動計(jì)算、1/3倍頻程頻譜圖像生成、監(jiān)測地點(diǎn)在線定位、實(shí)景圖像測點(diǎn)標(biāo)記、歷史記錄查詢、超標(biāo)預(yù)警提示、超標(biāo)次數(shù)統(tǒng)計(jì)和監(jiān)測報(bào)表輸出。
普通用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)登錄平臺，在線監(jiān)控和回溯現(xiàn)場噪聲排放情況，專業(yè)用戶可以調(diào)用監(jiān)測數(shù)據(jù)時域、頻譜信息，開展深度分析，研究采取降噪措施。
有望解決社會熱點(diǎn)難題
隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市噪聲污染問題日益突出。建筑工地、電廠、車輛段等鄰近居民區(qū)時，常因排放噪聲引起投訴。由于交通噪聲、社會生活噪聲等干擾，現(xiàn)有監(jiān)測技術(shù)手段無法實(shí)時掌握排放噪聲，主責(zé)企業(yè)與投訴群眾常因噪聲排污治理責(zé)任無法界定而形成糾紛。
BEA-I型場界噪聲辨識裝置有望在解決上述行業(yè)性難題中發(fā)揮積極作用。用戶可以使用該裝置的實(shí)時顯示功能，當(dāng)場查明噪聲來源，緩解矛盾糾紛。企業(yè)用戶更可以開展自主監(jiān)測，精確定位聲源，采取有效降噪措施，避免投訴導(dǎo)致的停工停產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。
擁有廣闊的應(yīng)用前景
新產(chǎn)品廣泛適用于鐵路施工場地、車場、工廠、綜合樞紐、動車段（所）、車輛段、機(jī)務(wù)段等邊界排放噪聲辨識監(jiān)測，可為上級監(jiān)管或企業(yè)管理提供噪聲溯源、辨識解析、預(yù)警預(yù)報(bào)、環(huán)境治理、達(dá)標(biāo)規(guī)劃等精準(zhǔn)支撐。
產(chǎn)品試驗(yàn)機(jī)型已在杭紹臺鐵路制梁廠、天津地鐵4號線工地等應(yīng)用，性能穩(wěn)定。研發(fā)團(tuán)隊(duì)已針對現(xiàn)場應(yīng)用情況反饋，著手開展外觀設(shè)計(jì)、電路布置、生產(chǎn)成本等方面的優(yōu)化，提高產(chǎn)品競爭力。
高速鐵路新型路基結(jié)構(gòu)與施工工藝研發(fā)取得新突破
隨著我國高速鐵路建設(shè)水平和效率的提高，高速鐵路正向裝配化、信息化、智能化和綠色化發(fā)展，這為高速鐵路路基技術(shù)創(chuàng)新提供了機(jī)遇，也提出了更高要求。
近年來，中國鐵設(shè)工程實(shí)驗(yàn)室路基創(chuàng)新研發(fā)團(tuán)隊(duì)緊密圍繞行業(yè)需求，在高速鐵路新型路基結(jié)構(gòu)與施工工藝研發(fā)方面取得突破，系統(tǒng)開展了新型路基結(jié)構(gòu)、預(yù)制拼裝式輕型擋土墻以及裝配整體式骨架護(hù)坡的研發(fā)與應(yīng)用，推動了高速鐵路路基設(shè)計(jì)與建造技術(shù)的高質(zhì)量發(fā)展。
工程實(shí)驗(yàn)室持續(xù)開展高速鐵路新型路基結(jié)構(gòu)研究，研發(fā)了懸臂U型/箱型路基結(jié)構(gòu)，在深厚軟弱地基以及填料缺乏地段節(jié)約用地、節(jié)省投資方面優(yōu)勢明顯。該研究成果應(yīng)用于并行既有高鐵地段能顯著減少對既有高鐵影響、控制地基附加沉降，應(yīng)用于短路基地段可有效平順過渡路—橋—隧剛度；構(gòu)建了以極限狀態(tài)法為核心理念的設(shè)計(jì)檢算軟件平臺，為新型路基結(jié)構(gòu)推廣提供了基礎(chǔ)性技術(shù)支撐。為進(jìn)一步提升高速鐵路擋土墻工業(yè)化建造技術(shù)，他們系統(tǒng)提出了預(yù)制拼裝輕型擋土墻技術(shù)，利用上墻踵板作為卸荷板的卸荷效應(yīng)，改整體墻為上下拼裝組合式墻，工廠預(yù)制、現(xiàn)場拼裝，有效減小預(yù)制構(gòu)件體積與重量，使預(yù)制拼裝輕型擋土墻標(biāo)準(zhǔn)化建造成為可能。工程實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了基于疊合板技術(shù)的裝配整體式骨架護(hù)坡技術(shù)，采用預(yù)制作為主體結(jié)構(gòu)的免拆模板與現(xiàn)澆混凝土結(jié)合結(jié)構(gòu)，取消鋼模板拆裝工序，顛覆了傳統(tǒng)骨架護(hù)坡的施工工藝，有效縮短施工周期，保證施工質(zhì)量，相關(guān)設(shè)計(jì)理念和建造技術(shù)的提出為裝配整體式骨架護(hù)坡技術(shù)的工程推廣奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
工程實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的路基相關(guān)技術(shù)成果已在昌景黃高鐵、日蘭高鐵、雄忻鐵路等多條鐵路路基工程中進(jìn)行了應(yīng)用，相關(guān)成果的落地促進(jìn)了鐵路路基設(shè)計(jì)建造技術(shù)的發(fā)展，為高速鐵路工程建設(shè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
本版文圖均由中國鐵設(shè)工程實(shí)驗(yàn)室提供
